从实验室Demo到真正的产品,我们还缺什么?

        由于本人在上海一个开发机械臂的公司有过一段时间的工作经历,了解到一个机械臂从研发到量产的过程是非常复杂的,这种过程的实现得益于一个有经验的产品研发和管控团队,也得益于产品总监对中国机器人产业的了解。而这些对于一般的毕业生来说,首先缺乏对中国机器人产业现状的了解,其次就是缺乏产品思维,不知道如何借助整个机器人产业创造出真正的机器人产品。接下来本人将对上述两点问题展开论述。

       通过《2017中国机器人发展报告》可知,结合我国行政和地理区划方式、机器人产业实地发展基础及特色,全国划分为京津冀地区、长三角地区、珠三角地区、东北地区、中部地区和西部地区共六大区域,经过问卷调查和实地调研,综合评价六大机器人产业集聚区的产业规模效益、结构水平、创新能力、集聚情况和发展环境,系统比较各区域估值得分情况。结果显示,长三角地区在我国机器人产业发展中基础最雄厚,较其他区域领先优势显著,珠三角地区、京津冀地区产业逐步发展壮大,东北地区虽有机器人产业先发优势,但近年来产业整体创新能力有限,中部地区和西部地区机器人产业发展基础较为薄弱,但仍有一定潜力。

       京津冀地区机器人相关企业数量共387家,总产值450亿元,平均销售利润率达16%,产业规模处于全国中上水平。其中北京工业机器人不多,在人形机器人、操作系统等机器人核心关键技术领域达到了世界先进水平,智能家用服务机器人不断兴起,人工智能相关技术不断优化,已初步建立较为完整的智能机器人创新链;天津以天津机器人产业园和滨海机器人产业园为核心,重点发展工业机器人、服务机器人和水下特种机器人,近年来也形成智能平衡车的产业集群;河北唐山已成为金属焊接、矿用探险等行业机器人研发基地。京津冀地区机器人产业平均核心零部件国产化率处于全国中等水平,部分重点企业已实现核心零部件的自主研发,但大部分零部件仍需进口。另外人才环境在全国处于领先位置,聚集了包括清华大学、北京航空航天大学、北京科技大学、中国科学院自动化研究所等在内的23家机器人领域重点科研院所。京津冀地区金融环境在全国处于领先地位,平均金融增加值处于全国较高水平。


图1京津冀地区机器人产业发展雷达图  

       长三角地区机器人相关企业数量共1271家,总产值达860亿元,平均销售利润率达15%,无论是企业数量、产业规模,还是平均销售利润率处于全国领先水平。全球机器人巨头均在长三角特别是上海设有总部或基地。长三角地区机器人本体研发及生产企业占比及高端产品收入占比位于全国中上水平,平均核心零部件国产化率同样领跑全国。整体来看,长三角正在形成从上游的减速器制造、零部件控制系统生产中游的本体制造和下游系统集成服务等完整的产业链条。国内部分龙头企业加快核心零部件的本地化生产能力,但仍处于发展初期,大部分的核心零部件均处于外购阶段。长三角地区人才环境在全国处于领先位置,聚集了上海交通大学、复旦大学、同济大学、浙江大学、浙江工业大学、华东理工大学、上海电气中央研究院、芜湖哈特机器人产业技术研究院等近20家相关院校和研究机构。长三角地区金融环境在全国处于领先地位,平均金融增加值占比仅次于京津冀地区。


图2长三角地区机器人产业发展雷达图  

       珠三角地区机器人相关企业数量为747家,仅次于长三角地区,总产值达750亿元,平均销售利润率为17%处于全国领先水平。珠三角地区机器人本体研发及生产企业占比低于长三角和京津冀等地区,高端产品收入占比也没有优势,但平均核心零部件国产化率处于全国领先水平。珠三角地区在数控机床领域有比较好的基础,已形成相对完整的产业链,特别在机器人控制系统和伺服系统的相关技术处于全国领先位置。珠三角地区人才环境在全国处于中游位置,与长三角和京津冀地区相比具有一定差距。珠三角地区具备一定的机器人研发实力,聚集了包括华南理工大学、广东工业大学、中国科学院深圳先进技术研究院、广州机械科学研究院、广州智能装备研究院、华南智能机器人创新研究院等近20家机器人院校及研究机构。珠三角地区金融环境在全国处于领先地位,相关投资基金发展迅速、投资方式灵活、覆盖面较广,为机器人产业提供较为雄厚的资金支持。


图3珠三角地区机器人产业发展雷达图  

       以上是中国最重要的三个机器人产业集聚区的发展状况。不同的地区,机器人产业的侧重方向不同、所具备的科技优势不同、发展水平不同。这些都需要创造机器人产品的人去权衡“我们需要的资源在那里,能不能吸引到最好的资源为我所用?”接下来是涉及机器人行业的国内外公司,这些公司的产品一定是从事机器人行业公司所需要的,而且部分产品仅有一家拥有制造、销售权利。也就是说机器人公司的负责人必须知道自己需要的原材料和合作厂商在哪里,当然也不仅限于以下罗列的公司,但是有经验的负责人会积累该方面的数据作为自己以及公司的宝贵财富。


国内机器人公司及主营业务


国外机器人公司及主营业务


       从以上报告内容和国内外知名机器人公司主营业务对比中可以看出,我国机器人产业已基本形成从上游核心零部件制造,到中游本体制造,再到下游系统集成服务的完整产业链条。但上游核心零部件包括伺服电机、控制系统和精密减速器的专利权仍归外资巨头所有。众所周知,机器人主要由控制系统、伺服驱动、伺服电机、减速器、本体五部分组成。伺服电机+减速器=舵机(舵机在机器人关节部位所应用)。其中,减速机、伺服电机、控制系统这三大核心占到机器人总成本的七成。减速机方面,国内无法生产高精度减速机,价格无优势,有几家企业在低端有部分国产化;伺服电机方面,国内有7~8年沉淀,8~10家能自主研发运动控制系统并有本体集成能力,但国内电机价格对比国外价格优势不大,且性能较差。其次是本体和核心零部件方面,外资巨头垄断了核心零部件和机器人本体集成,国内上千家机器人企业则定位于购买国外机器人本体,进行系统集成和行业应用。因此国内许多研发机械臂或机器人的公司必将遇到承受不起高成本购买伺服电机、减速器和控制系统的压力。因此也促使这些公司大力研发适合本公司产品规格的伺服电机、减速器和控制系统。

       对于一个研发机械臂产品线的整个实施过程来说,是一个创业公司或创新部门性命攸关的战场。从调研需求到产品交付用户,其中还包括与众多生产厂商进行谈判合作,每一步都面临着艰难的抉择。

1.创始人想到一个创意,提出所开发机械臂的应用市场,消费人群,所解决问题等。接着进行市场调研、搜集数据、汇总形成商业报告(邀请合伙人和说服投资人的资本)。

2.找到该产品所需要的高水平人才作为联合创始人,给予梦想+股份+工资,与之形成命运共同体,接下来招贤纳士。

3.研发团队经过严密的数学论证和仿真实验,暂定满足需求的电机规格,连接杆件与配件规格,硬件电路的设计BOM表,产品外观和用户体验方式等。

4.确定好产品各个零部件的规格数量后,开始选购合适的供应商进行小批量购置,联系有可能成为合作伙伴的厂家加工部分零件,研发组开始组装测试,直至满足产品经理提出的要求。其中遇到的问题都是该公司团队成长过程中宝贵的经验。

5.在研发的中后期,公司就要着手联系可以满足产品量产的工厂了,凭借着创始人的人脉资源和公司的信息搜集能力,在罗列出的合适量产厂商的清单中,一个一个谈判,直至确定出保证质量和数量、能够按规定时间交付、并且价格实惠的合作伙伴。选定了量产厂商还没完,你要在规定的时间从之前谈妥的供应商那里把BOM表中所有的原材料下单,运到量产工厂作为你的库存储备起来。接下来就是派几位有能力的开发人员去指导和监督工厂工人严格按照你的方式组装每一件产品,还要严格把控进度,直至满足产品保质保量上市。

6.在量产前期公司的市场部就要开始对产品销售做推广营销,还要筹划整个产品销售的渠道,通过安检、海关之类的手续认证。以及销售之后的反馈信息收集。

       在实验室开发机器人是一个复杂的系统工程,真正把实验室Demo做成产品更是极其复杂而又细致入微的系统工程。我们见过太多同学辛辛苦苦终于做出来项目,完成了毕业设计,发表了高质量论文,但很多在那之后就没有下文了。设想一下,如果更多的人出于自己的热爱,了解中国机器人的发展现状并且具备以上的产品思维,自己那些停留于实验室水平的项目和创意也许会成就你自己,也许这其中会再次涌现出一个个大疆无人机。这不是没有可能!

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