【利元亨 | 演讲】张小飞：从数据看市场 核心零部件如何突围？
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当前，制约自主机器人发展的关键因素在于本土产业链不成熟。机器人关键零部件基本上均由欧洲和日韩等外资企业所控制，国内本土生产商与其差距较大，缺乏主动权。
从工业机器人产业链来看，我国机器人企业主要以应用为主，而上游的核心零部件和中游的设备厂相对较少，尤以核心零部件最为欠缺。
在此背景下，2019年9月18日，由高工机器人举办的以“新拐点·新征程”为主题的核心零部件会议在上海国家会展中心M8-03会议室隆重开幕。高工产研董事长张小飞博士在会上发表了《核心零部件的差距和突围》主题演讲，从现阶段国产核心零部件的现状出发，着重分析了核心零部件市场国内外差距以及国产核心零部件突围路径。
从数据看市场
以减速器市场来看，GGII数据显示，2018年中国工业机器人谐波减速器与RV减速器需求比例为1.23:1；未来5年，工业机器人在一般工业领域的需求将继续释放，轻负载、小型化工业机器人销量占比将同步上升，届时谐波减速器与RV减速器的需求比例将会继续增大。预计到2023年，中国工业机器人用谐波减速器与RV减速器的需求比例将上升至1.4:1。
2018年，国产减速器的市场份额已经提高到了28.24%。其中，在谐波减速器领域，以绿的、来福谐波、聚隆科技、同川科技、大族谐波传动、昊志机电等为代表的国内谐波减速器发展迅速，绿的市场份额达到19.90%，来福谐波市场份额为7.27%；而在RV减速器领域，以中大力德、双环、南通振康、秦川机床等的为代表的国产减速器企业市场份额已经达到20%多。
以伺服系统市场来看，GGII统计数据显示，2014-2018年，我国工业机器人伺服系统的市场规模从9.96亿元增至21.50亿元，占伺服系统总市场规模的比重从17.54%增长至30.97%。
与2017年相比，2018年伺服市场增速急剧下降，中国国产伺服市场占有率22.34%，外资依然占据主导地位。
GGII认为，2019年交流伺服系统市场增长率将持续疲软，增长乏力，寻求细分领域的新需求增长点是当务之急。此外，随着国产本体占有率的提升，本体厂商成本压力显现，具备高性价比的伺服厂商有望受益。
在一定程度上，控制系统的优劣也决定了本体性能的优劣。因此，控制器的国产化同样重要。然而因为控制器本身单体价值偏小，独立的第三方控制器公司较少，尤其是机器人专用控制器，主要以本体厂商直接参与为主。
张小博士指出，国产控制器厂商目前已经在针对不同的应用场景开发不同的工艺包，在软件与服务上进行延伸，但独立第三方控制器厂商的发展仍然受限于市场容量。
GGII统计数据显示，2014-2018年，我国工业用机器人控制器的市场规模从5.45亿元增加至11.54亿元，占控制器总市场规模的比重从10.57%增长至15.28%，2018年国产运控产品市场占有率达25.46%，市场份额稳定增长；然而受下游自动化行业及机器人行业需求收紧的影响，预计2019年控制器市场增速将下滑。
从技术水平来看，国内企业开发的工业机器人控制器产品技术已取得长足进步，可满足大部分功能需求。相关上市公司如新松、埃斯顿、新时达、华数、汇川技术、慈星股份等的控制器已实现自制，技术水平与国外接近。以珞石、智昌等为代表的厂商，在机器人控制器领域进步明显，在部分性能上已经可以与外资厂商媲美。
除了减速器、伺服系统和控制器三大核心零部件之外，这两年，机器视觉作为机器人智能化提升的关键部件也备受行业关注，目前中国机器视觉市场发展初级阶段，规模偏小，应用空间大，企业数量增长迅速，新进企业逐年增加，参差不齐。
张小飞表示，目前已进入中国的国际机器视觉品牌接近200家，如：CCS、达尔萨、堡盟、灰点等为代表的核心部件制造商，以康耐视、基恩士、欧姆龙、邦纳、MUJIN等为代表的企业则同时涉足机器视觉核心部件和系统集成。
而中国自有的机器视觉品牌已超100家，如：海康、华睿、OPT、纬朗光电、今明视觉、大恒图像、维视图像、嘉恒中自等；机器视觉各类产品代理商超过300家（其中，自主品牌企业亦会部分代理外资品牌），如：鸿富视觉、微视新纪元、三宝兴业、凌云光、视觉龙、富视通等。
中游的涉及机器视觉的系统集成和整机装备商近150家，此类企业给各行业自动化公司提供综合的机器视觉方案，如凌云光、嘉恒中自、凌华、大恒图像、精锐视觉、梅卡曼德、埃尔森、阿丘科技等。
国内外差距
事实上，国产本体的“国产芯”占比在逐年提升，从国产本体使用核心零部件情况来看，纯进口零部件占比下降明显，采用“进口+国产”和“纯国产”的国产本体比重快速上升。
从国产本体产品类型使用国产减速器占比情况来看，国产本体使用纯进口减速器比重大小依次为：SCARA>协作>多关节，2018年国产SCARA使用进口减速器占比54.50%，国产多关节使用纯国产减速器占比达到36.25%。
然而，核心零部件国产化依然有很多需要解决的难点，其中控制器的技术难度主要体现在轨迹规划、振动抑制、工艺自适应等控制算法。
“国内外减速器的性能差距不仅仅体现在参数上。”张小飞博士指出。
事实上，国内减速器在材料、加工装配工艺以及批量生产的能力上与国外品牌相比较都有差距。据悉，目前国产谐波减速器的材料基本依赖进口；此外，国内生产高性能减速器的精密加工设备主要来自日本、瑞士等国外厂商，对于减速器量产工艺的研发更是在近几年才开始，在加工工艺上，国内的减速器企业大部分还采用传统的慢走丝或滚齿、插齿工艺，效率低，量产难。
从伺服系统来看，国内外差距主要体现在四个方面：1、大功率产品缺乏：国内伺服电机以中小功率为主，功率多在3KW以内，5.5-15KW的中大功率伺服缺乏，导致某些需要大功率伺服电机和驱动配套的系统无法提供；
2、小型化不够：轻载机器人常用200W、400W、750W的伺服电机，小功率产品往往追求精细化，日系电机短小精致，而国内伺服电机普遍偏长，小型化不够；
2、高精度编码器严重依赖进口：机器人上用的多圈绝对值编码器，严重依赖进口；
4、信号接插件可靠性不高：国产信号插件不够稳定；目前，日系的接线插件大多与伺服电机集成设计，方便安装、调试、更换。
发展趋势
在分析了市场情况和国内外差距之后，张小飞博士对未来核心零部件的发展趋势做了进一步阐述。他表示，未来，随着价格战的愈演愈烈，减速器企业获利空间更小，企业将会走出国门，进入海外市场；此外，随着国内市场格局的稳定，后来者进入门槛增高，大部分企业将退出市场。
从伺服系统来看：未来，电机+减速器的模块化、集成化技术将受关注；此外，驱控一体技术日趋成熟并广泛应用；而机器人专用伺服厂商面临较大增长压力。
从控制器来看：控制器向多工艺模块化延伸，形成不同的产品分级，可根据客户需要选择不同功能工艺模块适配，其中软件算法是核心关键；控制器集成度和通用性将会提高，并融合视觉、力觉、触觉等多传感器技术进行控制。
值得一提的是，减速器、伺服系统和控制器共同面临着机电一体化和模块化的发展趋势。
从机器视觉来看，众多新兴厂商的加入，将加快国产化进程，技术进步的同时价格有望持续降低；市场空间广阔，各厂商分领域及场景展开竞争，如定位、分拣、测量、检测等，应用场景不断扩展；未来，价格战不可避免。
建议
“重走外资的老路很难赶超外资厂商，技术创新才是出路。”张小飞博士说，“市场低迷期是修炼内功、打磨技术的关键时期。”
在技术上，国产核心零部件企业应该走自主研发+并购（海外）的道路，注重产学研的合作与输出。
在市场开拓上，国产核心零部件企业应该坚持走1+N”的市场布局，立足中国，辐射海外；立足一个行业，向多个行业延伸；深刻区分战略市场与利润市场，战略市场抢份额，利润市场抢先机。
此外，在行业低迷期，企业应备足粮草过冬，通过产业链的整合或被整合实现扩张；目前，资本回归理性，融资难度加大，企业品牌度的提升可为企业在资本市场加分。
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