密度跃升全球第五的新一波「红潮」,一文拆解国内机器人产业链
来源:DIGITIMES科技网发布时间:2023-09-151699浏览
询问 AI国内是目前全球成长最快、同时也是最大的机器人市场。根据国际机器人联盟(IFR)统计,2022年国内机器人密度已首度超越美国,位列全球第五。
业界解读,这个信息似乎暗示,尽管近年国内受到外部环境冲击与西方国家封锁,不少制造业加速撤离国内,但凭藉内需市场,国内制造动能未必凋零,尤其在国内持续扩大对智能制造的投资下,机器人更是达到「内循环」政策的关键因子。
据Mordor Intelligence数据,全球机器人市场价值2020年约277.3亿美元,预估2026年将达到741亿美元,年复合成长率(CAGR)有17.45%。
机器人产业在其中究竟扮演什么角色?工业机器人向来是评比一个国家自动化程度的重要指标。不只是国内,在全球持续发展智能制造的趋势下,机器人也是智能制造、自动化领域应用最多的技术。
尤其伴随智能制造为核心的新一轮工业革命兴起,加上全球缺工潮未解、区域化生产趋势明确,自动化可说是提高现有生产效率,并维持营运弹性最可靠的方式。
在大环境的迫切需求下,机器人产业发展方兴未艾。这样的势头近年更从传统工业机器人,一路延烧到以移动与人型两大战线为主的智能机器人;近年亦吸引许多科技巨擘「入坑」,包括最兴致勃勃的Tesla,以及早早布局的亚马逊(Amazon)、三星电子(Samsung Electronics),还有最近也嗅到机器人商机的英特尔(Intel)等,皆纷纷在机器人领域加速布局。
下时代「重要物资」?
有市场,才衍生商机,那么机器人市场近年表现如何?先回头检视几个数据,据IFR统计,2021年全球共有51万台新安装工业机器人,不仅比疫情前的2018年高出22%,更创下历史新高。这也意味,尽管全球饱受疫情冲击,包括供应链中断与重组等逆风因素让生产受阻,但据IFR观察,过去几乎每年的机器人新安装量都增加,并且所有产业的机器人安装量在2021年都有强劲成长。
目前亚洲以占比74%的新安装量,位居全球最大工业机器人市场,以个别国家来看,则以国内成长51%最为强劲,且该年全球机器人新安装量几乎一半都部署在国内,似乎也表明了国内正朝机器人化快速发展。
国内内需市场仍然强劲,似乎也成为发展机器人产业最重要的养分,好在下一波全球升华的机器人赛局中卡位。据机器人零组件业者观察,目前国内机器人产业崛起速度非常快,虽然当前在中美角力战下,不少供应链相继从国内市场撤出,但市场对于机器人自动化的需求似乎并未因此消退。
业者分析,主要因目前国内仍为全球工业机器人最大市场,其内需市场庞大,外商出走,反倒提供本土业者自给自足的机会。以工业机器人的关键零组件减速机来说,其成本往往占整机成本3成,这项技术过去不仅多为日系业者所把持并握有专利,然近年国内本土机器人一半以上都已可自行供应,实力不容小觑。业者也坦言,国内起点虽然比较低,但其实发展空间非常大。
据IFR在2022年公布的另一项针对各国机器人密度的调查显示,国内在2022年首度超越美国,名列全球第五。业界分析,在国内持续投资智能制造的趋势下,即便面临外部环境冲击与西方国家封锁,机器人会是达到国内「内循环」政策的关键因子。无怪乎,日本政府在2022年底,将工业机器人纳入十一项「特定重要物资」,凸显其为支撑制造业基础的重要性。
拆解国内机器人产业链
概括机器人产业链,主要由上游的减速机、伺服马达、控制器等零组件构成,这也是整个机器人技术核心与门槛、成本与利润最高的环节;而因应智能化时代到来,目前机器人除上述核心零组件外,还包括各种传感器;而中游则是涵盖机器人整机制造商以及系统整合商,下游则主要由不同领域的终端使用者组成。
相较日本、德国等传统制造强国,在精密机械产品的可靠性和使用寿命等方面处于全球领先地位,国内机器人产业虽然稳定性有待加强,但基本上从机器人零组件到整机,再到场域应用等,都具有完整的全产业链。
减速机
减速机是连接动力系统和执行机构之间的中间装置,透过降低动力系统的转速来传递更大的转矩。目前在减速机方面,较具规模与指标性的国内业者包括绿的谐波、双环传动、中大力德等。
目前全球能够提供规模化且可靠精密减速机的企业十分有限,约75%市场被日本企业占据,其中轻量小型、多被广泛运用在小臂、腕部或手部的谐波减速机,主要被哈默纳科(Harmonic Drive)寡占,而具有较高刚性的RV减速机,一般使用在底座、大臂或肩部等重负载位置,则由纳博特斯克(Nabtesco)寡占。
从类型来看,国内在谐波减速器可替代的选择较多,目前已涌现绿的、来福、新宝、同川等厂商。
其中,在谐波减速机市场是由绿的谐波打破日本寡占局面,成为部分国际机器人品牌,以及埃夫特、新松、埃斯顿、新时达等国内机器人品牌的供应链。目前绿的谐波在国内谐波减速机市占仅次于哈默纳科,尤其在国内自主品牌机器人市占率更突破6成。
然RV减速机具有较高技术和投资门槛,龙头纳博特斯克占据一半以上市场,剩余竞争格局较为分散,如双环传动、中大力德、南通振康等厂商。
伺服马达
伺服马达则是机器人的动力来源。在伺服系统方面,外商过去凭借先发优势占据国内市场60~70%,国内则因起步较晚技术相对落后,产品主要在中低端领域,以性价比满足中小型和经济型用户的需求。
而处于第一梯队的国内业者,包括在业内被称为「小华为」的汇川技术与埃斯顿则纷纷针对机器人研发专用伺服系统,市占率也有所提升;汇川技术在2021年,更首次在国内伺服马达市场占比夺得第一,目前已是国内自制伺服马达的龙头企业。而据统计,汇川技术、埃斯顿、禾川科技等国内本土业者的市场占比,已从2017年的13.63%,成长到2021年的35.79%。
控制系统
机器人控制系统则是机器人的核心部分,包括硬件和软件系统,主要功能是根据指令与传感信息控制机器人完成动作或任务,直接决定机器人的效能。
一般而言,大部分的工业机器人制造商都会研发自己的控制系统,包括新松、埃斯顿、汇川技术、新时达、华中数控、广州数控等公司,都自行研发了自家的控制系统;此外,还涌现出一批专业的控制系统服务商,如固高科技、英威腾、卡诺普等。
至于整机部分,目前在传统工业领域中,则以埃斯顿、新松、汇川技术等较具指标性。值得注意的是,埃斯顿以数控系统起家,延伸到伺服系统再到工业机器人,涉猎涵盖机器人核心零组件和运动控制系统到整机,以及系统整合应用等环节,由于拥有完整产业链,埃斯顿也被认为是目前国内最大的机器人公司。
视觉感知 形塑智能机器人
因应智能化时代到来,目前机器人除了传统核心零组件外,拥有对环境的感知能力并与之互动,也被视为传统机器人朝智能化迈进的核心技术之一。
目前智能机器人结合多种不同传感技术,像是利用机器视觉感知周围环境,使机器人进行目标识别、避障和导航等任务;或者利用声音识别语音指令,与人进行语音互动等;此外也可整合触觉传感,感知物体的接触力、压力和形状等信息,抑或是精确抓取物体,避免碰撞和损坏。
而在众多机器人感知技术中,一般以视觉较为成熟,市场竞争格局也较白热化。据国内机器视觉产业联盟(CMVU)统计,目前国内自有机器视觉品牌已逾百家。
而国内较早投入机器视觉领域的凌云光目前是该领域龙头,同时也是苹果(Apple)、华为、小米等品牌供应链,与富士康、京东方、宁德时代等企业亦有长期合作,例如富士康旗下工业富联,就曾在2020年以战略投资方式投资凌云光,更与其合资成立富联凌云光。
奥比中光则是以3D视觉为技术核心,其也被视为目前国内3D视觉传感的龙头。而矩子科技则主要为苹果、华为、OPPO等企业或其代工厂,提供机器视觉设备。
在劳动缺口持续扩大、产业迫切需要转型升级的背景下,刺激机器人成长动能仍旧强劲。事实上包括国内在内的许多国家,早已将机器人视为国家战略新兴产业之一。国内在2021年最新发布的新版「十四五机器人产业发展规划」也提出诸多政策支持,而在庞大内需市场贡献下,将为国内机器人产业带来更广阔的市场空间。
责任编辑:陈至娴
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