國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人進(jìn)入汽車主機(jī)廠有多難
更新時(shí)間:2022-10-06點(diǎn)擊次數(shù):629次
目前來看,中國(guó)市場(chǎng)應(yīng)用的焊接機(jī)器人可分為日系、歐系、國(guó)產(chǎn)三大派別,其中日系品牌主要有安川、OTC、松下、發(fā)那科、那智不二越、川崎等;歐系品牌包括德國(guó)的KUKA、CLOOS,瑞士的ABB、意大利的COMAU及奧地利的IGM等。
對(duì)于機(jī)器人的最大用戶——汽車主機(jī)廠來說,幾乎為國(guó)外品牌的天下,國(guó)產(chǎn)機(jī)器人基本找不到“舞臺(tái)”,為何?
1、從歷史經(jīng)緯談起
縱觀機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展史,可以說工業(yè)機(jī)器人長(zhǎng)期依附于汽車產(chǎn)業(yè)而生長(zhǎng),繁盛。
其中不得不提到的故事是,1979年,在美國(guó)通用汽車對(duì)發(fā)那科機(jī)器人進(jìn)行復(fù)雜全面的測(cè)試后,雙方正式成立合資公司,發(fā)那科也開始為通用汽車提供機(jī)器人,由此開啟了機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用的先河。
而后,全球各地的工業(yè)機(jī)器人頭部企業(yè)開始與汽車主機(jī)廠建立“綁定”關(guān)系,如KUKA、ABB綁定德系汽車廠,日系汽車廠主要采用發(fā)那科、安川、川崎等品牌,菲亞特則全力扶持旗下機(jī)器人品牌柯馬。
再看中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2007年,埃夫特“脫胎”于奇瑞汽車,在原奇瑞汽車設(shè)備部下屬裝備制造科的基礎(chǔ)上成立。2008年,埃夫特第一臺(tái)重載165公斤的點(diǎn)焊機(jī)器人樣機(jī)誕生,并成功投入生產(chǎn)。在投產(chǎn)后的兩三年內(nèi),埃夫特還是棲身于奇瑞庇護(hù)下的“孩子”——奇瑞的全資子公司,生產(chǎn)的機(jī)器人也多數(shù)供應(yīng)于奇瑞汽車生產(chǎn)線。
在2010年前后,除埃夫特外,還有多家國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人企業(yè)開始嶄露頭角,如南京埃斯頓、上海新時(shí)達(dá)、廣州數(shù)控等。2012年,沈陽新松的28臺(tái)工業(yè)機(jī)器人發(fā)往一汽集團(tuán)的汽車焊接生產(chǎn)線……
GGII數(shù)據(jù)顯示,2012年中國(guó)市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人品牌的市場(chǎng)占有率僅為8%,“四大家族”在中國(guó)的出貨量還是以千臺(tái)計(jì),有出貨量的國(guó)產(chǎn)機(jī)器人廠商兩只手可以數(shù)得過來,與“四大家族”相比,國(guó)產(chǎn)機(jī)器人廠商不管是產(chǎn)品、技術(shù)還是規(guī)模都可以用“望塵莫及”來形容。
彼時(shí)的國(guó)產(chǎn)機(jī)器人更像是一個(gè)嗷嗷待哺的嬰兒,弱小而稚嫩。
國(guó)外工業(yè)機(jī)器人頭部企業(yè)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)不言而喻。經(jīng)過幾十年的規(guī)?;瘧?yīng)用與驗(yàn)證,加之汽車主機(jī)廠生產(chǎn)設(shè)備線體沿用及自身使用習(xí)慣,以及國(guó)外機(jī)器人廠商借助自主電源、質(zhì)量可靠等優(yōu)勢(shì),常年占據(jù)了汽車主機(jī)廠絕大部分的市場(chǎng)份額,也就不足為奇了。
2、點(diǎn)焊工藝與大負(fù)載機(jī)器人
在實(shí)際應(yīng)用中,汽車生產(chǎn)過程由各大汽車主機(jī)廠負(fù)責(zé)完成,整車的焊接主要采用點(diǎn)焊機(jī)器人,用于厚度4mm以下的薄板構(gòu)件沖壓件焊接,包括汽車車身和車廂的焊接。
一般來說,裝配一臺(tái)汽車車體大約需要幾千個(gè)焊點(diǎn),其中半數(shù)以上的焊點(diǎn)由機(jī)器人操作完成。最初,點(diǎn)焊機(jī)器人只被用于增強(qiáng)焊接作業(yè),后來逐漸被用于定位焊接作業(yè)。
點(diǎn)焊機(jī)器人末端持握的作業(yè)工具是焊鉗,隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,焊接生產(chǎn)線要求焊鉗一體化,導(dǎo)致重量越來越大,因此,165kg負(fù)載的點(diǎn)焊機(jī)器人是目前汽車焊接中最常用的一種機(jī)器人,200kg及以上的大負(fù)載機(jī)器人也獲得大量用武之地。
目前來看,國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人產(chǎn)品集中在偏輕負(fù)載的弧焊機(jī)器人上,雖然在汽車零部件廠家內(nèi)有較為廣泛的應(yīng)用,但無法滿足汽車主機(jī)廠的要求。近年來,進(jìn)口機(jī)器人的價(jià)格存在下降趨勢(shì),國(guó)產(chǎn)機(jī)器人在性價(jià)比上很難與之抗衡。
埃夫特總經(jīng)理游瑋認(rèn)為,要敲開汽車行業(yè)的大門,除了需要達(dá)到汽車行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的性能、功能和可靠性水平外,還必須要有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。然而進(jìn)口品牌機(jī)器人公司由于采購量大,且與上游供應(yīng)鏈已經(jīng)形成了多年合作關(guān)系,其采購成本相對(duì)較低。如果國(guó)產(chǎn)機(jī)器人在包括重載精密減速機(jī)在內(nèi)的核心部件還需要大量進(jìn)口,由于采購量也偏小,要形成本優(yōu)勢(shì)的難度非常大。
在技術(shù)層面,新時(shí)達(dá)董事長(zhǎng)特別助理張鎮(zhèn)奎表示,受技術(shù)發(fā)展水平的限制,國(guó)內(nèi)機(jī)器人品牌的成熟產(chǎn)品多集中在負(fù)載小于20公斤的范圍內(nèi),與國(guó)際一線品牌的差距越來越??;而大負(fù)載機(jī)器人和超大負(fù)載機(jī)器人對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制的要求更高,國(guó)內(nèi)機(jī)器人品牌與國(guó)際一線品牌的差距還比較大,除了在控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、減速機(jī)、電機(jī)等關(guān)鍵部件取得突破,還必須在機(jī)器人動(dòng)力學(xué)算法等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得突破,大負(fù)載機(jī)器人和超大負(fù)載機(jī)器人才能提升工作效率和可靠性,實(shí)現(xiàn)高水平的進(jìn)口替代。
另外,汽車行業(yè)點(diǎn)焊機(jī)器人負(fù)載重,要求機(jī)器人具備振動(dòng)抑制的能力,且有一定的精度要求;機(jī)器人的平均無故障工作時(shí)間(MTBF)須達(dá)8萬小時(shí)以上,才能滿足汽車行業(yè)的工況要求。
基于此,多家國(guó)產(chǎn)機(jī)器人廠商判斷,國(guó)產(chǎn)大負(fù)載點(diǎn)焊機(jī)器人的毛利率會(huì)非常低,在商業(yè)上也難以快速獲得成功,研發(fā)投入和市場(chǎng)推廣的意愿較低。
3、誰愿意鋌而走險(xiǎn)?
事實(shí)上,在汽車主機(jī)廠生產(chǎn)線上,特別是在關(guān)乎安全的核心焊接工藝環(huán)節(jié)上,導(dǎo)入國(guó)產(chǎn)機(jī)器人,無論是對(duì)于汽車主機(jī)廠、系統(tǒng)集成商、還是國(guó)產(chǎn)機(jī)器人本體廠商自身而言,都是個(gè)巨大的風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)于汽車主機(jī)廠而言,生產(chǎn)線的節(jié)拍很高,基本上一分鐘就可以下線一輛車,生產(chǎn)線是一條串聯(lián)生產(chǎn)線,一臺(tái)機(jī)器人出現(xiàn)故障就可以讓整個(gè)工廠停下來。
另外,相比一般工業(yè)產(chǎn)品,汽車工業(yè)產(chǎn)品價(jià)格昂貴,一個(gè)項(xiàng)目的預(yù)算以百萬、千萬,甚至上億來計(jì)。而點(diǎn)焊機(jī)器人的普遍售價(jià)為20萬以上,在整體項(xiàng)目中所占的金額比例很小,約在10%-15%之間,考慮進(jìn)口機(jī)器人跟國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的差價(jià)的話,對(duì)整條產(chǎn)線來說占比就更小了,因而國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人對(duì)于汽車主機(jī)廠來說并無誘惑力。
因此,汽車主機(jī)廠對(duì)于工業(yè)機(jī)器人品牌的導(dǎo)入門檻很高,機(jī)器人產(chǎn)品的可靠性和廠商的綜合能力是首要考量要素。
對(duì)于系統(tǒng)集成商而言,目前大部分汽車主機(jī)廠還是會(huì)指定機(jī)器人品牌,系統(tǒng)集成商只負(fù)責(zé)產(chǎn)線調(diào)試。汽車產(chǎn)線的每一次停機(jī),系統(tǒng)集成商都會(huì)被罰款,為降低這一風(fēng)險(xiǎn),系統(tǒng)集成商必然更愿意在產(chǎn)線中導(dǎo)入經(jīng)過各種考驗(yàn)的成熟產(chǎn)品來滿足客戶的需求。
在明珞總經(jīng)理姚維兵看來,國(guó)產(chǎn)機(jī)器人可以和國(guó)際主流機(jī)器人品牌先來個(gè)公平量化的科學(xué)評(píng)估與PK,汽車客戶會(huì)用實(shí)際選擇投票。但當(dāng)前的掣肘是國(guó)產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)品系列并不全,也沒有任何計(jì)算性能對(duì)比。他強(qiáng)調(diào),在保證機(jī)器人的質(zhì)量和性能后,在早期推廣階段出現(xiàn)了質(zhì)量問題,損失算誰的責(zé)任,又如何去保障?
不容忽視的是,當(dāng)前中國(guó)本土的頭部焊接系統(tǒng)集成商,基本都是外資機(jī)器人廠商的核心合作伙伴。
對(duì)于國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人本體企業(yè)而言,需要承認(rèn)的是,國(guó)產(chǎn)機(jī)器人無論從控制水平還是故障率、可靠性等方面,與外資機(jī)器人相比都存在一定的差距?;谄囍鳈C(jī)廠嚴(yán)苛的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)和特殊的管理系統(tǒng),即使汽車主機(jī)廠愿意試用,國(guó)產(chǎn)機(jī)器人廠家也不一定敢冒這個(gè)險(xiǎn),單單賠款協(xié)議就嚇退了一批批躍躍欲試者。
總之,目前汽車主機(jī)廠對(duì)于國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人的認(rèn)知度和認(rèn)可度都偏低。對(duì)于這一窘境,國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人廠商是選擇強(qiáng)攻外資焊接機(jī)器人巨頭占據(jù)的堡壘,還是避其鋒芒,另辟蹊徑?
部分企業(yè)認(rèn)為,當(dāng)前國(guó)外機(jī)器人企業(yè)在供應(yīng)鏈方面存在小缺口而導(dǎo)致交期被拉長(zhǎng),加上國(guó)產(chǎn)汽車主機(jī)廠也在尋求供應(yīng)鏈的安全,有導(dǎo)入國(guó)產(chǎn)機(jī)器人品牌的訴求,所以在當(dāng)下這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)可能會(huì)接納國(guó)產(chǎn)機(jī)器人,國(guó)產(chǎn)機(jī)器人迎來短暫窗口期。
然而,國(guó)產(chǎn)機(jī)器人要進(jìn)入汽車行業(yè)點(diǎn)焊應(yīng)用,如游瑋所言,必須進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同攻關(guān),上游核心零部件在性能和可靠性方面進(jìn)行提升;中游整機(jī)必須對(duì)著汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),完善功能,提升整機(jī)性能和可靠性;下游集成商和汽車主機(jī)廠要對(duì)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人進(jìn)一步接納和支持,并給予批量試用的機(jī)會(huì)。
麥格米特焊接事業(yè)部總經(jīng)理林清森以焊機(jī)領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程作類比,以往,中國(guó)市場(chǎng)的汽車主機(jī)廠以外資汽車品牌為主,他們強(qiáng)制把國(guó)外主機(jī)廠形成的工藝在中國(guó)主機(jī)廠,甚至是Tier1配套供應(yīng)商中復(fù)制。但隨著國(guó)產(chǎn)汽車廠家越來越倔強(qiáng),中國(guó)的外資主機(jī)廠面臨著較大成本壓力,Tier1廠商率先嘗試用四大家族機(jī)器人+國(guó)產(chǎn)焊機(jī)配置的方法來降成本。
“相信隨著時(shí)間的推移,以及國(guó)廠汽車主機(jī)廠對(duì)工藝的自主研究與推進(jìn),Tier1廠商中會(huì)優(yōu)先應(yīng)用國(guó)產(chǎn)機(jī)器人+國(guó)產(chǎn)焊機(jī)。不斷成熟后,不排除國(guó)產(chǎn)主機(jī)廠的某些可冗余工段采用國(guó)產(chǎn)機(jī)器人+國(guó)產(chǎn)焊機(jī),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)越來越多的應(yīng)用?!绷智迳J(rèn)為,這個(gè)過程就像“農(nóng)村包圍城市”,客戶需要一個(gè)接受與信任的過程。
林清森進(jìn)一步分析,不排除國(guó)內(nèi)某家汽車主機(jī)廠特別信任某家國(guó)產(chǎn)機(jī)器人企業(yè),兩家深度合作打造小局部生產(chǎn)線,加快推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化,這種方式對(duì)雙方來說既是風(fēng)險(xiǎn),也蘊(yùn)含著機(jī)遇。
此外,汽車行業(yè)近年來連續(xù)下行,產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的壓力一直存在,但新能源汽車的趨勢(shì)不可阻擋,產(chǎn)能擴(kuò)建一定程度上對(duì)機(jī)器人的需求形成帶動(dòng)效應(yīng)。
目前,新能源汽車主機(jī)廠可以分為兩種類型:一類屬于傳統(tǒng)汽車企業(yè)向新能源汽車轉(zhuǎn)型,如廣汽傳祺、廣汽埃安、東風(fēng)啟辰、廣汽比亞迪、北汽乘用車;另一類是為響應(yīng)國(guó)家政策號(hào)召拔地而起的造車新勢(shì)力,如小鵬汽車、寶能汽車、文遠(yuǎn)知行、小馬智行、合創(chuàng)汽車。
瑞松科技總裁助理張東升判斷,第一類企業(yè)已形成固定的使用習(xí)慣,包括固定的供應(yīng)商以及一定程度上相同的工藝要求。第二類企業(yè)最有可能在使用國(guó)產(chǎn)機(jī)器人品牌上實(shí)現(xiàn)突破,但前提是機(jī)器人本身能夠滿足其生產(chǎn)制造的要求,但這類廠商并不缺乏資金,投入上也會(huì)比較積極,要求一樣比較高。
“新能源汽車智能制造也是基于傳統(tǒng)汽車的制造技術(shù)之上去發(fā)展,對(duì)材料、工藝、技術(shù)等的要求也十分高,尤其是針對(duì)使用輕量化材料進(jìn)行制造提出的工藝難題,對(duì)焊接機(jī)器人來說也是一個(gè)比較大的挑戰(zhàn)。”張東升分析。
當(dāng)前,多家國(guó)產(chǎn)機(jī)器人廠商正在焊接領(lǐng)域發(fā)力,如卡諾普在兩輪車/三輪車、鋼結(jié)構(gòu)、新能源等以單機(jī)工作站為主的焊接領(lǐng)域占據(jù)一定市場(chǎng)份額后,基于中長(zhǎng)期考量,2022年還將陸續(xù)推出負(fù)載為130kg、165kg、210kg的點(diǎn)焊機(jī)器人。
新時(shí)達(dá)的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)算法在120公斤負(fù)載四軸碼垛機(jī)器人上應(yīng)用后,在硬件未作調(diào)整的情況下,碼垛機(jī)器人節(jié)拍從原來的650包/小時(shí)穩(wěn)定上升到1200包/小時(shí),目前機(jī)器人動(dòng)力學(xué)算法在50公斤負(fù)載SCARA、165公斤和210公斤負(fù)載六軸機(jī)器人、180公斤負(fù)載四軸碼垛機(jī)器人等機(jī)型上同樣取得了顯著進(jìn)步,性能逐漸逼近國(guó)際一線品牌。
埃斯頓于2019年完成對(duì)CLOOS的收購后,雙方的協(xié)同效應(yīng)逐年提升,持續(xù)為建工機(jī)械、軌道交通、能源業(yè)、汽車制造業(yè)、農(nóng)機(jī)行業(yè)等提供多樣化的焊接及機(jī)器人解決方案;長(zhǎng)春經(jīng)開于2021年完成購買萬豐科技持有的美國(guó)萬豐100%股權(quán),通過美國(guó)萬豐間接持有最終標(biāo)的Paslin及其子公司全部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體100%股權(quán),企業(yè)名稱變更為“派斯林?jǐn)?shù)字科技股份有限公司”,進(jìn)一步掌握汽車焊裝工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)、制造、集成以及調(diào)試等全面的技術(shù)能力。
可以說,在汽車主機(jī)廠短期內(nèi)很難看到大批量的國(guó)產(chǎn)替代,但國(guó)產(chǎn)機(jī)器人品牌有希望慢慢滲透:前景是光明的,但道路是曲折的,且是螺旋上升進(jìn)步的。