淺議國內機器人系統(tǒng)集成產業(yè)

唱榮蕾，閆建偉，唐樹峰，李 洋，劉 震，王兆峻

(1.寧夏天地奔牛實業(yè)集團有限公司，寧夏 銀川 750000; 2.寧夏天地重型裝備科技有限公司，寧夏 銀川 750000)

1 機器人系統(tǒng)集成產業(yè)概述

一個完整機器人系統(tǒng)的調試開發(fā)即機器人的系統(tǒng)集成。從機器人系統(tǒng)集成整個產業(yè)看，目前機器人主要應用于汽車制造業(yè)及其零部件制造業(yè)、食品與藥品行業(yè)、機械加工行業(yè)、家具制造業(yè)、電子電氣行業(yè)、塑料與橡膠行業(yè)以及木材加工行業(yè)等。隨著全球制造業(yè)產能自動化水平的提升，特別是中國制造業(yè)的升級，估計2017年全球工業(yè)機器人銷量會達到25萬臺，年復合增長率為9.5%。從2013年至2017年，包含本體和集成在內的全球工業(yè)機器人市場，年復合增長率約為11%，預計2017年全球工業(yè)機器人市場容量將達到2 700億元[1]。

中國國內經濟下行，實體制造業(yè)將面臨一系列的產業(yè)結構升級調整，結合國家提出的“中國制造2025”國家發(fā)展戰(zhàn)略，高端智能化制造逐漸成為振興中國制造業(yè)的一個重要手段。放眼全球，智能制造業(yè)已然成為各國競爭的一個制高點。所以，工業(yè)機器人系統(tǒng)集成產業(yè)的發(fā)展，不論是在國內還是在國際上都迎來了一個快速發(fā)展時期。美國的“工業(yè)互聯(lián)網”、德國的“工業(yè)4.0”、中國的“中國制造2025”，這些發(fā)展戰(zhàn)略的提出，其目的都是要提升本國智能制造的水平，而智能制造的核心就在于機器人系統(tǒng)的集成產業(yè)[2]。

2 國內機器人系統(tǒng)集成產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

由于市場發(fā)展穩(wěn)定以及人口紅利逐漸縮水，中國已成為世界第一大工業(yè)機器人需求國，同時隨著我國產業(yè)結構調整升級的不斷深入和國際制造業(yè)中心向中國的轉移，我國的機器人市場將會進一步加大，市場擴展的速度也會進一步提高。根據中投顧問產業(yè)研究中心預測，2020年機器人本體市場規(guī)?？蛇_276億左右，集成系統(tǒng)市場規(guī)模則有望接近830億元，未來幾年年均增速可達20%[2]。在國內機器人集成產業(yè)迅速發(fā)展的背景下，由于國內經濟發(fā)展的一些特點，存在一些不利因素嚴重制約著機器人產業(yè)向集約化、規(guī)模化方向發(fā)展，具體如下：

(1) 國內機器人集成產業(yè)表現(xiàn)為需求量大，對相關行業(yè)工藝不熟悉，易形成技術壁壘。由于工業(yè)種類繁多，機器人要求多樣，導致國內系統(tǒng)集成項目大多是非標準化的，不容易形成規(guī)?；a業(yè)化，使研發(fā)成本增高，嚴重制約著國內系統(tǒng)集成企業(yè)的發(fā)展。而機器人系統(tǒng)如果針對某一行業(yè)進行系統(tǒng)集成，那么集成商必須了解該行業(yè)的工藝過程，技術壁壘形成后，集成商可依靠該行業(yè)生存，但是要跨行業(yè)拓展業(yè)務，打破行業(yè)勢力范圍是很難的。所以現(xiàn)階段國內的系統(tǒng)集成商多數(shù)都是針對某一行業(yè)。

(2) 集成商之間的惡性競爭將導致出現(xiàn)一系列資金不足、人才流失等問題。一方面，系統(tǒng)集成商之間抄襲、模仿以及在競標中惡意降低價格，將會使系統(tǒng)集成商項目利潤減少，項目回款一旦出現(xiàn)問題，就會出現(xiàn)資金周轉困難，而系統(tǒng)集成中許多產品都是外購件，資金一旦無法及時給付，采購周期就會增加，項目也會拖延；另一方面，系統(tǒng)集成需要專業(yè)的研發(fā)、管理、調試、銷售人才，而集成商之間互相挖角專業(yè)人才，使行業(yè)內人員流動頻繁，系統(tǒng)集成行業(yè)很難得到健康持續(xù)的發(fā)展。

(3) 國內系統(tǒng)集成市場中國產核心零部件競爭力差，三大核心零部件減速器、伺服系統(tǒng)和控制器與國外同類產品相比有很大差距[3]。在減速器領域，日本的哈默納科和納博特斯克(帝人)分別在國內諧波減速器、RV減速器市場中具有很高的占有率[4]。而國內伺服系統(tǒng)的前三位也被日本的松下、安川和三菱把持。至于控制器方面，四大家族ABB、KUKA、Fanuc和Yaskawa都有自產的控制器。所以，國內機器人廠商在核心零部件的研發(fā)和市場推廣方面任重而道遠。

3 國內典型機器人系統(tǒng)集成商

隨著機器人產業(yè)在國內興起，系統(tǒng)集成商也如雨后春筍般的成長，據高工產研機器人研究所(GGII)統(tǒng)計數(shù)據顯示，2016年中國工業(yè)機器人系統(tǒng)集成企業(yè)有1 000多家，企業(yè)中營收規(guī)模超過1億元的僅40家～50家，絕大部分企業(yè)系統(tǒng)集成業(yè)務營收不超過3 000萬元[5]。總結國內集成商的發(fā)展特點，將其分為以下幾種：

(1) 傳統(tǒng)系統(tǒng)集成商，一般不進行機器人本體的研發(fā)，是一些大型本體企業(yè)或者集成商的下游代理商，具有項目集成能力，規(guī)模比較小，業(yè)務局限于某個領域，這類機器人企業(yè)是國內最典型的系統(tǒng)集成商。

(2) 依托科研院所成立的機器人企業(yè)，其科研能力突出，人才儲備有著天然的優(yōu)勢，稱得上國內機器人企業(yè)的翹楚。其代表為沈陽新松機器人自動化股份有限公司，新松隸屬于中國科學院，是中國第一家機器人公司，產研結合，實力雄厚。

(3) 由數(shù)控機床生產領域向機器人集成產業(yè)進行業(yè)務拓展的企業(yè)，代表廠商有華中數(shù)控和廣州數(shù)控。依靠先進的數(shù)控技術和強大的生產能力，華中數(shù)控和廣州數(shù)控這類集成商在機器人核心零部件的研發(fā)和生產方面優(yōu)勢巨大。

(4) 一些小而精的系統(tǒng)集成商，由于業(yè)務能力突出，而被上市企業(yè)并購。連碩自動化、上海名匠兩家機器人系統(tǒng)集成商先后被上市企業(yè)徐州海倫哲和黃河旋風全資收購。憑借上市公司強大的融資能力，該類系統(tǒng)集成商在資金周轉方面獲得強有力的支持。

(5) 從其他生產領域自主跨界轉型成機器人系統(tǒng)集成商，在轉型過程中，企業(yè)會肩負巨大的壓力。佛山利迅達機器人就是從不銹鋼產業(yè)跨界而來，2009年與意大利INTEC機器人達成了戰(zhàn)略合作協(xié)議，通過兩年不間斷的投入，于2011年轉型成功，成為佛山機器人的代表。

4 國內機器人系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢

基于國內機器人行業(yè)的多樣化，中國的機器人產業(yè)同時也進入了戰(zhàn)國模式，針對3C、工業(yè)、醫(yī)療、服務等各個領域，都會有成百上千的系統(tǒng)集成商，而各集成商針對自己擅長的領域，不斷開發(fā)新的先進集成系統(tǒng)。

從系統(tǒng)集成產業(yè)的規(guī)模和發(fā)展方向分析，行業(yè)競爭的加劇會淘汰一批規(guī)模小、水平低的集成商，同時一些大的系統(tǒng)集成企業(yè)也會利用自己的資源優(yōu)勢吞并一部分小而精的廠家，所以在市場經濟的調配下，機器人集成產業(yè)面臨一番整合；而系統(tǒng)集成產業(yè)也將會打破汽車行業(yè)一家獨大的格局，向其他行業(yè)延伸并細化，這就要求系統(tǒng)集成商能夠掌握更多的行業(yè)工藝以適應行業(yè)發(fā)展的需要。

從機器人性能及研發(fā)角度分析，未來的機器人技術將在通信、感知、處理、移動、意識、操作這六個方面突破，很多場景由機器人自主判斷，不需要高級的技術人員操作，實現(xiàn)智能化；機械結構向模塊化、可重構化方向發(fā)展，使機器人的裝配實現(xiàn)模塊化；機器人控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網絡化，大大提高了系統(tǒng)的可靠性；積極研發(fā)人機交互技術，使機器人能夠進入普通人生活，成為與人類相適應的友好、智能、自然的“人類助手”[6]。

展望機器人集成系統(tǒng)的發(fā)展前景，數(shù)字化工廠將大大提高系統(tǒng)集成的生產效率，通過運用信息化和數(shù)字化手段，貫通從設計到生產制造的各個環(huán)節(jié)，降低各個環(huán)節(jié)不確定性因素帶來的影響，縮短產品研發(fā)周期，提高產品的可靠性和成功率。數(shù)字化工廠的系統(tǒng)集成不僅包括硬件設備集成，還包括軟件系統(tǒng)的設計。數(shù)字化工廠的研發(fā)設計對系統(tǒng)集成商提出了一個新的挑戰(zhàn)，同時也提供了一系列機會。

5 總結

機器人系統(tǒng)集成板塊處于整個機器人產業(yè)鏈的下游應用端，其職能是為終端客戶提供解決方案，雖然由于諸多因素使機器人集成產業(yè)發(fā)展遇到了一些阻礙，但是國內還是涌現(xiàn)出了許多優(yōu)秀的機器人系統(tǒng)集成商，憑借國家的政策扶持以及市場化運作，機器人系統(tǒng)集成產業(yè)將會有一個廣闊的市場前景，成為中國智能制造發(fā)展戰(zhàn)略的一個重要拼圖。

參考文獻：

[1] 中國機器人網.2017年全球機器人市場容量2700億[EB/OL].[2015-08-17].http://www.robot-china.com/news/201508/17/24225.html.

[2] OFweek機器人網.預測：2020年工業(yè)機器人集成系統(tǒng)規(guī)模可達830億[EB/OL].[2016-07-14].http://robot.ofweek.com/2016-07/ART-8321202-8420-30009598.html.

[3] 王田苗,陶永.我國工業(yè)機器人技術現(xiàn)狀與產業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J].機械工程學報,2014，50(9):1-13.

[4] 計時鳴,黃希歡.工業(yè)機器人技術的發(fā)展與應用綜述[J].機電工程，2015，32(1):1-13.

[5] 高工機器人網.從下游集成商看中國市場機器人發(fā)展[EB/OL].[2017-01-30].http://view.inews.qq.com/a/20170131I03XLI00 refer=share_recomnews.

[6] 譚民,王碩.機器人技術研究進展[J].自動化學報,2013,39(7):963-972.