摘要：2013-2017年期間，我國工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展迅速，雖然我國自主工業(yè)機器人核心技術(shù)近年來日趨成熟，但與日德等工業(yè)機器人強國相比，技術(shù)差距仍然顯著。本文從工業(yè)機器人核心零部件、我國工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展路線、核心零部件國內(nèi)外技術(shù)差距等維度進行了研究和分析。

　　工業(yè)機器人是促進我國工業(yè)向智能化、自動化升級轉(zhuǎn)型的重要抓手，伺服電機、控制器、減速器等核心零部件部分先進技術(shù)缺失是制約我國工業(yè)機器人自主研發(fā)、自主生產(chǎn)的主要因素。

　　我國自主技術(shù)有待突破，伺服電機、控制器、減速器是未來重點攻堅領(lǐng)域

　　從工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈來看，減速器、伺服電機、控制器等核心零部件研發(fā)能力制約國產(chǎn)工業(yè)機器人供給能力及產(chǎn)品品質(zhì)，未來汽車制造、食品加工、3C產(chǎn)品制造等下游領(lǐng)域自動化需求將顯著提升，或倒逼上游核心零部件實現(xiàn)技術(shù)突破及品質(zhì)提升。

　　圖 1 工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈

　　從我國工業(yè)機器人核心零部件自主技術(shù)發(fā)展路徑來看，我國自主技術(shù)尚處突破期，研發(fā)能力處于上升期，與日德等國差距顯著，未來有較大提升空間。其中工業(yè)機器人減速器自主技術(shù)研發(fā)周期較長，預(yù)計2030年可實現(xiàn)在新傳動(驅(qū)動)機構(gòu)和新型驅(qū)動材料領(lǐng)域的技術(shù)突破;我國工業(yè)機器人控制器自主技術(shù)是核心零部件中與國外技術(shù)差距最小的一個，預(yù)計2025年前可突破該領(lǐng)域尖端技術(shù)。

　　表 1 我國工業(yè)機器人核心零部件技術(shù)路線

　　精密減速器自主技術(shù)實現(xiàn)突破，國產(chǎn)產(chǎn)品精度及持久度尚需提升

　　截至2017年，進口產(chǎn)品約占國內(nèi)工業(yè)機器人減速器市場份額的80%，國產(chǎn)產(chǎn)品市場份額約20%。雖然我國工業(yè)機器人精密減速器自主技術(shù)近年來實現(xiàn)突破，諧波減速器技術(shù)發(fā)展迅速，由我國自主研發(fā)、生產(chǎn)的部分諧波減速器產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，但是我國自主產(chǎn)品在精度及使用壽命方面與日德產(chǎn)品差距明顯，短期內(nèi)很難實現(xiàn)完全替代。造成上述差距的主要原因有兩方面：一是工業(yè)機器人減速器產(chǎn)品對軸承以及齒輪的精度要求極高，目前我國數(shù)控機床技術(shù)還處在追趕期，我國與德日等精密制造強國相比在制造工藝與基礎(chǔ)材料方面均存在顯著差距，目前尚難完全滿足工業(yè)機器人減速器產(chǎn)品的精度需求;二是國外企業(yè)經(jīng)過半個多世紀的技術(shù)積累與沉淀，已經(jīng)對制作工藝、核心技術(shù)、核心算法有了深刻的理解，這是國內(nèi)企業(yè)在核心工藝及技術(shù)方面短時間內(nèi)無法迅速實現(xiàn)趕超的重要因素。

　　圖 2 中國工業(yè)機器人減速器市場容量及需求量

　　(數(shù)據(jù)來源：公開資料整理)

　　表 2 2017國內(nèi)工業(yè)機器人減速器國產(chǎn)化進程

　　國內(nèi)伺服電機以進口品牌為主，差異化競爭是國產(chǎn)品牌實現(xiàn)突破的主要方式

　　截至2017年，國外品牌仍占據(jù)我國伺服電機市場的主要份額，日系及歐系品牌是占有市場份額最高的外資品牌。其中，日系品牌(松下、三菱、安川)市場份額占比高達45%，其憑借良好的產(chǎn)品性能和富有競爭力的價格優(yōu)勢壟斷了中小型OEM市場;歐系品牌(西門子、施耐德等)市場份額占比約30%，產(chǎn)品主要分布在高端市場。現(xiàn)階段，匯川技術(shù)、埃斯頓、華中數(shù)控、英威騰等國內(nèi)工業(yè)機器人伺服電機主要廠商，憑借在液壓行業(yè)、包裝機械、注塑機械伺服電機等原有領(lǐng)域的技術(shù)積累，已經(jīng)實現(xiàn)向機器人專用伺服電機領(lǐng)域的突破，進而通過在細分產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的差異化競爭提升國產(chǎn)品牌的市場競爭力。

　　表 3 國內(nèi)伺服電機主要廠商

　　工業(yè)機器人控制器是國內(nèi)外技術(shù)差距最小的核心零部件

　　截至2017年，我國工業(yè)機器人控制器主流供應(yīng)商包括Delta Tau、Gail、TRIO、固高科技、埃斯頓、廣州數(shù)控等中外企業(yè)，其中固高科技在PC based控制器領(lǐng)域市占率接近50%;埃斯頓成功并購TRIO，實現(xiàn)進軍高端運動控制方案領(lǐng)域的重要一步。總體來看，國產(chǎn)控制器在硬件上與國外產(chǎn)品相差不大，差距主要體現(xiàn)在算法和兼容性方面。

　　表 4 國內(nèi)控制器主要廠商

　　結(jié)語

　　雖然近年來我國工業(yè)機器人核心零部件技術(shù)突破顯著，控制器領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)已和國外差距較小，但在伺服電機及加速器領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)差距仍然顯著。未來我國工業(yè)機器人核心技術(shù)發(fā)展將集中在伺服電機和減速器等方面，涵蓋精密諧波加速器、新型傳動(驅(qū)動)機構(gòu)和新型驅(qū)動材料等重點技術(shù)領(lǐng)域。