2021年機器人生產線行業市場上下游產業結構發展趨勢研究及應用規模前景預測
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近年來,我國工業機器人及自動化應用下游領域不斷擴展,廣度和深度均有較大提升,由以往主要應用于汽車行業逐步擴展,汽車零部件、3C、機械、物流等領域的機器人自動化裝備率呈明顯上升趨勢。國內相關企業抓住工業機器人應用領域不斷擴展、自動化程度不斷深化的行業發展趨勢,業務領域除覆蓋汽車行業外,同時擴展到汽車零部件、3C、機械、電梯、摩托車、船舶等行業,擴大了公司的業務規模,為我國制造業的轉型升級提供重要支撐。
根據工業機器人下游應用的主要行業,具體可分為汽車焊裝機器人生產線、電梯機器人生產線、精密電子柔性自動化裝配生產線、摩托車、電動車輕量化焊接生產線。
(1)汽車焊裝機器人生產線:汽車焊裝機器人生產線是指利用機器人點焊、弧焊、激光焊等各種焊接手段將汽車零部件拼焊在一起的機器人自動化生產線,主要由焊裝線上的自動化傳輸設備、焊裝夾具、焊接機器人及其他配套輔助設備等組成。汽車部件由自動化輸送設備傳輸,由焊裝夾具迅速準確定位,并由焊接機器人完成焊接作業。在整車廠的沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝流程中,焊裝是自動化程度最高、應用工業機器人最多的環節之一。汽車焊裝機器人生產線可以進一步細分為地板焊裝生產線、側圍焊裝生產線、門蓋焊裝生產線、白車身柔性總拼焊裝生產線等。
(2)電梯機器人生產線:目前國內相關企業已經掌握了電梯生產過程中的自動傳送及定位、自動鉚接、自動上料、自動抓取工件、自動檢測工件規格位置、紙皮自動上料包裝等關鍵技術,從鈑金到產品的包裝,使得整個電梯的層板生產工藝實現無人化,生產效率和產品質量得到有效提升。
具體來看,根據電梯工件的生產工藝特點,公司研發了抽芯鉚接、拉鉚、無鉚、鎖鉚等相關的鉚接新工藝,并對客戶現有工藝進行了優化,將全自動涂膠系統應用于電梯生產,實現了涂膠的自動化;采用了模塊化設計,如噴漆組件、打螺絲組件、弧焊組件、點焊組件等,客戶可以根據不同的工藝要求選取相應的技術模塊,具有良好的開放性,可根據具體需求進行組合來構建不同的電梯生產系統。
(3)精密電子柔性自動化裝配生產線:隨著我國總體消費水平及電子制造業規模不斷提升,我國電子產品市場規模已穩居世界第一,消費電子產品已成為居民生活的必需品,相應地形成了對鋰電池的強勁需求。消費電子行業對生產線的重復精度、傳輸效率、穩定性、可靠性等要求非常高,傳統的普通輸送線無法滿足其需求。
通過為客戶設計建造的國際品牌手機電池精密裝配機器人生產線,采用了自主研發的模塊化柔性線體設計,綜合了機器人自動化裝配技術、機器視覺技術、動力學仿真技術、高速傳輸線技術、充放電檢測技術等業內領先技術,具有通用性、柔性化、信息化、高精高速運行的特點,裝配精度可達到微米級,最大限度提升了單位面積產能和效能,大幅提高了生產效率,將電池裝配和生產的自動化提高到新水平。
(4)摩托車、電動車輕量化焊接生產線:機器人在摩托車、電動車生產線領域的應用,是將機器人焊接系統、焊接夾具、檢具集成于一身,對車架、油箱、消音器進行總體焊接,運用全自動拋光打磨技術、?全自動機器人縫焊、自動火焰釬焊、低飛濺焊接技術,實現百分百全位置、全角度焊接,變形少,不需要進行人工校正,從而顯著降低成本;焊接過程中能夠做到焊?接技術參數信息的采集、反饋、優化。
機器人工作站:機器人工作站指的是應用機器人系統集成技術,根據不同客戶的實際情況、技術參數和工藝要求,將機器人本體、夾具、焊槍、機器人移動裝置、變位裝置、電氣裝置等集成為能夠實現焊接、機械加工、搬運、碼垛、裝配、分揀等功能的機器人智能裝備,廣泛應用于企業各個生產環節,從而提高生產效率和產品質量,增強企業整體競爭力。
以焊接機器人工作站為例,一般由?1-2?臺多關節型點焊、弧焊機器人、機器人移動裝置(機器人龍門架、機器人地軌等)、工件變位裝置(機器人變位機、轉臺等)、柔性高效、精確定位的夾具等組成,通過應用機器人系統集成技術、機器人焊接技術、機器人焊縫糾偏技術、機器人運動控制和離線編程技術等,實現對工件的自動化焊接,廣泛應用于汽車、汽車零部件、3C、機械、電梯、摩托車等行業。
機器人配件銷售:相關企業通過在機器人與智能裝備領域的技術積累,向客戶銷售各型號焊機及其配套裝置,并提供相關的編程、調試和技術支持服務。公司在工業機器人行業應用領域積累了豐富的經驗,不斷由生產型制造向服務型制造轉變,一直以來注重技術服務、技術維護、技術支持,通過為客戶提供高水平的專業技術服務,將自身的技術實力和技術積累轉化為企業效益,提升品牌形象。
機器人產業運行現狀:機器人既是先進制造業的關鍵支撐裝備,也是改善人類生活方式的重要切入點。無論是造環境下應用的工業機器人,還是在非制造環境下應用的服務機器人,其研發及產業化應用是衡量一個國家科技創新、高端制造發展水平的重要標志。大力發展機器人產業,對于打造中國制造新優勢,推動工業轉型升級,加快制造強國建設,改善人民生活水平具有重要意義。
國家對機器人產業提出了很高的要求和期望,希望實現機器人關鍵零部件和高端產品的重大突破,實現機器人質量可靠性、市場占有率和龍頭企業競爭力的大幅提升,以企業為主體,產學研用協同創新,打造機器人全產業鏈競爭能力,形成具有中國特色的機器人產業體系,為制造強國建設打下堅實基礎。
機器人是中國制造?2025?重點發展的十大領域之一,廣東省提出了培育發展十大戰略性支柱產業集群和十大戰略性新興產業集群計劃,其中智能機器人和高端裝備制造是其中的兩大戰略性新興產業集群之一。
機器人行業產業鏈由機器人零部件生產廠商、機器人本體生產廠商、系統集成商、終端用戶四個環節組成。其中,零部件生產廠商主要負責生產機器人所需要的伺服電機、減速機、控制器等。機器人本體廠商主要生產品牌機器人本體產品,包括關節型、并聯型、SCARA、直角坐標機器人等;有些機器人本體廠商也生產部分核心零部件,如減速機、控制系統、線纜等。系統集成商主要負責將機器人本體、夾具、傳輸設備、電路系統、機械架構等結合下游應用需求,進行二次開發、模擬仿真、離線編程、聯動調試,深度融合軟件和硬件,制造機器人成套設備系統,以進行焊接、噴涂、搬運、裝配、切割、打磨等。終端用戶包括汽車、汽車零部件、航空航天、軌道交通、海工裝備、工程機械、3C、塑料、食品飲料、石化等多個行業。
工業機器人產業運行現狀:工業機器人產業鏈集精密化、柔性化、智能化的各類先進制造技術于一體,集中并融合了多項學科,涉及多項技術領域,包括工業機器人控制技術、機器人動力學及仿真、模塊化程序設計、機器視覺、智能測量、工廠自動化等,技術密集度高,綜合性強。
從產業鏈的角度看,機器人本體是機器人產業發展的基礎,而智能化系統集成則是機器人商業化、大規模應用普及的關鍵。相較于機器人本體供應商,機器人系統集成商需要具備對客戶的技術標準和技術需求的準確理解,對機器人本體進行二次技術開發,把握客戶生產線的精度、位置、軌跡、節拍、穩定性等技術和工藝要求,需要擁有出色的設計能力、相關項目經驗等,以滿足各行業客戶千差萬別的定制化需求。機器人本體必須與行業應用相結合才能發揮作用,系統集成是對機器人本體的二次開發。國內機器人系統集成廠商具備優秀的技術和工藝水平、設計能力、項目經驗,在對用戶行業深刻理解的基礎之上,提供可適用不同應用領域的個性化、智能化、柔性化機器人生產線,具有及時的響應速度、更短的設備交付周期、完善的售后服務,能夠及時滿足客戶方案調整及配套設備需求,展示了相比國外企業更強的競爭力。國內企業經過多年的技術積累以及國家產業政策的大力支持,已經取得了較強的競爭優勢。機器人數字化智能化系統集成解決方案供應商是機器人產業發展的鏈主,對拉動機器人上下游協同發展起關鍵作用。
中金企信國際咨詢公布的《2021-2027年中國機器人生產線市場競爭策略及投資潛力研究預測報告》
工業機器人產業鏈下游智能化系統集成行業發展趨勢:工業機器人在工業生產中能代替人進行高效率、高質量和重復性作業,或是在危險、惡劣環境下進行作業,例如沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工和裝配等工序,重點下游領域包括汽車制造、3C?電子、電梯及高鐵等行業,下游行業的蓬勃發展為公司業務規模的擴大提供了良好的條件。
未來發展趨勢方面,數字化智能工廠是工業機器人下游行業特別是汽車制造行業的未來發展方向所在。數字化工廠采用高度模塊化布局,實現人機互聯、信息互聯、自動排產以及智能維護等功能,并最終將成品通過智能配送中心遞送到客戶手中。數字化工廠通過集成、仿真、分析、控制等手段,可為制造工廠的生產全過程提供全面管控的整體解決方案,從而使得生產線上機械裝備、自動控制系統、工業機器人實現整個生產線流程的無縫集成,達到最佳的利用率與滿足生產的最大需求。?在未來行業競爭日趨激烈的背景下,業內領先企業將不斷研究開發數字化智能工廠方向的高端業務,增加其在產業鏈上的不可替代性,不斷提升企業核心競爭力。
制造業數字化轉型是大數據、云計算、人工智能、工業互聯網等多種數字技術的集群式創新突破以及與制造業的深度融合,是工業經濟轉型升級的關鍵依托和重要途徑。機器人智能化系統集成與互聯網高度融合發展也是未來的發展趨勢,工業互聯網是推動制造業數字化轉型的重要路徑。網絡協同設計、平臺化設計是提高設計效率的有效途徑。虛擬仿真和虛擬調試會大量地應用并提高生產效率。機器人行業服務的網絡化,遠程運維服務平臺將大大提高機器人的服務質量和效率。