(2)控制器:與國際差距最小的零部件
控制器是機器人的大腦,主要負責發布和傳遞動作指令。其主要任務是對機器人的運動規劃,以實現機器人的操作空間坐標和關節空間坐標的相互轉換,完成高速伺服插補運算、伺服運動控制。
控制器分為硬件結構和軟件結構。硬件方面,目前市場已經研發了基于多CPU的分級分層控制系統。以典型的DSP控制器為例,該控制器采用模塊化結構,以工業PC作為系統的硬件平臺,通過DSP控制卡實現對機器人多個自由度的操控,提高了機器人控制器的運動控制性能。
軟件方面,又分為上位機PC部分和下位機運動控制部分。其中,上位機模塊主要功能是對系統的可調參數進行設置,對機器人的正、逆運動學建模求解,并把運動控制卡與控制程序在邏輯上連接起來。下位機模塊由主控程序、運動程序和通訊程序構成,實現高速伺服插補運算、伺服運動控制。
▲機器人控制器硬件結構
▲機器人控制器軟件結構
競爭格局:硬件差距較小,難點集中于軟件。控制器本質上就是一個數據處理器,隨著半導體技術的成熟,半導體芯片的性價比越來越高,因此控制器在硬件上并無太高門檻。在機器人的核心零部件中,控制器的技術難度是最低的,國內企業開發的控制器產品已經可以滿足大部分功能要求。但控制器的核心在于算法要與機器人本體相匹配。目前,國外主流機器人廠商的控制器均是基于運動控制平臺進行自主研發,以保證匹配性,導致國內企業控制器尚未形成競爭優勢。可以說,國產控制機在硬件上與國外差距不大,差距主要是算法和兼容性方面。
▲2015年國內機器人控制器銷量市場份額
系統集成商的核心優勢在于人才及行業積累
相較于機器人本體供應商,機器人系統集成供應商還要具有產品設計能力、對終端客戶應用需求的工藝理解、相關項目經驗等,提供可適應各種不同應用領域的標準化、個性化成套裝備。
系統集成商處于機器人產業鏈的下游應用端,為用戶提供設計方案,要具有產品設計能力、對終端客戶應用需求的工藝理解、相關項目經驗等,提供可適應各種不同應用領域的標準化、個性化成套設備。與單元產品的供應商相比,系統集成商還要具有產品設計能力、項目經驗,并在對用戶行業深刻理解的基礎之上,提供可適應各種不同應用領域的標準化、個性化成套裝備。
系統集成商具有市場渠道優勢,可快速加入機器人研發及生產行列。與國內本體廠商面對國外企業強大的競爭不同,國內系統集成商擁有本土的許多優勢,包括渠道優勢、價格優勢、工程師紅利等。系統集成商以往是從國外或者少部分從國內購臵機器人整機,根據不同行業或客戶的需求,制定解決方案。
非標項目,不能批量復制。系統集成項目是非標準化的,每個項目都不一樣,不能100%復制,因此比較難上規模。能上規模的一般都是可以復制的,比如研發一個產品,定型之后就很少改了,每個型號產品都一樣,通過生產和銷售就能大量復制上規模。而且由于需要墊資,集成商通常要考慮同時實施項目的數量及規模。
要熟悉相關行業工藝。由于機器人集成是二次開發產品,需要熟悉下游行業的工藝,要完成重新編程、布放等工作。國內系統集成商,如果聚焦于某個領域,通常可以獲得較高行業壁壘,生存沒問題。但是同樣由于行業壁壘,很難實現跨行業拓展業務,通過并購也行不通,因此規模做大很難。機器人系統集成商本來就該是小的,起碼現階段國內集成商規模都不大。
系統集成商的核心競爭力是人才,其中,最為核心的是銷售人員、項目工程師和現場安裝調試人員,銷售人員負責拿訂單,項目工程師根據訂單要求進行方案設計,安裝調試人員到客戶現場進行安裝調試,并最終交付客戶使用。幾乎每個項目都是非標的,不能簡單復制上量。
因此系統集成商實際是輕資產的訂單型工程服務商,核心資產是銷售人員、項目工程師和安裝調試人員,因此,系統集成商很難通過并購的方式擴張規模。
產業鏈布局完善才能做大做強
四大家族在工業機器人行業從上游零部件、中游本體到下游系統集成均有布局。像KUKA機器人業務分為本體和系統集成兩大塊,發那科通過外延并購布局系統集成業務。工業機器人是載體,具體行業應用是焦點,兩者兼具的話,本體和系統集成形成聯動,渠道相互促進,有望提升產品在行業的影響力,分到更大的市場份額。
國內本體企業在產業鏈上布局是做大做強的唯一途徑。2017年國產品牌機器人銷量為3.78萬臺,按平均單價10萬計算,市場規模僅37.8億。排名靠前的埃夫特、埃斯頓(002747)等機器人銷量才2000多臺,銷售額遠低于四大家族企業,即使未來幾年銷量翻番,銷售額也較難做到很大。同時具體行業自動化解決方案是機器人的落腳點,是當前各家搶奪的焦點。系統集成注重售后服務,本土企業響應快,服務強度大,競爭優勢比較明顯。根據我們前面的測算,系統集成是本體市場規模的3倍左右,因此系統集成業務有助于快速提升銷售額,打開下游市場,提升品牌影響力。2018年工業機器人本體和系統集成市場總和將突破千億規模。國內上市公司如埃斯頓、新松、快克股份等注重產業鏈布局,有望在競爭中突圍。
系統集成商向本體或零部件延伸能夠提升行業競爭力,有效改善利潤率。四大因素決定集成商規模小。系統集成項目是非標準化的,每個項目都不一樣,不能100%復制,所以比較難上規模,能上規模的都是可以復制的,比如研發一個產品,定型后就很少改了,每個型號產品都一樣,通過生產和銷售就能大量復制上規模。而且由于需要墊資,集成商通常要考慮同時實施項目的數量及規模。
但近年來系統集成商也走到了一個“分水嶺”,由于硬件產品價格逐年下降、利潤也越來越薄,僅靠項目帶動硬件產品的銷售模式已經成為過去時。同時,進入系統集成這個領域的門檻越來越低,競爭隨之就更為激烈,利潤逐年下降。大部分系統集成商自身只是設計、組裝生產線,而生產線上所需機器人本體、傳感器、伺服系統、控制系統等90%以上的原材料均是外購,這樣整體產線價格相比同行很難有競爭力。因此部分核心部件自制能夠有效的降低成本,提升自身競爭力,打造行業的護城河。
因此國內公司要想做大做強,可以選擇自上而下或者自下而上的發展模式,產業鏈布局完善的企業有望享有更多的行業紅利,分到更大的蛋糕。
摘編:和訊網
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