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工业机器人大潮将至 国产线缆/连接器路在何方?

2018-07-06 14:24:15 来源:连接器世界网

【大比特导读】最近,国家统计局发布数据显示,2018年1-5月份中国工业机器人增长33.7%。可见,工业机器人在工业生产的比重正在不断地加大,市场需求逐年增加,未来工业机器人代替人工成为一种不可逆的趋势。

工业机器人

最近,国家统计局发布数据显示,2018年1-5月份中国工业机器人增长33.7%。可见,工业机器人在工业生产的比重正在不断地加大,市场需求逐年增加,未来工业机器人代替人工成为一种不可逆的趋势。

而作为提供机器人内部连接的线缆和连接器厂商,自然不会错过这个大有前途的朝阳领域。与此同时,工业机器人也正在经历技术的不断迭代升级,这必然会对于线路与连接器领域带来巨大的改变,将会给整个连接器件带来革命性的进步前景。

许多国内线缆和连接器企业已经瞄准了这一领域,开始大步跨入,在“进口替代”这条路上,他们做得怎样?

工业机器人蓬勃发展

人口红利拐点来临,“机器换人”浪潮的兴起导致大量企业进入机器人行业。

2017年,预计全球机器人市场规模将达到232亿美元,2012-2017年的平均增长率接近17%。其中,工业机器人147亿美元。

其中,中国市场表现非常亮眼。至2018年,中国已经连续五年成为工业机器人第一大消费国。根据国际机器人产业协会IFR的预测,未来几年中国机器人行业销量有望维持25%-30%左右的增速,2018年中国工业机器人市场销量有望超越15万台将继续成为全球市场增长的最强劲驱动力。2020年,我国工作机器人销量有望达到27万台。

在接受《国际线缆与连接》杂志记者采访时,深圳市大族电机科技有限公司销售经理曹科峰讲到:“我国早已成为全球第一大工业机器人市场。2016年,中国工业机器人销量达到 8.7万台左右,约占全球销量的30%。得益于汽车、3C领域快速增长的需求、经济“新常态”大背景下倒闭传统企业节流增效,工业机器人产销规模快速增长并全面高于去年同期。根据统计,中国工业机器人销量有望继续增长,预计 2019 年全球销量将达到42万台左右,届时,中国工业机器人销量也有望达到全球的 5 成左右。”

沈阳兴华航空电器股份有限责任公司部长盖笑宇称:“工业机器人出现于20世纪60年代,经过了几十年的发展,不断的更新换代,发展的速度也越来越快。这得益于科技的发展,同时也是工业生产市场的需求。工业机器人逐渐地由单一化朝着复杂多功能化方向发展。目前机器代替人工已成为趋势,我相信工业机器人将会蓬勃发展。”

深圳市信而昌电子有限公司总经理何建成表示:“就目前中国的经济发展的态势来看,人口结构的变化以及人工成本的不断增加,很多企业引进工业机器人进行工业的生产加工。一来能提高生产的效率及有质量上的保证;二来可以减少生产成本,在竞争中具有明显的优势;再者就是管理上更加的简便,更能适应未来生产的要求。所以工业机器人在国内的需求会越来越大。”

不过,中国机器人产品密集在低端领域,整体竞争力不强,在市场上本土企业基本是靠低价格来维护自身优势。同时,国际四大家族在中国市场布局完善,国内机器人企业面临的竞争压力也很大。与此同时,机器人本体面临降价风险,市场竞争更加激烈。

据工信部初步统计,我国涉及生产机器人的企业超过了800多家,其中超过200家是机器人本体制造企业,大部分以组装和代加工为主,处于产业链的低端,产业集中度很低,总体规模小。据日本机器人工业协会数据,2017年日本工业用机器人的订单额比上年增长了27.8%,达到9447亿日元。

不过,为改变这一局面,东莞市机器人技术协会副会长罗百辉表示,我国的“中国制造2025”战略中明确提出数控机床和机器人的发展计划。

景虹盛通讯科技股份有限公司总经理蒋太科说道:“在发展工业机器人方面,国家政策的支持是必要的。这些政策给了企业很大的信心,投入更大的资金对工业机器人地研发,参与国际竞争。”

深圳市力辉电机有限公司总经理郑云峰表示:“我国工业机器人国产化程度不高,在高尖端技术上还十分依赖与国外,如工业机器人连接器。国家政策的支持对与我们企业来讲是有很大的帮助的,在成本控制,研发投入上都有了优势。”

线缆/连接器需求水涨船高

据了解,预计到2020年,全球一半以上的新增工业机器人会安装到中国,中国制造的机器人也将占有相当大的比例,而作为与机器人配套的零部件,机器人电缆和连接器的发展需求空间也不容小觑。工业机器人产业在中国蓬勃发展,也正在引起越多越线缆和连接器企业的兴趣。

TüV莱茵大中华区商用产品服务总经理徐澍表示,电线电缆作为机器人的重要零部件,市场需求量呈现爆发式增长,电线电缆企业将迎来难得的发展及转型机遇。

HRS中国市场部主管曹培浩表示,工业4.0与工业自动化的到来,意味着更多的智能装备和机器人将会被广泛应用到各种生产领域,其需求量表现为稳定且快速的增长趋势。其中,核心智能装备及机器人对连接器的应用要求很高,更多的“高精密、高性能”的连接器将会被越来越多地应用到这些智能装备及机器人领域。

赫联贸易(上海)有限公司区域经理杨思远认为,目前工业4.0对连接器的确有明显的拉动。相比2015年,赫联2016年和2017年的整体销售额都有接近两位数的增长,工业类连接器占公司所有连接器营收比例的10%-15%。

2017年5月11日,泰科(TE)甚至正式启用“苏州工厂及客户体验中心。TE工业部全球高级副总裁及总经理Lars Brickenkamp表示:“苏州工厂重点满足自动化控制、机械设备、电力、能源、铁路、智能楼宇等领域对互联技术的市场需求。”

总体而言,目前进入工业机器人领域的线缆和连接器企业以外资为主,但国内企业已经瞄准这一市场。

蒋太科先生说到:“工业机器人市场还存在着很大的开发空间,目前在这一领域的企业在少数,可开发的价值大,不久将会有很多的企业投入研发,争取分一杯羹。”

虽然目前国内做机器人电缆的企业不多,但是有相当一部分工厂有意向涉足机器人电缆业务,其中有一些已经开始准备进场。据徐澍透露:“前段时间我们走访了湖北以及东南地区一些大的电缆企业,与他们的研发部门进行交流,几乎每一个厂都有做机器人电缆的计划,有的已经在立项。”

进口替代 路漫修远

在下游机器人出货量增长、线缆连接器全球供给缺口放大、国产技术逐步成熟等因素的推动下,国产线缆连接器企业迎来难得的发展机遇。

但据了解中国目前的机器人市场80%以上使用进口电缆和连接器。在这一市场,国外企业遥遥领先。比如,富上(FooConn)陆续投入了大量资金配套研发,目前产品已经应用于三菱、安川、松下、台达、三洋、欧姆龙、埃斯顿、华中数控、广州数控等伺服驱动器上。

为此,何建成说到:“我国有一个很好的先天条件,那就是我们的市场大。我国在发展工业机器人上会有很大的需求,因此连接器国产化的发展刻不容缓,把握主动权。据我了解,国内已经有相当多连接器企业投入研发工业机器人连接器。”

在进口替代上也有很大的潜力,但为之尚早。当前国产线缆和连接器除了价格和寿命外,还存在产品系列不健全和一致性问题。部分产品在实际使用环境下的性能,与实验室性能不匹配,阻碍国产化进程。

国际大电网中国国家电缆研究委员会副主任吴长顺认为:“中国电缆企业很多,真正具备开发特种电缆的却很有限,因为技术力量、发展理念、信息来源的差异,国产的机器人电缆企业大多是跟风和模仿。”

蒋太科表示:“国产工业连接器还有很长的路要走,从短期来看国内在工业机器人连接器还是处于相当劣势的,目前最新的技术都是外国企业所掌握,很大程度上受到外国企业的限制。从长远来看要寻求自主发展,加大研发力度,跟上趋势。要把它作为一项长期的工程对待,如此才能打破目前高尖端连接器被国外垄断的僵局。”

其中,原材料技术薄弱是影响国产化的关键之一。曾为优必选和大疆提供过机器人电缆的深圳市金泰科环保线缆有限公司正在研发爬行类机器人电缆,金泰科的总监金涛直言,金泰科目前用的是进口原材料,主要原因是使用国内原材料后,客户反映存在缺陷,金泰科自己也明显感到差距。

不过,尽管“进口替代”路漫漫其修远兮,但业界还是充满信心。曹科峰表示:“有工业4.0的指引和支持,工业机器人连接器国产化路线是可以走的。未来中国对工业机器人的需求会不断地增加,其发展必然会带动连接器的发展,对于国内连接器企业来说将是一个很大的机遇。”

东莞市成佳电线电缆有限公司总经理符成君透露:“2012年我们刚进入这个行业时,感觉起步很艰难,这两年随着国家政策扶持力度加大,整个市场规模其实是几何级数的增长。” 因为一直专注于特种电缆的研发,积累了一定经验,成佳如今成为少数走在市场前列的企业,目前与安川、美的都有合作。

符成君甚至表示,他主导研发的成佳超高柔性电缆、机器人电缆、直线电机电缆等特种电缆产品,品质媲美德美日进口同级产品,填补国内空白,打破了国外品牌对于特种电缆市场的控制垄断地位。

技术难度高 投入周期长

虽然线缆和连接器只是智能控制过程中的一个小部件,但这却是保障整体品质、实现智能的地基部分。线缆和连接器作为工业机器人不可或缺的重要部分,其未来发展的走向成为关注的焦点。

作为传递动力和控制能力的载体和重要部件,机器人电缆对于机器人而言尤为重要。机器人电缆之于机器人就像是中枢系统之于人类,任何一环出现问题,整个系统就无法正常运作。由于使用环境通常较为苛刻,机器人电缆必须具备一系列特殊性能。

TUV莱茵大中华区商用与工业产品服务资深项目经理杨海龙表示,机器人电缆除了电性能、耐候性,以及其他基本要求能够与设备匹配外,最主要的基本特征就是可以经受长时间弯曲运动、大角度扭绞运动而能够保障正常工作,这点与拖链电缆等是有所不同的。

欧度集团执行董事Dr.-Ing. Kurt Woelfl博士也表示:“如果没有高品质的连接器和线缆作为连接器技术的基础,数字化和工业4.0很难实现。”

杨思远认为:“工业连接器对可靠性、IP等级、工作温度和防震都有严格的要求,甚至很多指标要求达到汽车甚至军工标准。如此一来,原厂在进行新产品开发时需要更长的周期,也需要更多的考虑和更严苛的测试,研发成本也会高,这十分考验厂商的综合实力。”

盖笑宇也表示:“国内工业机器人连接器可靠性还有待提高,要着力开发新技术运用到工业机器人上。目前高端的工业机器人连接器的被国外的少数大企业所垄断,这一领域门槛高,投入非常大,需要强大的资金支持和人才的引进。国内很多企业也纷纷进入工业机器人连接器的研发,由于该领域投入的周期较长,目前还没有产生很好的效益。”

蒋太科认为:“随着研发投入地加大,国产连接器会竞相涌出新的产品,其会越来越被看好。随着下游应用领域科技进步,不断推升对配套电子元器件的要求,具备较强研发实力的大型企业更容易获得连接器市场的竞争优势。”

三大技术方向

线缆、连接器作为工业机器人重要的组成部分,其发展的好坏很大程度上对工业机器人产生重要影响。传统的工业机器人已经不能满足工业制造发展的要求,目前客户对工业机器人连接领域提出了“定制化、柔性化、无线化”等综合要求。

除了中国市场的工厂自动化在飞速发展,随着日欧美的物联网的普及等,市场对于机器人的需求度也会相应提高。各项数据都表明数年以后世界范围内的机器人需求会保持增长状态。

1、无线化

工业4.0取代了传统的有线现场总线技术,这个变化推动了一项重大的颠覆性变革需求,那就是无线互连系统。

在许多操作环境下无法给机器人连线,只能通过无线连接,将信号指令传递给机器人。很显然相较于传统连接方式,工业机器人的发展必然会给连接器领域带来巨大的改变,而这种新的发展也将反哺连接器的其它领域,将会给整个连接器件带来革命性的进步前景。

Molex Linda Shan表示,特别是物联网(IoT)的快速发展,带动了网络化传感器阵列的广泛需求,而这些阵列需要通过无线网状网络进行通信以监控生产环境下的众多因素,诸如温度、湿度、照明、资产跟踪以及资产管理等。

何建成认为,连接器“无线化”已经是行业内的一个趋势,大家都在往这个方向发展。

可见,工业4.0对无线互联技术需求的提升给连接器厂商带来了新机遇,TE、MOLEX等厂商近几年也开始将产品设计的方向由“有线”向“无线”拓展。

2、定制化

除了“无线”技术的拓展需求,产品“定制化”在工业领域显得尤为重要。业内人士均晓,传统连接器和线缆多属于无源类产品,厂商提供标准化产品给客户即可,然而,随着电子产品多样化和智能化的需求涌现,厂商需要更多的“定制化”产品来满足客户需求,特别是在工业领域,连接器厂商需要和客户一同开发新品,以满足客户独特的外形和功能需要。

博美德机器人常务副总经理车谦功表示:“电缆企业不应满足于将电缆做成一盘一盘的直接销售,而应该延伸到电缆服务的产业链,根据使用企业要求对接,将电缆在机器人使用上的问题都解决,同时也增加了电缆企业的利润空间和竞争力。”

倍捷连接器亚洲区总经理徐梦岚表示,近几年,工业类连接器“定制化”的需求日渐明显,跟“标准化”的产品相比,“定制化”产品要求企业拥有更强的设计研发团队和广泛的连接器种类,以便于快速组装成适应市场需求的完整解决方案。

Linda Shan表示,客户的“定制化”的需求一会存在,特别是当下新的应用领域如汽车电子、物联网、智能家庭等,更要求使用新的解决方案。与合作方密切协作,在保持极高产品质量的同时满足客户“独一无二”的要求,这就是连接器供应商的工作了。

徐梦岚强调说,不同于半导体芯片的标准化,连接器的需求千变万化,里面的线材和外面的涂层可能都不同,“定制化”需求就越来越多。为更好地满足客户“定制化”的需求,倍捷还在2015年收购了可提供特别定制化连接器和工程解决方案的FilConn公司。FilConn主要生产高精密度和高可靠性的滤波型连接器、EMP电源滤波器和定制化连接器,产品广泛运用于军用航空、医疗、运输和石油天然气领域。

3、柔性化

另外,工业自动化还提出了“柔性化”要求。

魏德米勒亚洲区执行副总裁赵鸿钧:随着智能化、数字化的发展,工业联接的创新需求也日趋严苛,比如在实现系统柔性化上,需要将大量插拔线缆和接口方式变成非接触式的柔性化方式。

日立金属投资(中国)有限公司认为,线缆不仅具备耐热性与难燃性,还要具有出色的耐弯曲性与柔软性,才能满足工业用机器人可动部所要求的能耐受反复折曲与捻转的需求。

L-com Global Connectivity公司产品经理Dustin Guttadauro也表示:“我们的产品需要满足我们工业领域中客户对于耐用型、高柔性线缆的需求,承受工厂自动化和机器人应用中常见的反复弯曲、连续运动的环境。”。

不过,国内外机器人连接器和电缆行业的差距首先体现在原材料上,因为它们需要较高的柔性,而这很大程度上取决于原材料的开发应用,目前国内在原材料的研发上一直处于是弱势。

以工业4.0为代表的工业自动化将成为新一代工业革命,我国将成为工业机器人的最大生产国和消费国,国产线缆和连接器更具“主场优势”,暂时落后的局面需要企业专攻研发来打破。

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