機(jī)器人系統(tǒng)集成介紹
1.機(jī)器人工業(yè)化模式
工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成商處于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的下游應(yīng)用端,為終端客戶提供應(yīng)用解決方案,其負(fù)責(zé)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用二次開發(fā)和周邊自動化配套設(shè)備的集成,是工業(yè)機(jī)器人自動化應(yīng)用的重要組成。只有機(jī)器人本體是不能完成任何工作的,需要通過系統(tǒng)集成之后才能為終端客戶所用。
相較于機(jī)器人本體供應(yīng)商,機(jī)器人系統(tǒng)集成供應(yīng)商還要具有產(chǎn)品設(shè)計能力、對終端客戶應(yīng)用需求的工藝?yán)斫狻⑾嚓P(guān)項目經(jīng)驗等,提供可適應(yīng)各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化、個性化成套裝備。從產(chǎn)業(yè)鏈的角度看,機(jī)器人本體(單元)是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),而下游系統(tǒng)集成則是機(jī)器人商業(yè)化、大規(guī)模普及的關(guān)鍵。本體產(chǎn)品由于技術(shù)壁壘較高,有一定壟斷性,議價能力比較強(qiáng),毛利較高。而系統(tǒng)集成的壁壘相對較低,與上下游議價能力較弱,毛利水平不高,但其市場規(guī)模要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本體市場。
工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化過程中,可以歸納為三種不同的發(fā)展模式,即日本模式、歐洲模式和美國模式。
日本模式:各司其職,分層面完成交鑰匙工程。即機(jī)器人制造廠商以開發(fā)新型機(jī)器人和批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品為主要目標(biāo),并由其子公司或社會上的工程公司來設(shè)計制造各行業(yè)所需要的機(jī)器人成套系統(tǒng),并完成交鑰匙工程;
歐洲模式:一攬子交鑰匙工程。即機(jī)器人的生產(chǎn)和用戶所需要的系統(tǒng)設(shè)計制造,全部由機(jī)器人制造廠商自己完成;
美國模式:采購與成套設(shè)計相結(jié)合。美國國內(nèi)基本上不生產(chǎn)普通的工業(yè)機(jī)器人,企業(yè)需要時機(jī)器人通常由工程公司進(jìn)口,
自行設(shè)計、制造配套的外圍設(shè)備,完成交鑰匙工程中國與美國類似,機(jī)器人公司集中在機(jī)器人系統(tǒng)集成領(lǐng)域。
目前,國內(nèi)的機(jī)器人企業(yè)多為系統(tǒng)集成商。根據(jù)國際經(jīng)驗來看,國內(nèi)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展更接近于美國模式,即以系統(tǒng)集成為主,單元產(chǎn)品外購或貼牌,為客戶提供交鑰匙工程。與單元產(chǎn)品的供應(yīng)商相比,系統(tǒng)集成商還要具有產(chǎn)品設(shè)計能力、項目經(jīng)驗,并在對用戶行業(yè)深刻理解的基礎(chǔ)之上,提供可適應(yīng)各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化、個性化成套裝備。
中國機(jī)器人市場基礎(chǔ)低、市場大。中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化模式較可行的是從集成起步至成熟階段采用分工模式。即美國模式(集成)-日本模式(核心技術(shù))-德國模式(分工合作)。
2.工業(yè)機(jī)器人集成產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方向
機(jī)器人本體是系統(tǒng)集成的中心,必須與行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合。系統(tǒng)集成是對機(jī)器人本體的二次開發(fā),機(jī)器人本體的性能決定了系統(tǒng)集成的水平。國際品牌出于對本體的理解,更清楚怎樣去做整合來充分發(fā)揮功能達(dá)到客戶的需求。所以系統(tǒng)集成還是以國際品牌為核心,市場大小也是按汽車、3C電子、金屬加工、物流等這樣技術(shù)要求高、自動化程度高的行業(yè)向技術(shù)要求較低、自動化程度較低的行業(yè)排列。
機(jī)器人下游最終用戶可以按照行業(yè)分為:汽車工業(yè)行業(yè)和一般工業(yè)行業(yè)。
汽車行業(yè)自動化程度已經(jīng)比較高。大部分外資整車廠商的生產(chǎn)線標(biāo)準(zhǔn)及機(jī)器人選型是全球統(tǒng)一的。國產(chǎn)機(jī)器人難有機(jī)會。而在目前國產(chǎn)機(jī)器人技術(shù)尚未完全成熟的情況下,國產(chǎn)整車廠也不敢貿(mào)然使用國產(chǎn)機(jī)器人完成重要工位的自動化操作。
整車廠跟機(jī)器人供應(yīng)商往往有著一二十年的穩(wěn)定關(guān)系。如大眾用KUKA和FANUC,寶馬奔馳等德系用KUKA,通用主要是FANUC,菲亞特用柯馬,白車身和沖壓線主要是ABB,涂裝主要是德國杜爾,豐田本田等日系用安川、川崎等日資品牌,現(xiàn)代起亞只用現(xiàn)代等。對于汽車這種資金、技術(shù)密集型大工業(yè)來說,穩(wěn)定性是首要的,定下來的標(biāo)準(zhǔn)不會輕易改變。主要零部件廠為保持一致性,也會優(yōu)先考慮整車廠使用的機(jī)器人品牌。
汽車是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),整車廠在長期使用機(jī)器人的過程中也形成了自己的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)要求高且要契合車廠特有的標(biāo)準(zhǔn),對系統(tǒng)集成商來說,構(gòu)成了較高的準(zhǔn)入門檻。多數(shù)國內(nèi)集成商主要還是做一些分包或者不太重要的項目,少數(shù)已經(jīng)入圍的系統(tǒng)集成商獲得了先發(fā)優(yōu)勢。
汽車產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)集成對資金要求高。汽車項目普遍周期較長,從方案設(shè)計、安裝調(diào)試到交鑰匙往往需要半年或者一年以上,需要投入大量的人力成本。整車廠也按照項目周期采取分批付款的方式,361或3331較為普遍,集成商采購配套的設(shè)施卻往往需要款到發(fā)貨或者貨到付款。對系統(tǒng)集成商來說流動資金是比較大的壓力,缺乏資金實力難以承接汽車項目。
對比機(jī)器人密度,中國汽車行業(yè)機(jī)器人密度為281,而非汽車行業(yè)僅為14。與其他國家相比,中國汽車行業(yè)的機(jī)器人密度為臺灣的1/2,德國的1/4。但中國非汽車行業(yè)的機(jī)器人密度為臺灣的1/9,德國的1/11。故非汽車行業(yè)的潛能巨大。
汽車產(chǎn)業(yè)集成國內(nèi)企業(yè)難以進(jìn)入,3C行業(yè)系統(tǒng)集成是機(jī)會。約80%的國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)集中在系統(tǒng)集成領(lǐng)域。汽車產(chǎn)業(yè)格局穩(wěn)定,面臨商務(wù)關(guān)系、技術(shù)和資金三重壁壘,國內(nèi)企業(yè)難以進(jìn)入。但在其他行業(yè),尤其是3C行業(yè),國內(nèi)系統(tǒng)集成企業(yè)具有優(yōu)勢:中國是全球最大的3C制造基地,自動化升級需求強(qiáng)勁,有望超過汽車行業(yè)成為第一大機(jī)器人市場;3C行業(yè)機(jī)器人應(yīng)用多樣,外資品牌難以復(fù)制在汽車產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗,國內(nèi)企業(yè)已實現(xiàn)部分反超,是拉近差距的最好機(jī)會。
一般工業(yè)中按照行業(yè)分類又可以分為食品飲料,石化,金屬加工,醫(yī)藥,3C,塑料,白家電、煙草等。
一般工業(yè)中按照應(yīng)用分為焊接、機(jī)床上下料、物料搬運(yùn)碼垛、打磨、噴涂、裝配等。
以噴涂應(yīng)用為例:噴漆作業(yè)本身的作業(yè)環(huán)境惡劣、對噴漆工人技術(shù)熟練的高要求以及80、90后們對工作的可選擇性大等一系列的原因,使得噴涂相關(guān)的作業(yè)人員招工成為難題。利用噴涂機(jī)器人進(jìn)行噴涂作業(yè),除了重復(fù)精度高,工作效率高外,還能使工人從惡劣的工作環(huán)境中解放出來。
噴涂機(jī)器人已在噴涂領(lǐng)域引起廣泛的重視,并且使用范圍越來越廣,從最先的汽車整車車身制造,應(yīng)用拓展到汽車儀表、電子電器、搪瓷等領(lǐng)域。
高工產(chǎn)研機(jī)器人研究院(GGII)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2015年國產(chǎn)噴涂系統(tǒng)集成市場規(guī)模達(dá)到22.3億元,同比增長39.1%。
機(jī)器人系統(tǒng)集成典型企業(yè)介紹:
ABB集團(tuán)
ABB集團(tuán)位列全球500強(qiáng)企業(yè),集團(tuán)總部位于瑞士蘇黎世。ABB集團(tuán)由兩個100多年歷史的國際性企業(yè)——瑞典的阿西亞公司(ASEA)和瑞士的布朗勃法瑞公司(BBC Brown Boveri)在1988年合并而成。兩公司分別成立于1883年和1891年。ABB是電力和自動化技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商。
ABB既是機(jī)器人本體生產(chǎn)企業(yè),又是機(jī)器系統(tǒng)集成企業(yè)。ABB多年來強(qiáng)大的技術(shù)和市場積累,憑著向客戶提供全面的機(jī)器人自動化解決方案,從汽車工業(yè)的白車身焊接系統(tǒng),到消費(fèi)品行業(yè)的搬運(yùn)碼跺機(jī)器人系統(tǒng),即以汽車、塑料、金屬加工、鑄造、電子、制藥、食品、飲料等行業(yè)為目標(biāo)市場,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于焊接、物料搬運(yùn)、裝配、噴涂、精加工、拾料、包裝、貨盤堆垛、機(jī)械管理等領(lǐng)域。
杜爾集團(tuán)
杜爾集團(tuán)活躍在全球市場的供應(yīng)商并在其專業(yè)市場占據(jù)領(lǐng)先位置。汽車行業(yè)的業(yè)務(wù)約占總銷售的85%.杜爾也為航空航天,工程機(jī)械,化工和制藥行業(yè)提供創(chuàng)新的制造。杜爾集團(tuán)通過兩個分支機(jī)構(gòu)來運(yùn)營管理。涂裝系統(tǒng)提供生產(chǎn)和噴涂技術(shù),主要應(yīng)用于汽車車身和底盤生產(chǎn)制造方面。在全球21個國家47個城市分布著杜爾的公司機(jī)構(gòu)。杜爾是噴涂系統(tǒng)解決方案的最優(yōu)秀公司之一。
德梅科
上海德梅柯汽車裝備制造有限公司始創(chuàng)于2003年,國家高新技術(shù)企業(yè)。公司致力于為汽車行業(yè)客戶提供先進(jìn)的智能制造裝備與系統(tǒng)集成解決方案,提供從研發(fā)、設(shè)計、制造、項目管理、技術(shù)服務(wù)等,覆蓋全項目生命周期的產(chǎn)品與服務(wù)。公司長期致力于技術(shù)創(chuàng)新與知識積累,掌握白車身行業(yè)的核心技術(shù)并開發(fā)出適應(yīng)高節(jié)拍、柔性化、高精度要求的關(guān)鍵設(shè)備及產(chǎn)品,為國內(nèi)外知名車企提供白車身柔性焊裝生產(chǎn)線、數(shù)字化工廠解決方案、智能輸送裝備、工廠自動化系統(tǒng)、機(jī)器人先進(jìn)制造系統(tǒng)。
3.工業(yè)機(jī)器人集成產(chǎn)業(yè)規(guī)模
在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域,中國企業(yè)目前主要的競爭優(yōu)勢在系統(tǒng)集成方面,中國80%的機(jī)器人企業(yè)都集中在該領(lǐng)域,隨著系統(tǒng)集成商圍繞機(jī)器人做整線集成,機(jī)器人等專用設(shè)備和電氣原件等的價格逐年下調(diào),國內(nèi)企業(yè)憑性價比和服務(wù)優(yōu)勢逐漸形成替代進(jìn)口,市場份額穩(wěn)步上升,現(xiàn)在已經(jīng)占據(jù)了一半的市場,留給中國企業(yè)的機(jī)會越來越多。
在過去的產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,政府或企業(yè)都沒能對系統(tǒng)集成應(yīng)用引起重視,但這恰恰是智能制造中非常重要的一環(huán),現(xiàn)在越來越多的企業(yè)開始意識到了其在獲取客戶、品牌推廣中的重要性,應(yīng)用市場逐漸被喚醒。
在補(bǔ)貼政策的刺激下,工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場擴(kuò)展迅速。汽車制造產(chǎn)業(yè)是機(jī)器人應(yīng)用體量最大的行業(yè),占比超過40%,但是隨著汽車行業(yè)增速放緩,沖壓、焊裝、涂裝、總裝等集成應(yīng)用愈發(fā)普及,汽車集成系統(tǒng)已經(jīng)逐漸走向紅海市場,但是在3C、物流自動化等領(lǐng)域依舊是一片藍(lán)海。
工業(yè)機(jī)器人和系統(tǒng)集成是中國工業(yè)自動化發(fā)展方向。為推動制造業(yè)升級,實現(xiàn)自動化、智能化,國家高度重視機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展,從研發(fā)、采購、應(yīng)用推廣等方面提供政策資金支持,但機(jī)器人無論多么優(yōu)秀也繞不開系統(tǒng)集成企業(yè)。應(yīng)用集成系統(tǒng)的研發(fā),是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上利潤最高也是技術(shù)門檻最高的環(huán)節(jié),近年來,隨著工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的火速升溫,機(jī)器人系統(tǒng)集成行業(yè)也逐年升溫,備受追捧。
集成系統(tǒng)以零配件和工業(yè)機(jī)器人為基礎(chǔ),是未來企業(yè)提高生產(chǎn)效率、增加市場競爭力的主要方式之一。一般情況下,系統(tǒng)集成市場規(guī)模可達(dá)機(jī)器人本體市場規(guī)模的三倍,根據(jù)中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心預(yù)測,2020年機(jī)器人本體市場規(guī)模可達(dá)276億左右,集成系統(tǒng)市場規(guī)模則有望接近830億元,未來五年年均增速可達(dá)20%。
4.機(jī)器集成產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
機(jī)器人系統(tǒng)集成商作為中國機(jī)器人市場上的主力軍,普遍規(guī)模較小,年產(chǎn)值不高,面臨強(qiáng)大的競爭壓力。根據(jù)GGII的數(shù)據(jù)顯示,截至2014年9月,中國機(jī)器人相關(guān)企業(yè)428家,其中系統(tǒng)集成商就占88%,并且從相關(guān)市場數(shù)據(jù)來看,現(xiàn)階段國內(nèi)集成商規(guī)模都不大,銷售收入1個億以下的企業(yè)占大部分,能做到5個億的就是行業(yè)的佼佼者,10個億以上的全國范圍屈指可數(shù)。
一般工業(yè)是指非汽車行業(yè)。目前汽車行業(yè)的自動化程度比較高,供應(yīng)商體系相對穩(wěn)定。而一般工業(yè)的自動化改造需求相對旺盛。全球工業(yè)機(jī)器人集成從應(yīng)用角度看“搬運(yùn)”占比最高。全球工業(yè)機(jī)器人銷量中,半數(shù)機(jī)器人用于搬運(yùn)應(yīng)用。搬運(yùn)應(yīng)用中又可以按照應(yīng)用場景不同分為拾取裝箱、注塑取件、機(jī)床上下料等。按照應(yīng)用來分,占比前三的應(yīng)用為搬運(yùn)50%,焊接28%,組裝9%。
現(xiàn)階段工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成有如下特點(diǎn):
1)不能批量復(fù)制
系統(tǒng)集成項目是非標(biāo)準(zhǔn)化的,每個項目都不一樣,不能100%復(fù)制,因此比較難上規(guī)模。能上規(guī)模的一般都是可以復(fù)制的,比如研發(fā)一個產(chǎn)品,定型之后就很少改了,每個型號產(chǎn)品都一樣,通過生產(chǎn)和銷售就能大量復(fù)制上規(guī)模。而且由于需要墊資,集成商通常要考慮同時實施項目的數(shù)量及規(guī)模。
2)要熟悉相關(guān)行業(yè)工藝
由于機(jī)器人集成是二次開發(fā)產(chǎn)品,需要熟悉下游行業(yè)的工藝,要完成重新編程、布放等工作。國內(nèi)系統(tǒng)集成商,如果聚焦于某個領(lǐng)域,通常可以獲得較高行業(yè)壁壘,生存沒問題,但是同樣由于行業(yè)壁壘,很難實現(xiàn)跨行業(yè)拓展業(yè)務(wù),通過并購也行不通,因此規(guī)模做大很難。機(jī)器人系統(tǒng)集成商本來就該是小的,起碼現(xiàn)階段國內(nèi)集成商規(guī)模都不大。
3)需要專業(yè)人才
系統(tǒng)集成商的核心競爭力是人才,其中,最為核心的是銷售人員、項目工程師和現(xiàn)場安裝調(diào)試人員,銷售人員負(fù)責(zé)拿訂單,項目工程師根據(jù)訂單要求進(jìn)行方案設(shè)計,安裝調(diào)試人員到客戶現(xiàn)場進(jìn)行安裝調(diào)試,并最終交付客戶使用。幾乎每個項目都是非標(biāo)的,不能簡單復(fù)制上量。
系統(tǒng)集成商實際是輕資產(chǎn)的訂單型工程服務(wù)商,核心資產(chǎn)是銷售人員、項目工程師和安裝調(diào)試人員,因此,系統(tǒng)集成商很難通過并購的方式擴(kuò)張規(guī)模。
4)需要墊付資金
系統(tǒng)集成的付款通常采用“361”或“3331”的方式,即圖紙通過審核后拿到30%,發(fā)貨后拿到30%,安裝調(diào)試完畢拿到30%,最后剩10%的質(zhì)保金。按照這樣一個付款流程,系統(tǒng)集成商通常需要墊資。
一般來講集成商資金壓力不會太大,但是如果幾個項目同時進(jìn)行,或者說單個項目金額太大,就會存在資金壓力,畢竟集成商很多業(yè)務(wù)也是外包,需要付給供應(yīng)商貨款,有的外購件是要求貨到付款。
總之,由于硬件產(chǎn)品價格逐年下降、利潤也越來越薄,僅靠項目帶動硬件產(chǎn)品的銷售模式已經(jīng)成為過去時,同時在基礎(chǔ)應(yīng)用方面,如搬運(yùn)、碼垛、分揀等進(jìn)入門檻越來越低,競爭就更為激烈。與上下游議價能力較弱,毛利水平不高,但其市場規(guī)模要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本體市場。
5.系統(tǒng)集成商未來發(fā)展方向
1)從汽車行業(yè)向一般工業(yè)延伸
我國在汽車行業(yè)以外的其它行業(yè)集成業(yè)務(wù)迅速增加,從機(jī)器人各個領(lǐng)域銷量可以看到,系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)分布的變化。現(xiàn)階段,汽車工業(yè)是國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人最大的應(yīng)用市場。隨著市場對機(jī)器人產(chǎn)品認(rèn)可度的不斷提高,機(jī)器人應(yīng)用正從汽車工業(yè)向一般工業(yè)延伸。
我國機(jī)器人集成在一般工業(yè)中應(yīng)用市場的熱點(diǎn)和突破點(diǎn)主要在于3C電子、金屬、食品飲料及其他細(xì)分市場。我國系統(tǒng)集成商也可以逐漸從易到難,把握國內(nèi)機(jī)器人不同行業(yè)不同需求,完成專業(yè)的技術(shù)積累。
2)未來趨勢是行業(yè)細(xì)分化
機(jī)器人集成未來趨勢是行業(yè)細(xì)分化。對某一行業(yè)的工藝有深入理解的標(biāo)的,有機(jī)會將機(jī)器人集成模塊化、功能化、進(jìn)而作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備來提供。既然工藝是門檻,那么同一家公司能夠掌握的行業(yè)工藝,必然也就只局限于某一個或幾個行業(yè),也就是說行業(yè)必將細(xì)分化。
僅蘇州地區(qū)從事自動化系統(tǒng)集成的企業(yè)就超過200家,而4-5年前僅有不到30家。由于汽車以外的行業(yè)系統(tǒng)集成項目越來越多,細(xì)分領(lǐng)域增加會導(dǎo)致系統(tǒng)集成商數(shù)量進(jìn)一步增加。可以預(yù)知,未來幾年行業(yè)集中度會進(jìn)一步降低。參考國外經(jīng)驗,未來擁有核心競爭力且能夠把3C等大體量行業(yè)集成業(yè)務(wù)做精的系統(tǒng)集成商將脫穎而出,規(guī)模達(dá)到數(shù)十億。
3)標(biāo)準(zhǔn)化程度將持續(xù)提高
系統(tǒng)集成另外一個趨勢是項目標(biāo)準(zhǔn)化程度將持續(xù)提高,將有利于集成企業(yè)上規(guī)模。如果系統(tǒng)集成只有機(jī)器人本體是標(biāo)準(zhǔn)的,整個項目標(biāo)準(zhǔn)化程度僅為30%-50%。現(xiàn)在很多集成商在推動機(jī)器人本體加工藝的標(biāo)準(zhǔn)化,未來系統(tǒng)集成項目的標(biāo)準(zhǔn)化程度有望達(dá)到75%左右。
4)未來方向智慧工廠
智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的一個新階段,智慧工廠的核心是數(shù)字化。信息化、數(shù)字化將貫通生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié),從設(shè)計到生產(chǎn)制造之間的不確定性降低,從而縮短產(chǎn)品設(shè)計到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化時間,并且提高產(chǎn)品的可靠性與成功率。
系統(tǒng)集成商的業(yè)務(wù)未來向智慧工廠或數(shù)字化工廠方向發(fā)展,將來不僅僅做硬件設(shè)備的集成,更多是頂層架構(gòu)設(shè)計和軟件方面的集成。新松機(jī)器人近期數(shù)字化工廠訂單增加,充分說明這一趨勢。
5)整合潮流難以抵擋
整合潮流難以抵擋。普通的機(jī)器人系統(tǒng)集成商難以做大,營收達(dá)到1億左右則面臨發(fā)展瓶頸。未來的產(chǎn)業(yè)整合過程中,工藝是門檻。能夠在某個行業(yè)中深入發(fā)展,掌握客戶與渠道,對上游本體廠商有議價權(quán)的標(biāo)的,才能夠在未來的發(fā)展中成為解決方案或者標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的供應(yīng)商。
2015年中國機(jī)器人相關(guān)企業(yè)將達(dá)到5000家。目前低端應(yīng)用的競爭尤其激烈。競相降價造成的惡性競爭日趨激烈。預(yù)計不久即將迎來整個機(jī)器人集成產(chǎn)業(yè)的整合浪潮.