机器人的“钢铁缝合术”

作者｜雨林下 

头图｜视觉中国

只需几个指令，就能自行跟踪焊缝部位，进行高精准度焊接，并且全天24小时不间断工作......一台焊接机器人的效率，可以相当于四个熟练焊工。

作为工业界一大神器，这也是国产机器人和高端装备制造两化融合的缩影。

3月29日，虎嗅智库举办了502线上同行主题研讨活动，来自成都卡诺普机器人营销中心总经理周大胜、沈阳新松机器人高级工程师石世瑞、苏芯物联 CEO李波、博清科技大市场中心奚韬、优山资本首席战略官徐境镁，就国产工业机器人在焊接场景的运用进行了前沿观点分享。

以下为嘉宾的部分观点摘要：

国产化进程：薄板在超越，中厚板有距离

● 近些年，国产焊接机器人厂商主要聚焦弧焊领域，基本从2014年开始进入初始发展，到了2017年左右快速增长，依据目前国内的数据，除汽车之外的一般工业中，弧焊机器人需求量每年在2万到2万5千台左右。

● 国产本身的技术和品质，客观讲对比头部进口品牌还有一定距离。以8~10毫米以下的薄板焊接为例，除了要求机器人本体的稳定、可靠，还需要配套的焊接电源，这部分权重很大，但国产焊接机器人大多都还是外配的焊接电源，这方面的自研还需加强；再看工程、机械、桥梁、造船等领域需要的中厚板焊接，涉及像多轴联动、电弧寻位跟踪等智能焊接的基础功能，对比国外水平我们也算刚起步，相差比较远。

● 机器人本身的绝对稳定性和国外也还有存在差距。同等条件下，进口品牌1000小时的停机率只有1%，但国产品牌大致会到3%~5%，约同国外二十年前的水平。

● 但国内有强大软件研发能力的机器人厂商在视觉识别、自动定位等方面是存在机会和竞争优势的，这方面国外大品牌不会去做，小的集成商也没有能力做。

核心传感器决胜焊接大数据

● 中国的机器人行业的信息化底子偏弱，具体体现之一就是在传感器方面。国内几乎所有存量的电焊机，不论是手动还是自动，在传感器方面都远落后于国外。不仅因为品牌种类众多，很难由设备厂家统一配齐，而且国外的高精度传感器价格昂贵，也限制了在中国的应用。

● 一台电焊机价格约1万元，一套焊接机器人工作站价格约10万元，然而不论是手动还是机器人焊接，一个焊接工位每年消耗的金属材料、焊丝、保护气、电能，平均下来必然达到150万元甚至更高，否则按照5%的利润就无法实现盈亏平衡。国外重视焊接传感器和数据，就是因为这些数据不只可以让设备更好用，而且还能降本增效。打个比方，节省30%焊接保护气，每台手动弧焊电焊机每年可以节省数千到1万元不等，每台自动弧焊电焊机可以节省2万元甚至更高。

● 焊接传感器带来的数据，将让焊接系统在成本、质量、效率、异常告警，以及设备进化方面更高效。这本质上属于“数据服务”，是一个传感器、数据采集、边缘计算、通信、云计算、AI人工智能算法、焊接工艺甚至成本运营相融合的复杂系统技术，学科跨度多且大，但一旦走通，同样意味着高技术壁垒，是挑战和机遇并存的。

● 中国拥有世界1/3，甚至更多的焊接市场体量，焊接大数据实际上很关键。但从市场份额上来看，我们对数据的获取能力，或者说依托数据的进化速度，并没有达到预期。因此，加强高精度传感器的种类和使用数量，会极大利好自动化的进程，为未来智慧焊接打下好的基础。所谓“智慧”焊接，不只是智能，更是人、机、料、法、环、测的全面智慧化。

预计两个十年持续增长的市场潜力

● 焊接机器人的毛利率算是工业机器人中整体比较低，但它背后的市场潜力是最大的。我们分析主要有两个持续增长阶段：首先，是从现在往后的十年。增长动力来自于国内劳动力人口减少，配合现在这一批60、70后的企业管理者，追求能用机器人替代人，提升效率和利润，这一波基本能持续十年的增长；等到再下一个十年，管理者换成80、90后的时候，他们想的可能又不太一样了，会觉得这个工种本就不应该让人来从事，就该让机器人来干，那时候就不止是简单的追求利润的思路了，完全是工作观念的颠覆，相当于全部的机器换人，又会是持续十年连续增长。

● 前几年，焊接机器人更接近于工业奢侈品，主要是高利润率的行业，比如汽车、高铁、进口机械等公司在使用，今天的增量市场在哪？我们把目光转向了更多利润率略低的中小企业。但是，他们对成本敏感度非常高，所以就要求质量不仅要好，价格也需要非常能打。进口机器人的一些特性决定了它不可能把价格下沉得特别厉害，所以这是国产机器人的蓝海窗口。

● 站在技术层面，汽车、高铁这些普遍是标准品，产品定型后三五年不会大的改动，焊接机器人调适好程序后能替代很大量的人工，焊接质量也很好。但很多新兴市场，比如船舶、桥梁、建筑的特点是每个工件并不相同，每条船有自己的特性，甚至每个船的部位都不一样，每个大楼的钢结构也各有异同。这就需要我们常说的视觉识别技术，基于此去识别窗口、工件、焊缝位置、焊缝形式等等，然后自动规划出一套晋升程序来自动进行焊接。我们国产机器人可以投入更多研发去适应。

● 其实有40%~50%的焊接场景是在户外，而不一定仅仅是在工厂内。比如油气化工业的大型储罐焊接，管体的合拢缝焊接，另外还有高层建筑、桥梁外体、抽水蓄能装备的焊接等等，这些户外的结构件焊接场景也是很常见的。适应这种条件的焊接机器人，在操作方面对人的要求相对低一些，更多是通过联机界面来实现，它的焊接执行动作更加迅速，焊缝的识别很精准，不仅很大程度缓解了作业环境的艰苦，免除了职业危害的风险，更是缓解焊工人才缺乏的现状。具体到性价比，它的优势主要体现在大规模、长距离的焊缝焊接上，效率能比传统的员工高2~3倍。

● 焊接机器人和芯片的光刻机类似，是复杂系统的迭代进化，本身就需要成长时间。从它的诞生形成，到进入工业界使用，再到赢得市场的初步信任、中度信任，最后深度信任，每一步都需要时间，需要真实的工业场景来逐一检验。

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活动尾声，线上参会观众进行了互动提问，对于“未来国产机器人的软件研发会有哪些创新突破？”“智能焊接的人才需求和缺口情况如何？”等问题，嘉宾给出了精彩回复，也圆满结束了本次502线上同行研讨活动。

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