(2)控制器:与国际差距最小的零部件
控制器是机器人的大脑,主要负责发布和传递动作指令。其主要任务是对机器人的运动规划,以实现机器人的操作空间坐标和关节空间坐标的相互转换,完成高速伺服插补运算、伺服运动控制。
控制器分为硬件结构和软件结构。硬件方面,目前市场已经研发了基于多CPU的分级分层控制系统。以典型的DSP控制器为例,该控制器采用模块化结构,以工业PC作为系统的硬件平台,通过DSP控制卡实现对机器人多个自由度的操控,提高了机器人控制器的运动控制性能。
软件方面,又分为上位机PC部分和下位机运动控制部分。其中,上位机模块主要功能是对系统的可调参数进行设置,对机器人的正、逆运动学建模求解,并把运动控制卡与控制程序在逻辑上连接起来。下位机模块由主控程序、运动程序和通讯程序构成,实现高速伺服插补运算、伺服运动控制。
▲机器人控制器硬件结构
▲机器人控制器软件结构
竞争格局:硬件差距较小,难点集中于软件。控制器本质上就是一个数据处理器,随着半导体技术的成熟,半导体芯片的性价比越来越高,因此控制器在硬件上并无太高门槛。在机器人的核心零部件中,控制器的技术难度是最低的,国内企业开发的控制器产品已经可以满足大部分功能要求。但控制器的核心在于算法要与机器人本体相匹配。目前,国外主流机器人厂商的控制器均是基于运动控制平台进行自主研发,以保证匹配性,导致国内企业控制器尚未形成竞争优势。可以说,国产控制机在硬件上与国外差距不大,差距主要是算法和兼容性方面。
▲2015年国内机器人控制器销量市场份额
系统集成商的核心优势在于人才及行业积累
相较于机器人本体供应商,机器人系统集成供应商还要具有产品设计能力、对终端客户应用需求的工艺理解、相关项目经验等,提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。
系统集成商处于机器人产业链的下游应用端,为用户提供设计方案,要具有产品设计能力、对终端客户应用需求的工艺理解、相关项目经验等,提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套设备。与单元产品的供应商相比,系统集成商还要具有产品设计能力、项目经验,并在对用户行业深刻理解的基础之上,提供可适应各种不同应用领域的标准化、个性化成套装备。
系统集成商具有市场渠道优势,可快速加入机器人研发及生产行列。与国内本体厂商面对国外企业强大的竞争不同,国内系统集成商拥有本土的许多优势,包括渠道优势、价格优势、工程师红利等。系统集成商以往是从国外或者少部分从国内购臵机器人整机,根据不同行业或客户的需求,制定解决方案。
非标项目,不能批量复制。系统集成项目是非标准化的,每个项目都不一样,不能100%复制,因此比较难上规模。能上规模的一般都是可以复制的,比如研发一个产品,定型之后就很少改了,每个型号产品都一样,通过生产和销售就能大量复制上规模。而且由于需要垫资,集成商通常要考虑同时实施项目的数量及规模。
要熟悉相关行业工艺。由于机器人集成是二次开发产品,需要熟悉下游行业的工艺,要完成重新编程、布放等工作。国内系统集成商,如果聚焦于某个领域,通常可以获得较高行业壁垒,生存没问题。但是同样由于行业壁垒,很难实现跨行业拓展业务,通过并购也行不通,因此规模做大很难。机器人系统集成商本来就该是小的,起码现阶段国内集成商规模都不大。
系统集成商的核心竞争力是人才,其中,最为核心的是销售人员、项目工程师和现场安装调试人员,销售人员负责拿订单,项目工程师根据订单要求进行方案设计,安装调试人员到客户现场进行安装调试,并最终交付客户使用。几乎每个项目都是非标的,不能简单复制上量。
因此系统集成商实际是轻资产的订单型工程服务商,核心资产是销售人员、项目工程师和安装调试人员,因此,系统集成商很难通过并购的方式扩张规模。
产业链布局完善才能做大做强
四大家族在工业机器人行业从上游零部件、中游本体到下游系统集成均有布局。像KUKA机器人业务分为本体和系统集成两大块,发那科通过外延并购布局系统集成业务。工业机器人是载体,具体行业应用是焦点,两者兼具的话,本体和系统集成形成联动,渠道相互促进,有望提升产品在行业的影响力,分到更大的市场份额。
国内本体企业在产业链上布局是做大做强的唯一途径。2017年国产品牌机器人销量为3.78万台,按平均单价10万计算,市场规模仅37.8亿。排名靠前的埃夫特、埃斯顿(002747)等机器人销量才2000多台,销售额远低于四大家族企业,即使未来几年销量翻番,销售额也较难做到很大。同时具体行业自动化解决方案是机器人的落脚点,是当前各家抢夺的焦点。系统集成注重售后服务,本土企业响应快,服务强度大,竞争优势比较明显。根据我们前面的测算,系统集成是本体市场规模的3倍左右,因此系统集成业务有助于快速提升销售额,打开下游市场,提升品牌影响力。2018年工业机器人本体和系统集成市场总和将突破千亿规模。国内上市公司如埃斯顿、新松、快克股份等注重产业链布局,有望在竞争中突围。
系统集成商向本体或零部件延伸能够提升行业竞争力,有效改善利润率。四大因素决定集成商规模小。系统集成项目是非标准化的,每个项目都不一样,不能100%复制,所以比较难上规模,能上规模的都是可以复制的,比如研发一个产品,定型后就很少改了,每个型号产品都一样,通过生产和销售就能大量复制上规模。而且由于需要垫资,集成商通常要考虑同时实施项目的数量及规模。
但近年来系统集成商也走到了一个“分水岭”,由于硬件产品价格逐年下降、利润也越来越薄,仅靠项目带动硬件产品的销售模式已经成为过去时。同时,进入系统集成这个领域的门槛越来越低,竞争随之就更为激烈,利润逐年下降。大部分系统集成商自身只是设计、组装生产线,而生产线上所需机器人本体、传感器、伺服系统、控制系统等90%以上的原材料均是外购,这样整体产线价格相比同行很难有竞争力。因此部分核心部件自制能够有效的降低成本,提升自身竞争力,打造行业的护城河。
因此国内公司要想做大做强,可以选择自上而下或者自下而上的发展模式,产业链布局完善的企业有望享有更多的行业红利,分到更大的蛋糕。
摘编:和讯网
2025-04-29 22:21
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