作者|雨林下
头图|视觉中国
只需几个指令,就能自行跟踪焊缝部位,进行高精准度焊接,并且全天24小时不间断工作......一台焊接机器人的效率,可以相当于四个熟练焊工。
作为工业界一大神器,这也是国产机器人和高端装备制造两化融合的缩影。
3月29日,虎嗅智库举办了502线上同行主题研讨活动,来自成都卡诺普机器人营销中心总经理周大胜、沈阳新松机器人高级工程师石世瑞、苏芯物联 CEO李波、博清科技大市场中心奚韬、优山资本首席战略官徐境镁,就国产工业机器人在焊接场景的运用进行了前沿观点分享。
以下为嘉宾的部分观点摘要:
国产化进程:薄板在超越,中厚板有距离
● 近些年,国产焊接机器人厂商主要聚焦的弧焊领域,基本从2014年开始进入初始发展,到了2017年左右快速增长,目前国内的数据,除汽车之外的在一般工业中,弧焊机器人需求量每年约在2万到2万5千台左右。
● 国产本身的技术和品质,客观讲对比头部进口品牌还有一定距离。以8~10毫米以下的薄板焊接为例,除了要求机器人本体的稳定、可靠,还需要配套的焊接电源,这部分权重很大,但国产焊接机器人大多都还是外配的焊接电源,这方面的自研还需加强;再看工程、机械、桥梁、造船等领域需要的中厚板焊接,涉及像多轴联动、电弧寻位跟踪等智能焊接的基础功能,对比国外水平我们也算刚起步,相差比较远。
● 机器人本身的绝对稳定性和国外也还有一定差距。同等条件下,进口品牌1000小时的停机率只有1%,但国产的大致会到3%~5%,等同国外二十年前的水平。
● 但国内有强大软件研发能力的机器人厂商在视觉识别、自动定位等方面是存在机会和竞争优势的,这方面国外大品牌不会去做,小的集成商也没有能力做。
核心传感器决胜焊接大数据
● 中国的机器人行业的信息化底子偏弱,具体体现之一就是在传感器方面。国内几乎所有存量的电焊机,不论是手动还是自动,在传感器方面都远落后于国外。不仅因为品牌种类众多,很难由设备厂家统一配齐,而且国外的高精度传感器价格昂贵,也限制了在中国的应用。
● 一台电焊机价格约1万元,一套焊接机器人工作站价格约10万元,然而不论是手动还是机器人焊接,一个焊接工位每年消耗的金属材料、焊丝、保护气、电能,平均下来必然达到150万元甚至更高,否则按照5%的利润就无法实现盈亏平衡。国外重视焊接传感器和数据,就是因为这些数据不只可以让设备更好用,而且还能降本增效。打个比方,节省30%焊接保护气,每台手动弧焊电焊机每年可以节省数千到1万元不等,每台自动弧焊电焊机可以节省2万元甚至更高。
● 焊接传感器带来的数据,将让焊接系统在成本、质量、效率、异常告警,以及设备进化方面更高效。这本质上属于“数据服务”,是一个传感器、数据采集、边缘计算、通信、云计算、AI人工智能算法、焊接工艺甚至成本运营相融合的复杂系统技术,学科跨度多且大,但一旦走通,同样意味着高技术壁垒,是挑战和机遇并存的。
● 中国拥有世界1/3,甚至更多的焊接市场体量,焊接大数据实际上很关键。但从市场份额上来看,我们对数据的获取能力,或者说依托数据的进化速度,并没有达到预期。因此,加强高精度传感器的种类和使用数量,会极大利好自动化的进程,为未来智慧焊接打下好的基础。所谓“智慧”焊接,不只是智能,更是人、机、料、法、环、测的全面智慧化。
预计两个十年持续增长的市场潜力
● 焊接机器人的毛利率算是工业机器人中整体比较低,但它背后的市场潜力是最大的。我们分析主要有两个持续增长阶段:首先,是从现在往后的十年。增长动力来自于国内劳动力人口减少,配合现在这一批60、70后的企业管理者,追求能用机器人替代人,提升效率和利润,这一波基本能持续十年的增长;等到再下一个十年,管理者换成80、90后的时候,他们想的可能又不太一样了,会觉得这个工种本就不应该让人来从事,就该让机器人来干,那时候就不止是简单的追求利润的思路了,完全是工作观念的颠覆,相当于全部的机器换人,这又会是持续十年连续增长。
● 前几年,焊接机器人更接近于工业奢侈品,主要是高利润率的行业,比如汽车、高铁、进口机械等公司在使用,今天的增量市场在哪?我们把目光转向了更多利润率略低的中小企业。但是,他们对成本敏感度非常高,所以就要求质量不仅要好,价格也需要非常能打。进口机器人的一些特性决定了它不可能把价格下沉得特别厉害,所以这是国产机器人的蓝海窗口。
● 站在技术层面,汽车、高铁这些普遍是标准品,产品定型后三五年不会大的改动,焊接机器人调适好程序后能替代很大量的人工,焊接质量也很好。但很多新兴市场,比如船舶、桥梁、建筑的特点是每个工件并不相同,每条船有自己的特性,甚至每个船的部位都不一样,每个大楼的钢结构也各有异同。这就需要我们常说的视觉识别技术,基于此去识别窗口、工件、焊缝位置、焊缝形式等等,然后自动规划出一套晋升程序来自动进行焊接。这就需要我们国产机器人投入更多研发去适应。
● 其实有40%~50%的焊接场景是在户外,而不一定仅仅是在工厂内。比如油气化工业的大型储罐焊接,管体的合拢缝焊接,另外还有高层建筑、桥梁外体、抽水蓄能装备的焊接等等,这些户外的结构件焊接场景也是很常见的。适应这种条件的焊接机器人,在操作方面对人的要求相对低一些,更多是通过联机界面来实现,它的焊接执行动作更加迅速,焊缝的识别很精准,不仅很大程度缓解了作业环境的艰苦,免除了职业危害的风险,更是缓解焊工人才缺乏的现状。具体到性价比上,它的优势主要体现在大规模、长距离的焊缝焊接上,效率能比传统的员工高2~3倍。
● 焊接机器人和芯片的光刻机类似,是复杂系统的迭代进化,本身就需要成长时间。从它的诞生形成,到进入工业界使用,再到赢得市场的初步信任、中度信任,最后深度信任,每一步都需要时间,需要真实的工业场景来逐一检验。
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活动尾声,线上参会观众进行了互动提问,对于“未来国产机器人的软件研发会有哪些创新突破?”“智能焊接的人才需求和缺口情况如何?”等问题,嘉宾给出了精彩回复,也圆满结束了本次502线上同行研讨活动。
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