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国产机器人发展同质化严重国产机器人如何弯道

作者/盛丽艳一个理想的未来里，所有劳力的工作都可以交接给机器人，让它们为我们冲锋陷阵。但这并不容易，机器人领域和芯片领域一样，都存在被欧美“卡脖子”的问题。应用最广泛、与产业结合最深的工业机器人，它的核心零部件，都掌握在“机器人四大家族”手中。四大家族是日本的发那科(fanuc)、安川电机(yaskawa)、瑞士的ABB和德国的库卡（2016年被美的收购），如你所见——没有一家是中国的。而它们吃下了中国机器人产业70%以上的市场份额，全球市场的50%。背后的原因很简单，机器人的核心部件控制器、伺服电机和减速器，欧美多年积累的技术鸿沟，并不是那么容易跨越的。想要改变这一现状，机器人产业振兴势在必行。这条路上，依然遍布荆棘。造车、扫地、送外卖…你已经离不开这些机器人了你知道自己有多依赖机器人吗？当你在电商平台上下了一单，机器人就开始为你所下的单子工作了。系统计算出商品所在位置后，智能仓储机器人钻入货架底下，把整个货架背起来，送到分拣员面前。分拣员原地站着不动，就能轻松完成分拣。这套“货架到人”的方案，最早由亚马逊的KIVA机器人完成落地，工作效率是传统模式的2-4倍，准确率提升到99.99%。此后国内公司Geek+、快仓、海康机器人等，纷纷入局。部分头部电商还自研了智能仓储机器人体系，以自建物流的京东为例，它为自己打造了涵盖分拣、搬运、巡检的仓储系统，十余种机器人各有分工，无人化程度更高。其中，货物分拣由六轴机械臂来完成；货物搬运依靠AGV搬运机器人，巡检机器人还替代了安保人员，能对粉尘、烟雾、温感等即时测量，及时警报。机器人完成仓库货物搬运假如你说，你从不网购。没关系，机器人依然渗入了你的生活。当你购买了一辆汽车，它背后的诸多生产环节其实都依赖于机器人，尤其是组装。汽车行业人类与机器人的比例约为10:1，当主机厂收到各类配件后，会交由机器人完成焊接、喷漆等工序。尽管名字里有个“人”字，但工业机器人往往不具备“人形”，它们更像是一个个触手。多关节的机械手造成了它们类人的特性，也因此能完成更多高精度的工作。多关节协作运动（标准工业机器人为六轴），还要保证作业精度，这不简单，国内相关技术落后机器人四大家族约15年左右。尤其是工业机器人的三大核心零部件，控制器、伺服电机和减速器。这三个零部件可谓多关节机器人的灵魂。机器人的每个关节都需装上伺服电机，它是发力的“肌肉”，能把收到的电信号转换成角位移或角速度输出。控制器则担任了“木偶师”的职责，它在收到工作指令后，向每一个伺服电机发出精准运动的电信号。减速器则是运动传导装置，把伺服电机的转速降到工业机器人各部位需要的速度。机器人完成汽车自动化组装除了有广泛应用案例的工业与仓储物流，机器人正加速进入服务领域——比如酒店服务，承担送餐、清扫工作；比如家庭使用，有扫地机器人、娱乐机器人；比如医疗领域，应用于智能假肢、抓药……机器人的繁荣日，到来了。同质化价格战背后，国产机器人利润一直受挤压中国工业机器人的生产能力乍看不低，总体份额达45%。但国内厂商更多地集中在产业链下游，相应地，利润率严重受到挤压。按产业链来看，上游是核心零部件，控制器、伺服电机和精密减速器，分别占据成本的12%、22%、32%；中游是机器人本体，也就是机器人的整体架构，包括机座和执行机构，占成本的22%左右——也就是说，下游的集成应用，只能分到12%。而中国的机器人生产，主要就集中在集成应用领域，比例高达9成。系统集成商们购买本体和核心零部件后，安装配套系统以完成特定功能，并销售给工厂，利润率不高。即便是做中游本体制造的企业，技术能力也不强。根据2018年中信部的数据，当时我国的200家机器人本体制造企业，多以组装和代工为主，议价权不强。此外，实体经济下滑，导致市场需求在2018年和2019年连续下滑，需求萎缩也让产业链压力骤增。因此，国内工业机器人的日子并不好过。同质化价格战，也发生在智能仓储机器人领域。据甲子光年的报道，2012年～2020年期间，行业毛利率从80%左右下降到基本没钱赚。而类Kiva“货架到人”方案中单台AGV（自动驾驶导引车）的售价，也从2012年的约25万元降到了约5万元。找弯道来超车，可以。但还是得下“苦功夫” 国产机器人赶超有两条路子——第一条路是“拓展增量”，加长板，造六轴工业机器人不行，服务机器人不香吗？另一条则是做“国产替代”，补短板，也就是在工业机器人领域花工夫。 1、拓展增量。测温机器人已成功，更多服务机器人正在蓄力。新冠疫情出现后不过两三个月，机器人行业已经回过味来，消杀机器人、测温机器人迎来爆发。单单中智卫安一家公司，去年测温门岗机器人的销量就达到了1万台。而如果你认真观察，会发现越来越多服务机器人，开始与我们直接接触了。以酒店机器人为例，2017-2018年期间，出货量能达到百台的厂商，已算是了不起。但2019年酒店机器人增速迅猛，全年出货量近千台，超过前两年总和，2020年又持续爆发。此类配送机器人也进入了医院等场景，京东科技的室内运送AI机器人，就已落地上海公共卫生临床中心，节约医院50%的人力。“运送”功能从物流配送衍生出来，可谓京东的老本行，而它其实可以被运用于多个场景，比如运送卷宗、药品，解决掉非专业性的职场工作，未来可能会成为人类的日常工作伙伴。盘点一下服务机器人领域的国内企业，名单很长，且遍及各个领域。楼宇配送领域，有YOGO ROBOT；餐厅送餐，有擎朗机器人；娱乐机器人，优必选广受盛誉；教育机器人，有roobo等等；家庭机器人更是使用广泛，科沃斯、小米等已进入千家万户。服务机器人的上游核心零部件与工业机器人不同，工业机器人讲究精细化操作，服务机器人看重互动、在人流密集场所避障移动，它的上游核心是芯片、算法、激光雷达。从这个产业链来看，中国其实没有明显劣势。算法方面，人脸识别、自然语言等技术国内已经非常成熟。激光雷达实现了导航功能，它也在工业机器人、无人驾驶领域使用，现国内有思岚科技、禾赛科技等成熟企业。就算是芯片，中国缺的是先进制程技术，尤其是10nm以下，倘若只实现简单服务，如擦窗机器人，对制程要求不高，产能其实极充沛。目前服务机器人的蛋糕还在不断变大。 2、国产替代。有进步，但与国际水准依然差距明显。知乎搜索“国产工业机器人目前发展到了什么水平？”，高赞第一的答案直接放了视频，外国厂商ABB十年前的工业机器人，控制精度高于国内厂商2018年的水平。不过换个角度想，目前核心零部件都能找到国产替代，只是性能上与国际厂商存在差距。伺服电机领域，汇川技术和禾川科技近年来发展较快，市占率为6.2%与1.5%。相比国外产品，国内伺服电机的动力输出功率基本相同，但产品的响应速度和稳定性依然不足，体积也无法做到极小巧。工业机器人领域的减速器又可分为两块，谐波减速器简单紧凑，用于低载荷部位；RV减速器承载能力强，但结构复杂，体积较大。前者有头部厂商绿的谐波，它在2020年上市，现并向全球第一大协作机器人公司Universal Robots供货。而上海机电、南通镇康、秦川发展等公司则实现了RV减速器的量产。自研控制器的国内厂商有埃斯顿、新松、埃夫特、广州数控等，它们在机器人运动算法上与国外尚存差距，如抑震算法，转矩波动补偿等。尾声：机器人市场将迎来黄金时代过去，机器人成本昂贵，维护繁琐。某国内车企产线曾经使用进口工业机器人，设备故障时，不得不请国外专家千里迢迢前来支援，不少配件也需从海外调货，维修期间产线只能暂停，隐性支出巨大。而今，我们有了自研的配件，给机器人使用者吃下定心丸。老龄化社会正加速到来，未来十年，必将是机器人的黄金时代。编辑：hfy

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