【儀表網 儀表下游】高工機器人產業研究所(GGII)統計數據顯示，2021年中國市場焊接機器人銷量4.16萬臺，同比增長21.99%。其中，汽車整車行業依然為焊接機器人的第一大應用市場，占比超30%。
面對如此大的蛋糕，國產焊接機器人是不敢吃，還是壓根兒吃不到？
三大“攔路虎”
目前來看，中國市場應用的焊接機器人可分為日系、歐系、國產三大派別，其中日系品牌主要有安川、OTC、松下、發那科、那智不二越、川崎等；歐系品牌包括德國的KUKA、CLOOS，瑞典的ABB、意大利的COMAU及奧地利的IGM等。
對于機器人的最大用戶——汽車主機廠來說，幾乎為國外品牌的天下，國產機器人基本找不到“舞臺”，為何？
1、從歷史經緯談起
其中不得不提到的故事是，1979年，在美國通用汽車對發那科機器人進行復雜全面的測試后，雙方正式成立合資公司，發那科也開始為通用汽車提供機器人，由此開啟了機器人在汽車生產中應用的先河。
而后，全球各地的工業機器人頭部企業開始與汽車主機廠建立“綁定”關系，如KUKA、ABB綁定德系汽車廠，日系汽車廠主要采用發那科、安川、川崎等品牌，菲亞特則全力扶持旗下機器人品牌柯馬。
再看我國機器人產業的發展，2007年，埃夫特“脫胎”于奇瑞汽車，在原奇瑞汽車設備部下屬裝備制造科的基礎上成立。2008年，埃夫特第一臺重載165公斤的點焊機器人樣機誕生，并成功投入生產。在投產后的兩三年內，埃夫特還是棲身于奇瑞庇護下的“孩子”——奇瑞的全資子公司，生產的機器人也多數供應于奇瑞汽車生產線。
在2010年前后，除埃夫特外，還有多家國產工業機器人企業開始嶄露頭角，如南京埃斯頓、上海新時達、廣州數控等。2012年，沈陽新松的28臺工業機器人發往一汽集團的汽車焊接生產線……
GGII數據顯示，2012年中國市場國產機器人品牌的市場占有率僅為8%，“四大家族”在中國的出貨量還是以千臺計，有出貨量的國產機器人廠商兩只手可以數得過來，與“四大家族”相比，國產機器人廠商不管是產品、技術還是規模都無法企及。
彼時的國產機器人更像是一個嗷嗷待哺的嬰兒，弱小而稚嫩。
國外工業機器人頭部企業的先發優勢不言而喻。經過幾十年的規模化應用與驗證，加之汽車主機廠生產設備線體沿用及自身使用習慣，以及國外機器人廠商借助自主電源、質量可靠等優勢，常年占據了汽車主機廠絕大部分的市場份額，也就不足為奇了。
2、點焊工藝與大負載機器人
在實際應用中，汽車生產過程由各大汽車主機廠負責完成，整車的焊接主要采用點焊機器人，用于厚度4mm以下的薄板構件沖壓件焊接，包括汽車車身和車廂的焊接。
一般來說，裝配一臺汽車車體大約需要幾千個焊點，其中半數以上的焊點由機器人操作完成。最初，點焊機器人只被用于增強焊接作業，后來逐漸被用于定位焊接作業。
點焊機器人末端持握的作業工具是焊鉗，隨著汽車工業的發展，焊接生產線要求焊鉗一體化，導致重量越來越大，因此，165kg負載的點焊機器人是目前汽車焊接中常用的一種機器人，200kg及以上的大負載機器人也獲得大量用武之地。
目前來看，國產焊接機器人產品集中在偏輕負載的弧焊機器人上，雖然在汽車零部件廠家內有較為廣泛的應用，但無法滿足汽車主機廠的要求。近年來，進口機器人的價格存在下降趨勢，國產機器人在性價比上很難與之抗衡。
埃夫特總經理游瑋認為，要敲開汽車行業的大門，除了需要達到汽車行業應用標準的性能、功能和可靠性水平外，還必須要有明顯的成本優勢。然而進口品牌機器人公司由于采購量大，且與上游供應鏈已經形成了多年合作關系，其采購成本相對較低。如果國產機器人在包括重載精密減速機在內的核心部件還需要大量進口，由于采購量也偏小，要形成本優勢的難度非常大。
在技術層面，新時達董事長特別助理張鎮奎表示，受技術發展水平的限制，國內機器人品牌的成熟產品多集中在負載小于20公斤的范圍內，與國際品牌的差距越來越小；而大負載機器人和超大負載機器人對于運動控制的要求更高，國內機器人品牌與國際品牌的差距還比較大，除了在控制系統、伺服系統、減速機、電機等關鍵部件取得突破，還必須在機器人動力學算法等關鍵技術領取得突破，大負載機器人和超大負載機器人才能提升工作效率和可靠性，實現高水平的進口替代。
另外，汽車行業點焊機器人負載重，要求機器人具備振動抑制的能力，且有一定的精度要求；機器人的平均無故障工作時間(MTBF)須達8萬小時以上，才能滿足汽車行業的工況要求。
基于此，多家國產機器人廠商判斷，國產大負載點焊機器人的毛利率會非常低，在商業上也難以快速獲得成功，研發投入和市場推廣的意愿較低。
3、誰愿意鋌而走險？
事實上，在汽車主機廠生產線上，特別是在關乎安全的核心焊接工藝環節上，導入國產機器人，無論是對于汽車主機廠、系統集成商、還是國產機器人本體廠商自身而言，都是個巨大的風險。
對于汽車主機廠而言，生產線的節拍很高，基本上一分鐘就可以下線一輛車，生產線是一條串聯生產線，一臺機器人出現故障就可以讓整個工廠停下來。
另外，相比一般工業產品，汽車工業產品價格昂貴，一個項目的預算以百萬、千萬，甚至上億來計。而點焊機器人的普遍售價為20萬以上，在整體項目中所占的金額比例很小，約在10%-15%之間，考慮進口機器人跟國產機器人的差價的話，對整條產線來說占比就更小了，因而國產焊接機器人對于汽車主機廠來說并無吸引力。
因此，汽車主機廠對于工業機器人品牌的導入門檻很高，機器人產品的可靠性和廠商的綜合能力是首要考量要素。
對于系統集成商而言，目前大部分汽車主機廠還是會選擇機器人品牌，系統集成商只負責產線調試。汽車產線的每一次停機，系統集成商都會被罰款，為降低這一風險，系統集成商必然更愿意在產線中導入經過各種考驗的成熟產品來滿足客戶的需求。
在明珞總經理姚維兵看來，國產機器人可以和國際主流機器人品牌先來個公平量化的科學評估與PK，汽車客戶會用實際選擇投票。但當前的掣肘是國產機器人產品系列并不全，也沒有任何計算性能對比。他強調，在保證機器人的質量和性能后，在早期推廣階段出現了質量問題，損失算誰的責任，又如何去保障？
不容忽視的是，當前中國本土的頭部焊接系統集成商，基本都是外資機器人廠商的核心合作伙伴。
對于國產焊接機器人本體企業而言，需要承認的是，國產機器人無論從控制水平還是故障率、可靠性等方面，與外資機器人相比都存在一定的差距。基于汽車主機廠嚴苛的驗證標準和特殊的管理系統，即使汽車主機廠愿意試用，國產機器人廠家也不一定敢冒這個險，單單賠款協議就嚇退了一批批躍躍欲試者。
避其鋒芒還是強攻？
總之，目前汽車主機廠對于國產焊接機器人的認知度和認可度都偏低。對于這一窘境，國產焊接機器人廠商是選擇強攻外資焊接機器人大廠占據的堡壘，還是避其鋒芒，另辟蹊徑？
部分企業認為，當前國外機器人企業在供應鏈方面存在小缺口而導致交期被拉長，加上國產汽車主機廠也在尋求供應鏈的安全，有導入國產機器人品牌的訴求，所以在當下這個時間節點可能會接納國產機器人，國產機器人迎來短暫窗口期。
然而，國產機器人要進入汽車行業點焊應用，如游瑋所言，必須進行產業鏈協同攻關，上游核心零部件在性能和可靠性方面進行提升；中游整機必須對著汽車行業標準，完善功能，提升整機性能和可靠性；下游集成商和汽車主機廠要對國產機器人進一步接納和支持，并給予批量試用的機會。
麥格米特焊接事業部總經理林清森以焊機領域的國產化替代進程作類比，以往，中國市場的汽車主機廠以外資汽車品牌為主，他們強制把國外主機廠形成的工藝在中國主機廠,甚至是Tier 1 配套供應商中復制。但隨著國產汽車廠家越來越倔強，中國的外資主機廠面臨著較大成本壓力，Tier 1 廠商先嘗試用四大家族機器人+國產焊機配置的方法來降成本。
“相信隨著時間的推移，以及國廠汽車主機廠對工藝的自主研究與推進，Tier 1 廠商中會優先應用國產機器人+國產焊機。不斷成熟后，不排除國產主機廠的某些可冗余工段采用國產機器人+國產焊機，進而實現越來越多的應用。”林清森認為，這個過程就像“農村包圍城市”，客戶需要一個接受與信任的過程。
林清森進一步分析，不排除國內某家汽車主機廠特別信任某家國產機器人企業，兩家深度合作打造小局部生產線，加快推進國產化，這種方式對雙方來說既是風險，也蘊含著機遇。
此外，汽車行業近年來連續下行，產業轉型升級的壓力一直存在，但新能源汽車的趨勢不可阻擋，產能擴建一定程度上對機器人的需求形成帶動效應。
目前，新能源汽車主機廠可以分為兩種類型：一類屬于傳統汽車企業向新能源汽車轉型，如廣汽傳祺、廣汽埃安、東風啟辰、廣汽比亞迪、北汽乘用車；另一類是為響應國家政策號召拔地而起的造車新勢力，如小鵬汽車、寶能汽車、文遠知行、小馬智行、合創汽車。
瑞松科技總裁助理張東升判斷，第一類企業已形成固定的使用習慣，包括固定的供應商以及一定程度上相同的工藝要求。第二類企業最有可能在使用國產機器人品牌上實現突破，但前提是機器人本身能夠滿足其生產制造的要求，但這類廠商并不缺乏資金，投入上也會比較積極，要求一樣比較高。
“新能源汽車智能制造也是基于傳統汽車的制造技術之上去發展，對材料、工藝、技術等的要求也十分高，尤其是針對使用輕量化材料進行制造提出的工藝難題，對焊接機器人來說也是一個比較大的挑戰。”張東升分析。
當前，多家國產機器人廠商正在焊接領域發力，如卡諾普在兩輪車/三輪車、鋼結構、新能源等以單機工作站為主的焊接領域占據一定市場份額后，基于中長期考量，2022年還將陸續推出負載為130kg、165kg、210kg的點焊機器人。
新時達的機器人動力學算法在120公斤負載四軸碼垛機器人上應用后，在硬件未作調整的情況下，碼垛機器人節拍從原來的650包/小時穩定上升到1200包/小時，目前機器人動力學算法在50公斤負載SCARA、165公斤和210公斤負載六軸機器人、180公斤負載四軸碼垛機器人等機型上同樣取得了顯著進步，性能逐漸逼近國際品牌。
埃斯頓于2019年完成對CLOOS的收購后，雙方的協同效應逐年提升，持續為建工機械、軌道交通、能源業、汽車制造業、農機行業等提供多樣化的焊接及機器人解決方案；長春經開于2021年完成購買萬豐科技持有的美國萬豐100%股權，通過美國萬豐間接持有最終標的Paslin及其子公司全部生產經營主體100%股權，企業名稱變更為“派斯林數字科技股份有限公司”，進一步掌握汽車焊裝工業機器人系統集成的設計、制造、集成以及調試等全面的技術能力。
可以說，在汽車主機廠短期內很難看到大批量的國產替代，但國產機器人品牌有希望慢慢滲透：前景是光明的，但道路是曲折的，且是螺旋上升進步的。
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