國產(chǎn)機(jī)器人發(fā)展同質(zhì)化嚴(yán)重 國產(chǎn)機(jī)器人如何彎道超車

作者/盛麗艷

一個理想的未來里，所有勞力的工作都可以交接給機(jī)器人，讓它們?yōu)槲覀儧_鋒陷陣。但這并不容易，機(jī)器人領(lǐng)域和芯片領(lǐng)域一樣，都存在被歐美“卡脖子”的問題。

應(yīng)用最廣泛、與產(chǎn)業(yè)結(jié)合最深的工業(yè)機(jī)器人，它的核心零部件，都掌握在“機(jī)器人四大家族”手中。四大家族是日本的發(fā)那科(fanuc)、安川電機(jī)(yaskawa)、瑞士的ABB和德國的庫卡（2016年被美的收購），如你所見——沒有一家是中國的。而它們吃下了中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)70%以上的市場份額，全球市場的50%。

背后的原因很簡單，機(jī)器人的核心部件控制器、伺服電機(jī)和減速器，歐美多年積累的技術(shù)鴻溝，并不是那么容易跨越的。

想要改變這一現(xiàn)狀，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)振興勢在必行。這條路上，依然遍布荊棘。

造車、掃地、送外賣…你已經(jīng)離不開這些機(jī)器人了

你知道自己有多依賴機(jī)器人嗎？

當(dāng)你在電商平臺上下了一單，機(jī)器人就開始為你所下的單子工作了。系統(tǒng)計(jì)算出商品所在位置后，智能倉儲機(jī)器人鉆入貨架底下，把整個貨架背起來，送到分揀員面前。分揀員原地站著不動，就能輕松完成分揀。

這套“貨架到人”的方案，最早由亞馬遜的KIVA機(jī)器人完成落地，工作效率是傳統(tǒng)模式的2-4倍，準(zhǔn)確率提升到99.99%。此后國內(nèi)公司Geek+、快倉、海康機(jī)器人等，紛紛入局。

部分頭部電商還自研了智能倉儲機(jī)器人體系，以自建物流的京東為例，它為自己打造了涵蓋分揀、搬運(yùn)、巡檢的倉儲系統(tǒng)，十余種機(jī)器人各有分工，無人化程度更高。其中，貨物分揀由六軸機(jī)械臂來完成；貨物搬運(yùn)依靠AGV搬運(yùn)機(jī)器人，巡檢機(jī)器人還替代了安保人員，能對粉塵、煙霧、溫感等即時測量，及時警報(bào)。

機(jī)器人完成倉庫貨物搬運(yùn)

假如你說，你從不網(wǎng)購。沒關(guān)系，機(jī)器人依然滲入了你的生活。

當(dāng)你購買了一輛汽車，它背后的諸多生產(chǎn)環(huán)節(jié)其實(shí)都依賴于機(jī)器人，尤其是組裝。汽車行業(yè)人類與機(jī)器人的比例約為10:1，當(dāng)主機(jī)廠收到各類配件后，會交由機(jī)器人完成焊接、噴漆等工序。

盡管名字里有個“人”字，但工業(yè)機(jī)器人往往不具備“人形”，它們更像是一個個觸手。多關(guān)節(jié)的機(jī)械手造成了它們類人的特性，也因此能完成更多高精度的工作。

多關(guān)節(jié)協(xié)作運(yùn)動（標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)器人為六軸），還要保證作業(yè)精度，這不簡單，國內(nèi)相關(guān)技術(shù)落后機(jī)器人四大家族約15年左右。尤其是工業(yè)機(jī)器人的三大核心零部件，控制器、伺服電機(jī)和減速器。

這三個零部件可謂多關(guān)節(jié)機(jī)器人的靈魂。機(jī)器人的每個關(guān)節(jié)都需裝上伺服電機(jī)，它是發(fā)力的“肌肉”，能把收到的電信號轉(zhuǎn)換成角位移或角速度輸出。控制器則擔(dān)任了“木偶師”的職責(zé)，它在收到工作指令后，向每一個伺服電機(jī)發(fā)出精準(zhǔn)運(yùn)動的電信號。減速器則是運(yùn)動傳導(dǎo)裝置，把伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機(jī)器人各部位需要的速度。

機(jī)器人完成汽車自動化組裝

除了有廣泛應(yīng)用案例的工業(yè)與倉儲物流，機(jī)器人正加速進(jìn)入服務(wù)領(lǐng)域——比如酒店服務(wù)，承擔(dān)送餐、清掃工作；比如家庭使用，有掃地機(jī)器人、娛樂機(jī)器人；比如醫(yī)療領(lǐng)域，應(yīng)用于智能假肢、抓藥……機(jī)器人的繁榮日，到來了。

同質(zhì)化價(jià)格戰(zhàn)背后，國產(chǎn)機(jī)器人利潤一直受擠壓

中國工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)能力乍看不低，總體份額達(dá)45%。但國內(nèi)廠商更多地集中在產(chǎn)業(yè)鏈下游，相應(yīng)地，利潤率嚴(yán)重受到擠壓。

按產(chǎn)業(yè)鏈來看，上游是核心零部件，控制器、伺服電機(jī)和精密減速器，分別占據(jù)成本的12%、22%、32%；中游是機(jī)器人本體，也就是機(jī)器人的整體架構(gòu)，包括機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，占成本的22%左右——也就是說，下游的集成應(yīng)用，只能分到12%。

而中國的機(jī)器人生產(chǎn)，主要就集中在集成應(yīng)用領(lǐng)域，比例高達(dá)9成。系統(tǒng)集成商們購買本體和核心零部件后，安裝配套系統(tǒng)以完成特定功能，并銷售給工廠，利潤率不高。

即便是做中游本體制造的企業(yè)，技術(shù)能力也不強(qiáng)。根據(jù)2018年中信部的數(shù)據(jù)，當(dāng)時我國的200家機(jī)器人本體制造企業(yè)，多以組裝和代工為主，議價(jià)權(quán)不強(qiáng)。

此外，實(shí)體經(jīng)濟(jì)下滑，導(dǎo)致市場需求在2018年和2019年連續(xù)下滑，需求萎縮也讓產(chǎn)業(yè)鏈壓力驟增。

因此，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的日子并不好過。

同質(zhì)化價(jià)格戰(zhàn)，也發(fā)生在智能倉儲機(jī)器人領(lǐng)域。據(jù)甲子光年的報(bào)道，2012年～2020年期間，行業(yè)毛利率從80%左右下降到基本沒錢賺。而類Kiva“貨架到人”方案中單臺AGV（自動駕駛導(dǎo)引車）的售價(jià)，也從2012年的約25萬元降到了約5萬元。

找彎道來超車，可以。但還是得下“苦功夫”

國產(chǎn)機(jī)器人趕超有兩條路子——第一條路是“拓展增量”，加長板，造六軸工業(yè)機(jī)器人不行，服務(wù)機(jī)器人不香嗎？另一條則是做“國產(chǎn)替代”，補(bǔ)短板，也就是在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域花工夫。

1、拓展增量。測溫機(jī)器人已成功，更多服務(wù)機(jī)器人正在蓄力。

新冠疫情出現(xiàn)后不過兩三個月，機(jī)器人行業(yè)已經(jīng)回過味來，消殺機(jī)器人、測溫機(jī)器人迎來爆發(fā)。單單中智衛(wèi)安一家公司，去年測溫門崗機(jī)器人的銷量就達(dá)到了1萬臺。

而如果你認(rèn)真觀察，會發(fā)現(xiàn)越來越多服務(wù)機(jī)器人，開始與我們直接接觸了。

以酒店機(jī)器人為例，2017-2018年期間，出貨量能達(dá)到百臺的廠商，已算是了不起。但2019年酒店機(jī)器人增速迅猛，全年出貨量近千臺，超過前兩年總和，2020年又持續(xù)爆發(fā)。

此類配送機(jī)器人也進(jìn)入了醫(yī)院等場景，京東科技的室內(nèi)運(yùn)送AI機(jī)器人，就已落地上海公共衛(wèi)生臨床中心，節(jié)約醫(yī)院50%的人力?！斑\(yùn)送”功能從物流配送衍生出來，可謂京東的老本行，而它其實(shí)可以被運(yùn)用于多個場景，比如運(yùn)送卷宗、藥品，解決掉非專業(yè)性的職場工作，未來可能會成為人類的日常工作伙伴。

盤點(diǎn)一下服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的國內(nèi)企業(yè)，名單很長，且遍及各個領(lǐng)域。樓宇配送領(lǐng)域，有YOGO ROBOT；餐廳送餐，有擎朗機(jī)器人；娛樂機(jī)器人，優(yōu)必選廣受盛譽(yù)；教育機(jī)器人，有roobo等等；家庭機(jī)器人更是使用廣泛，科沃斯、小米等已進(jìn)入千家萬戶。

服務(wù)機(jī)器人的上游核心零部件與工業(yè)機(jī)器人不同，工業(yè)機(jī)器人講究精細(xì)化操作，服務(wù)機(jī)器人看重互動、在人流密集場所避障移動，它的上游核心是芯片、算法、激光雷達(dá)。

從這個產(chǎn)業(yè)鏈來看，中國其實(shí)沒有明顯劣勢。

算法方面，人臉識別、自然語言等技術(shù)國內(nèi)已經(jīng)非常成熟。激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航功能，它也在工業(yè)機(jī)器人、無人駕駛領(lǐng)域使用，現(xiàn)國內(nèi)有思嵐科技、禾賽科技等成熟企業(yè)。就算是芯片，中國缺的是先進(jìn)制程技術(shù)，尤其是10nm以下，倘若只實(shí)現(xiàn)簡單服務(wù)，如擦窗機(jī)器人，對制程要求不高，產(chǎn)能其實(shí)極充沛。

目前服務(wù)機(jī)器人的蛋糕還在不斷變大。

2、國產(chǎn)替代。有進(jìn)步，但與國際水準(zhǔn)依然差距明顯。

知乎搜索“國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人目前發(fā)展到了什么水平？”，高贊第一的答案直接放了視頻，外國廠商ABB十年前的工業(yè)機(jī)器人，控制精度高于國內(nèi)廠商2018年的水平。

不過換個角度想，目前核心零部件都能找到國產(chǎn)替代，只是性能上與國際廠商存在差距。

伺服電機(jī)領(lǐng)域，匯川技術(shù)和禾川科技近年來發(fā)展較快，市占率為6.2%與1.5%。相比國外產(chǎn)品，國內(nèi)伺服電機(jī)的動力輸出功率基本相同，但產(chǎn)品的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性依然不足，體積也無法做到極小巧。

工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的減速器又可分為兩塊，諧波減速器簡單緊湊，用于低載荷部位；RV減速器承載能力強(qiáng)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大。前者有頭部廠商綠的諧波，它在2020年上市，現(xiàn)并向全球第一大協(xié)作機(jī)器人公司Universal Robots供貨。而上海機(jī)電、南通鎮(zhèn)康、秦川發(fā)展等公司則實(shí)現(xiàn)了RV減速器的量產(chǎn)。

自研控制器的國內(nèi)廠商有埃斯頓、新松、埃夫特、廣州數(shù)控等，它們在機(jī)器人運(yùn)動算法上與國外尚存差距，如抑震算法，轉(zhuǎn)矩波動補(bǔ)償?shù)取?/p>

尾聲：機(jī)器人市場將迎來黃金時代

過去，機(jī)器人成本昂貴，維護(hù)繁瑣。某國內(nèi)車企產(chǎn)線曾經(jīng)使用進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人，設(shè)備故障時，不得不請國外專家千里迢迢前來支援，不少配件也需從海外調(diào)貨，維修期間產(chǎn)線只能暫停，隱性支出巨大。而今，我們有了自研的配件，給機(jī)器人使用者吃下定心丸。

老齡化社會正加速到來，未來十年，必將是機(jī)器人的黃金時代。
編輯：hfy