鋼結(jié)構(gòu)智能焊接行業(yè)市場(chǎng)分析

鋼結(jié)構(gòu)智能焊接行業(yè)市場(chǎng)分析鋼結(jié)構(gòu)：政策驅(qū)動(dòng)需求擴(kuò)容，非標(biāo)屬性致分散競(jìng)爭(zhēng)主要應(yīng)用于工業(yè)、公共建筑，占比大致六四開(kāi)鋼結(jié)構(gòu)由于其性能特點(diǎn)，主要應(yīng)用于工業(yè)建筑和公共建筑。鋼結(jié)構(gòu)是由鋼制材料組成的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型之一，主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成，各構(gòu)件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。相比于傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑，其優(yōu)勢(shì)在于強(qiáng)度高、自重較輕、承載力高、施工簡(jiǎn)單，劣勢(shì)在于直接造價(jià)相對(duì)較高，住建部測(cè)算，隨著裝配率由低到高，裝配式建筑較傳統(tǒng)建筑綜合增量成本在10%-25%之間。鋼結(jié)構(gòu)這些特性使得其廣泛應(yīng)用于以工業(yè)廠房、高層及超高層建筑等為代表的大跨度、工期緊、對(duì)造價(jià)成本敏感性略低的工業(yè)和公共建筑，而在對(duì)成本較為敏感的住宅領(lǐng)域應(yīng)用較少。具體來(lái)看，我們通過(guò)對(duì)鴻路鋼構(gòu)近年重大合同的梳理，總結(jié)出鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑、公共建筑領(lǐng)域應(yīng)用占比大致六四開(kāi)。我們整理了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)龍頭鴻路鋼構(gòu)2019~2023Q3期間公布的季度重大訂單情況，即合同金額達(dá)到１億元以上或鋼結(jié)構(gòu)加工量10000噸以上的訂單，期間累計(jì)占公司材料訂單比重約20%。金額拆分來(lái)看，工業(yè)建筑：公共建筑≈60%：40%，從重大訂單加工量拆分來(lái)看，工業(yè)建筑：公共建筑≈61%：39%，即鋼結(jié)構(gòu)下游需求約六成來(lái)自于制造業(yè)投資領(lǐng)域（主要是工業(yè)廠房項(xiàng)目），約四成來(lái)自于基建投資領(lǐng)域（主要是機(jī)場(chǎng)、高鐵站、醫(yī)院會(huì)展中心、產(chǎn)業(yè)園等項(xiàng)目）。政策推動(dòng)滲透率持續(xù)提升，行業(yè)需求持續(xù)向上我們測(cè)算2021年鋼結(jié)構(gòu)在非住宅領(lǐng)域滲透率接近20%，住宅領(lǐng)域不到1%。鋼結(jié)構(gòu)當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的在輕鋼結(jié)構(gòu)、高層鋼結(jié)構(gòu)、空間鋼結(jié)構(gòu)、大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑方面，對(duì)應(yīng)建筑類(lèi)型為工業(yè)廠房、高層及超高層建筑等，我們測(cè)算2021年鋼結(jié)構(gòu)建筑在非住宅領(lǐng)域滲透率已達(dá)到19.1%。但總體而言，鋼結(jié)構(gòu)由于造價(jià)成本相對(duì)更高、隔音及防火性能相對(duì)欠缺，現(xiàn)階段在國(guó)內(nèi)住宅領(lǐng)域應(yīng)用較少，我們測(cè)算2021年鋼結(jié)構(gòu)建筑在住宅領(lǐng)域滲透率僅0.8%。鋼結(jié)構(gòu)是裝配式建筑的主要模式之一，有望持續(xù)受益于裝配式建筑推廣。政策端，住建部《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出到2025年全國(guó)裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%以上，住建部聯(lián)合發(fā)改委印發(fā)的《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案的通知》提出到2030年裝配式建筑占當(dāng)年城鎮(zhèn)新建建筑的比例達(dá)到40%，考慮到2022年該比例僅26.2%，未來(lái)滲透率仍具備持續(xù)提升空間。鋼結(jié)構(gòu)作為裝配式建筑的主要形式之一，在2021年新開(kāi)工裝配式建筑面積中占比接近3成（另外7成左右為裝配式混凝土建筑，2022年數(shù)據(jù)暫未披露），有望持續(xù)受益于政策對(duì)裝配式建筑的推廣。政策傾斜有望助力鋼結(jié)構(gòu)在非住宅及住宅領(lǐng)域滲透率不斷提升，我們預(yù)測(cè)到2035年行業(yè)需求CAGR達(dá)到5.4%。在裝配式建筑具體模式的選擇上，近年全國(guó)及地方出臺(tái)的相關(guān)政策亦逐步向鋼結(jié)構(gòu)模式傾斜，如推廣鋼結(jié)構(gòu)在學(xué)校、醫(yī)院等公共建筑領(lǐng)域應(yīng)用，在住宅領(lǐng)域“重點(diǎn)推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅建設(shè)”。考慮到鋼結(jié)構(gòu)在非住宅及住宅領(lǐng)域目前滲透率僅19.1%、0.8%，未來(lái)在政策推動(dòng)下仍具備較大提升空間。從具體空間上看，根據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2022年全國(guó)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量為1.01億噸，而據(jù)中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)發(fā)布的《鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)“十四五”規(guī)劃及2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)》，到2025年底，全國(guó)鋼結(jié)構(gòu)用量達(dá)到1.4噸左右；到2035年，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)用量達(dá)到每年2億噸以上。據(jù)此我們預(yù)測(cè)，到2035年，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)需求CAGR達(dá)到5.4%。高度非標(biāo)致行業(yè)集中度低，管理、勞動(dòng)力制約企業(yè)做大做強(qiáng)一方面，由于下游需求節(jié)奏的不確定性，鋼結(jié)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)首先對(duì)企業(yè)管理水平提出更高考驗(yàn)。鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)下游直接對(duì)接建筑施工企業(yè)，由于不同項(xiàng)目工期及要求不同，且單個(gè)項(xiàng)目施工節(jié)奏也有差異（通常受到天氣因素、業(yè)主資金情況等多重因素干擾），在鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)規(guī)模擴(kuò)張的同時(shí)，對(duì)各項(xiàng)目需求的及時(shí)響應(yīng)顯得尤為重要，這也使得工廠生產(chǎn)節(jié)奏具有高度不確定性，更加依賴“柔性”生產(chǎn)，因此大規(guī)模鋼結(jié)構(gòu)加工制造首先對(duì)企業(yè)管理水平提出更高考驗(yàn)。另一方面，由于產(chǎn)品本身的非標(biāo)屬性，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)，主要依賴焊工等人工實(shí)現(xiàn)，因此面臨焊工等勞動(dòng)力短缺的第二重制約。不同于零部件、鋼鐵等標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品加工，由于建筑型態(tài)不同，不同工程企業(yè)設(shè)計(jì)部件也不同，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)具有結(jié)構(gòu)形式不定、多品種、小批量的特點(diǎn)，故現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)制造廠商加工多采依賴經(jīng)驗(yàn)豐富的工人生產(chǎn)。但隨著人口紅利褪去，年輕一代更加青睞企業(yè)以及其他非建筑類(lèi)行業(yè)，建筑行業(yè)工人逐步老齡化，企業(yè)面臨焊工等勞動(dòng)力短缺的第二重瓶頸。行業(yè)集中度高度分散，排名第一的龍頭企業(yè)市占率不到5%。由于鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)具有需求節(jié)奏、產(chǎn)品本身多重非標(biāo)屬性，并且產(chǎn)品質(zhì)量取決于生產(chǎn)人員技術(shù)水平，使得加工企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大幾乎依賴等比例的生產(chǎn)人員擴(kuò)張以及精細(xì)化管理水平，而人員規(guī)模的擴(kuò)張將進(jìn)一步考驗(yàn)企業(yè)的管理能力，使得長(zhǎng)期以來(lái)行業(yè)呈現(xiàn)高度分散的競(jìng)爭(zhēng)格局。根據(jù)我們測(cè)算，龍頭企業(yè)鴻路鋼構(gòu)市占率僅3.35%左右，其他企業(yè)市占率僅1%及以下。焊接機(jī)器人：智能焊接契合非標(biāo)、小批量需求，國(guó)產(chǎn)廠商紛紛入局焊工緊缺催生對(duì)焊接機(jī)器人的迫切需求焊接是一種十分重要的機(jī)械制造加工工藝。焊接不僅可以進(jìn)行各種鋼材的連接，還可以進(jìn)行鋁、銅等有色金屬及鈦、鋯等特種金屬材料的連接，因而廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造、造船、海洋開(kāi)發(fā)汽車(chē)制造、機(jī)車(chē)車(chē)輛、石油化工、航空航天、原子能、電力、電子技術(shù)、建筑及家用電器等部門(mén)。焊接包括熔焊、壓焊和釬焊三大類(lèi)。焊接是指通過(guò)加熱或加壓等適當(dāng)?shù)姆绞绞箖煞N分離的金屬物體（同種或異種金屬）產(chǎn)生原子（分子）間結(jié)合而連接成一體的工藝過(guò)程。按照工藝過(guò)程的特點(diǎn)，焊接可分為熔焊、壓焊和釬焊三大類(lèi)。熔焊在連接部位需加熱至熔化狀態(tài)，一般不加壓；壓焊必須施加壓力，加熱是為了加速實(shí)現(xiàn)焊接；釬焊時(shí)，母材不熔化，只熔化起連接作用的填充材料（釬料），熔化的釬料凝固后成為連接母材的釬縫。常用的焊接工藝包括點(diǎn)焊、縫焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊、激光焊等。焊工數(shù)量減少疊加焊接需求提升，催生對(duì)焊接機(jī)器人的迫切需求。由于焊接工作環(huán)境惡劣、工作強(qiáng)度大、對(duì)工作熟練程度要求高且對(duì)操作人員會(huì)產(chǎn)生潛在危害，同時(shí)受我國(guó)社會(huì)老齡化影響，一線焊接工人數(shù)量呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。另一方面，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)用量呈快速上升趨勢(shì)。如前文所述，2022年我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)加工量達(dá)到1.01億噸，且中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)在《鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)“十四五”規(guī)劃及2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)》中提出：到2025年底，全國(guó)鋼結(jié)構(gòu)用量達(dá)到1.4億噸左右，到2035年，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)用量達(dá)到每年2.0億噸以上。假設(shè)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)不使用焊接機(jī)器人，則根據(jù)一名成熟焊工每年平均加工400噸鋼材我們測(cè)算，2022、2025和2035年我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)所需焊工分別為25、35和50萬(wàn)名，這意味著2025和2035年將分別存在至少10萬(wàn)和25萬(wàn)名焊工的巨大需求缺口。焊接已成為工業(yè)機(jī)器人的第二大應(yīng)用場(chǎng)景，GGII統(tǒng)計(jì)2021年30%以上的焊接機(jī)器人應(yīng)用于汽車(chē)整車(chē)行業(yè)。根據(jù)《中國(guó)機(jī)器人工業(yè)年鑒2022》統(tǒng)計(jì)，2020-2021年我國(guó)焊接機(jī)器人銷(xiāo)量均居工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的第二位，僅次于搬運(yùn)和上下料機(jī)器人，焊接已成為工業(yè)機(jī)器人的重要應(yīng)用場(chǎng)景。從焊接機(jī)器人的具體應(yīng)用分布來(lái)看，GGII的數(shù)據(jù)顯示，汽車(chē)整車(chē)行業(yè)仍是焊接機(jī)器人最大的應(yīng)用市場(chǎng)，2021年占比為34.7%。GGII預(yù)計(jì)2026年我國(guó)焊接機(jī)器人銷(xiāo)量有望突破10萬(wàn)臺(tái)。焊接機(jī)器人能夠逐步代替手工焊焊工或半自動(dòng)焊焊工進(jìn)行實(shí)際焊接作業(yè)，有望有效解決焊工緊缺的問(wèn)題。同時(shí)使用焊接機(jī)器人可以提高焊接生產(chǎn)效率，改善工作人員的勞動(dòng)條件，穩(wěn)定和保證產(chǎn)品質(zhì)量，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化生產(chǎn)，并能夠推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化升級(jí)改造。高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）的統(tǒng)計(jì)信息顯示，2021年中國(guó)市場(chǎng)焊接機(jī)器人銷(xiāo)量4.16萬(wàn)臺(tái)，同比增加21.99%，且預(yù)計(jì)我國(guó)焊接機(jī)器人銷(xiāo)量將持續(xù)增加，2026年有望突破10萬(wàn)臺(tái)。焊接機(jī)器人按照焊接工藝可為點(diǎn)焊、弧焊、激光焊和攪拌摩擦焊機(jī)器人等。隨著近幾年新能源汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展以及汽車(chē)輕量化需求的驅(qū)動(dòng)，相關(guān)產(chǎn)業(yè)對(duì)焊接技術(shù)提出了更高要求，推動(dòng)了各種焊接技術(shù)的快速發(fā)展。在傳統(tǒng)焊接類(lèi)型中，點(diǎn)焊主要應(yīng)用于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈，而弧焊的應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，覆蓋汽摩制造、3C電子制造、金屬制品制造、建筑、橋梁、船舶、航空航天等眾多領(lǐng)域。在新型焊接類(lèi)型中，激光焊接已成為新能源汽車(chē)及電池制造中常用的焊接技術(shù)，攪拌摩擦焊主要應(yīng)用于鋁、鎂等低熔點(diǎn)合金的焊接。中國(guó)是全球最大的焊接機(jī)器人市場(chǎng)，弧焊機(jī)器人和點(diǎn)焊機(jī)器人為主流產(chǎn)品。根據(jù)中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟《中國(guó)機(jī)器人工業(yè)年鑒2021》統(tǒng)計(jì)，2020年全球焊接機(jī)器人銷(xiāo)量約為6.6萬(wàn)臺(tái)，其中在中國(guó)市場(chǎng)的銷(xiāo)量約為3.5萬(wàn)臺(tái)，占比超過(guò)50%。根據(jù)同一機(jī)構(gòu)編寫(xiě)的《中國(guó)機(jī)器人工業(yè)年鑒2022》統(tǒng)計(jì)，2021年我國(guó)弧焊機(jī)器人銷(xiāo)量為3萬(wàn)余臺(tái)，是銷(xiāo)量最大的細(xì)分品類(lèi)；另外，點(diǎn)焊機(jī)器人銷(xiāo)量為1.63萬(wàn)臺(tái)，激光焊機(jī)器人銷(xiāo)量為1761臺(tái)。焊接機(jī)器人智能化成為重要發(fā)展趨勢(shì)從技術(shù)層次角度，焊接機(jī)器人可分為示教再現(xiàn)型焊接機(jī)器人、離線編程焊接機(jī)器人、以及智能焊接機(jī)器人：（1）第一代為示教再現(xiàn)型焊接機(jī)器人。使用者按照實(shí)際任務(wù)逐步引導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行整個(gè)任務(wù)過(guò)程，焊接機(jī)器人在被引導(dǎo)的過(guò)程中記憶示教過(guò)程中的每個(gè)動(dòng)作指令（位置、姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、焊接參數(shù)等），并生成一個(gè)連續(xù)執(zhí)行全部任務(wù)的程序。完成示教后給焊接機(jī)器人一個(gè)啟動(dòng)命令，機(jī)器人將按照示教動(dòng)作精確地完成每一步操作。（2）第二代為基于傳感技術(shù)的離線編程焊接機(jī)器人。此類(lèi)機(jī)器人借助視覺(jué)、電弧、力矩等相關(guān)傳感器獲取焊接環(huán)境的相關(guān)信息，并根據(jù)傳感器獲取的相關(guān)信息進(jìn)行自身運(yùn)行軌跡的優(yōu)化，以改善示教再現(xiàn)型機(jī)器人對(duì)焊接環(huán)境的適應(yīng)能力。（3）第三代為智能焊接機(jī)器人。智能焊接機(jī)器人是基于機(jī)器人焊接任務(wù)智能化規(guī)劃技術(shù)、機(jī)器人焊接傳感與動(dòng)態(tài)過(guò)程智能化控制技術(shù)、焊接機(jī)器人系統(tǒng)用電源配套設(shè)備技術(shù)、焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡控制技術(shù)、機(jī)器人焊接復(fù)雜系統(tǒng)的智能控制與優(yōu)化管理技術(shù)、機(jī)器人遙控焊接技術(shù)等眾多先進(jìn)技術(shù)的具有自主決策和靈活運(yùn)動(dòng)的類(lèi)人思維與動(dòng)作的高級(jí)焊接機(jī)器人。智能焊接技術(shù)是一種基于信息反饋和智能控制的焊接技術(shù)。它可以根據(jù)焊接環(huán)境和條件，自動(dòng)調(diào)整焊接參數(shù)和路徑，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制焊縫形成和質(zhì)量，提高焊接質(zhì)量、效率和可靠性，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和成本。智能焊接技術(shù)主要包括信息獲取、知識(shí)表達(dá)、推理與決策、執(zhí)行與控制等。3D視覺(jué)助力焊接機(jī)器人智能化升級(jí)。隨著3D視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)自主識(shí)別焊縫及免試教可以直接根據(jù)視覺(jué)系統(tǒng)的圖像處理結(jié)果來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和焊接過(guò)程，不僅能夠大幅提高焊接效率，還能保證焊接的質(zhì)量和穩(wěn)定性，搭載3D視覺(jué)的焊接機(jī)器人在工業(yè)場(chǎng)景的滲透率不斷提高。GGII統(tǒng)計(jì)，2022年搭載3D視覺(jué)的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量超過(guò)1萬(wàn)套，其中在焊接機(jī)器人領(lǐng)域的數(shù)量約1350套，滲透率接近13%，且預(yù)計(jì)到2027年搭載3D視覺(jué)的工業(yè)機(jī)器人有望超過(guò)6萬(wàn)套，其中在焊接機(jī)器人領(lǐng)域的數(shù)量將超過(guò)8000套。智能焊接契合非標(biāo)、小批量需求，在鋼結(jié)構(gòu)和船舶行業(yè)具有巨大的應(yīng)用前景。鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的焊接需求顯著區(qū)別于汽車(chē)行業(yè)，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)多以非標(biāo)設(shè)計(jì)和小批量生產(chǎn)為主，并且需要焊接的對(duì)象大部分為厚板，這對(duì)焊接機(jī)器人的靈活性、厚板焊接能力以及智能識(shí)別焊縫的能力要求較高。而船舶行業(yè)對(duì)焊接設(shè)備及焊接工藝都有很高的要求，且考慮到焊接成本占船體建造總成本超過(guò)30%，未來(lái)智能焊接機(jī)器人具有較大的應(yīng)用空間。GGII預(yù)測(cè)，未來(lái)鋼結(jié)構(gòu)和船舶行業(yè)對(duì)焊接機(jī)器人的需求至少為24萬(wàn)臺(tái)和3.5萬(wàn)臺(tái)。我們假設(shè)每臺(tái)焊接機(jī)器人的平均價(jià)格為30萬(wàn)元，可以大致預(yù)測(cè)未來(lái)鋼結(jié)構(gòu)和船舶兩個(gè)行業(yè)將創(chuàng)造至少825億元的智能焊接需求。國(guó)產(chǎn)廠商份額持續(xù)提升，多家推出智能焊接方案我國(guó)市場(chǎng)中的焊接機(jī)器人主要包括日系、歐系和國(guó)產(chǎn)品牌。日系品牌主要有發(fā)那科、安川、松下、OTC、那智不二越、川崎等，大多是從上游伺服電機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、焊機(jī)等核心部件領(lǐng)域起家，再慢慢向焊接機(jī)器人整機(jī)拓展，具有全產(chǎn)業(yè)鏈的特點(diǎn)。歐系品牌主要有ABB、KUKA、COMAU、Cloos、IGM等，從發(fā)展路徑來(lái)看，歐系焊接機(jī)器人品牌多是從通用機(jī)器人或集成業(yè)務(wù)向焊接機(jī)器人發(fā)展，具有終端應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)豐富、產(chǎn)品完善等特點(diǎn)，但其價(jià)格相對(duì)而言較為昂貴。過(guò)去幾年，在技術(shù)、政府扶持力度、本土優(yōu)勢(shì)等多個(gè)因素的共同作用下，國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人通過(guò)鉆研技術(shù)、切入細(xì)分行業(yè)、兼并購(gòu)、合資設(shè)立公司等方式發(fā)展迅速。目前國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人企業(yè)主要有埃斯頓、卡諾普、藦卡、柴孚、錢(qián)江、圖靈、華數(shù)、埃夫特、配天、新時(shí)達(dá)、爾比地、九眾九、倍可、凱爾達(dá)等。國(guó)產(chǎn)廠商份額持續(xù)上升，弧焊機(jī)器人領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)加劇。2023年上半年，國(guó)內(nèi)外廠商在中國(guó)弧焊機(jī)器人市場(chǎng)的表現(xiàn)明顯分化，GGII的統(tǒng)計(jì)信息顯示，埃斯頓、埃夫特、新時(shí)達(dá)、配天、藦卡和爾必地等國(guó)產(chǎn)廠商實(shí)現(xiàn)了較高的銷(xiāo)量增速，而安川、發(fā)那科、松下、OTC、川崎、那智等海外廠商銷(xiāo)量下降。GGII統(tǒng)計(jì)，2022年中國(guó)市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)品牌弧焊機(jī)器人銷(xiāo)量占比為45.03%，且預(yù)計(jì)2023年將上升至48.54%，更多的國(guó)產(chǎn)品牌弧焊機(jī)器人有望躋身年銷(xiāo)量千臺(tái)以上的廠商行列。柏楚電子自研智能焊接免示教編程解決方案。柏楚電子通過(guò)全自主開(kāi)發(fā)核心算法，針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)、船舶等行業(yè)零件非標(biāo)特點(diǎn)，自主開(kāi)發(fā)整套解決方案，推出FSWELD智能焊接控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由機(jī)器人控制系統(tǒng)、離線編程軟件和視覺(jué)引導(dǎo)模塊三部分組成。基于數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)免示教離線編程，節(jié)省人工調(diào)試時(shí)間；通過(guò)3D相機(jī)與激光跟蹤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫加工的精細(xì)定位；前饋與反饋結(jié)合的焊縫跟蹤系統(tǒng)，保證焊接效率的同時(shí)又能對(duì)焊接路徑及時(shí)修正，對(duì)比人工的焊接效率和質(zhì)量均有大幅提升。中集飛秒開(kāi)發(fā)鋼結(jié)構(gòu)全棧智能焊接工作站。中集飛秒為中集集團(tuán)旗下智能機(jī)器人品牌。中集飛秒智能焊接工作站包含軟件和硬件兩方面，軟件品牌名為“飛秒智控”，包括高柔性機(jī)器人智能引導(dǎo)系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)制造ERP信息化系統(tǒng)等；而硬件品牌則稱(chēng)為“飛秒靈眸”，包括3D/面陣視覺(jué)傳感器系列產(chǎn)品。目前中集飛秒已經(jīng)攻克組合3D圓弧曲線焊縫識(shí)別、多層多道全熔透焊接技術(shù)、全自動(dòng)包角封邊工藝等技術(shù)難題。根據(jù)中集集團(tuán)官微信息，2023年9月12日，中集飛秒第一批智能焊接機(jī)器人已按時(shí)交付至鴻路鋼構(gòu)集團(tuán)安徽渦陽(yáng)基地。工布智造自主研發(fā)鋼結(jié)構(gòu)智能焊接系統(tǒng)。安徽工布智造工業(yè)科技有限公司成立于2017年7月，已成功研發(fā)鋼結(jié)構(gòu)智能?chē)娡肯到y(tǒng)SmartSpray和焊接機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)SmartWeld。公司自主研發(fā)工業(yè)機(jī)器人智能操作系統(tǒng)，利用工業(yè)設(shè)計(jì)軟件及視覺(jué)傳感器獲取構(gòu)件三維數(shù)字模型，運(yùn)用自主開(kāi)發(fā)圖形平臺(tái)的數(shù)字孿生和人工智能技術(shù)生成操作程序，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體、外部軸以及生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)動(dòng)，完成對(duì)金屬結(jié)構(gòu)切割、裝配、焊接、打磨、檢測(cè)、噴涂等生產(chǎn)全過(guò)程柔性制造。工布智造的智能焊接機(jī)器人在技術(shù)應(yīng)用方面包括1）智能焊接系統(tǒng)直接從Xsteel等各類(lèi)設(shè)計(jì)軟件中提取鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的各項(xiàng)參數(shù)并生成焊縫軌跡；2）自動(dòng)生成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡和匹配焊接工藝參數(shù)，一鍵啟動(dòng)運(yùn)行；3）使用相機(jī)識(shí)別和激光定位技術(shù)，解決鋼結(jié)構(gòu)在拼裝過(guò)程中的偏差以及鋼板不平整等問(wèn)題，滿足精準(zhǔn)定位焊接的要求。加工企業(yè)：信息化+智能化助力突破成長(zhǎng)瓶頸，實(shí)現(xiàn)降本增效信息化：突破管理瓶頸，實(shí)現(xiàn)初步突破以行業(yè)龍頭鴻路鋼構(gòu)為例，公司近年借助信息化管理手段持續(xù)突破規(guī)模瓶頸。鴻路項(xiàng)目信息管理平臺(tái)反映合同、收付款、采購(gòu)計(jì)劃及到料狀況、成品收發(fā)存、發(fā)貨計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃及生產(chǎn)進(jìn)度等信息，為項(xiàng)目履約提供保障。公司充分發(fā)揮信息化、NC銀企直連、互聯(lián)網(wǎng)+和計(jì)算機(jī)軟件的作用，對(duì)資金、結(jié)算、商務(wù)報(bào)價(jià)、詳圖深化、生產(chǎn)訂單下達(dá)、生產(chǎn)入庫(kù)、工價(jià)管控等流程進(jìn)行管控，提高運(yùn)行效率，為業(yè)務(wù)和產(chǎn)能復(fù)制提供保證。另外公司以自主研發(fā)的“項(xiàng)目管理平臺(tái)”為核心，與OA系統(tǒng)、采購(gòu)管理系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)、生產(chǎn)管理考評(píng)系統(tǒng)、NC系統(tǒng)、報(bào)工質(zhì)檢管理系統(tǒng)等互聯(lián)互通，推出實(shí)時(shí)工時(shí)工價(jià)體系、項(xiàng)目預(yù)排產(chǎn)系統(tǒng)等，進(jìn)一步提高對(duì)一線工人及項(xiàng)目進(jìn)度的把控能力。通過(guò)信息化管理實(shí)現(xiàn)“柔性”制造，公司近年產(chǎn)能產(chǎn)量持續(xù)突破，銷(xiāo)售、管理人員數(shù)量幾乎不再增長(zhǎng)，管理、銷(xiāo)售費(fèi)用率持續(xù)下降。智能化：突破人力瓶頸，實(shí)現(xiàn)規(guī)模突破及降本增效焊接為鋼結(jié)構(gòu)制造中的主要環(huán)節(jié)，智能化焊接將大大減少人工焊接所帶來(lái)的多重不確定因素，可理解為鋼結(jié)構(gòu)加工行業(yè)的“工業(yè)化”，鴻路鋼構(gòu)近期已加快在該領(lǐng)域布局。智能化焊接過(guò)程受人為因素的影響小，具有焊縫成形美觀，焊接過(guò)程穩(wěn)定，焊接效率高等優(yōu)勢(shì)。因此，在厚壁、長(zhǎng)焊縫、多位置焊接的建筑鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中，機(jī)器人自動(dòng)焊具有很大的應(yīng)用空間。仍以鴻路鋼構(gòu)為例，2023年8月1日，鴻路鋼構(gòu)官方微信公眾號(hào)“鴻路采購(gòu)物流中心”公開(kāi)招標(biāo)1000臺(tái)弧焊機(jī)器人，另同時(shí)招標(biāo)1000套機(jī)器人焊接電源、1000套機(jī)器人焊接視覺(jué)、1000套機(jī)器人地軌、500套角焊縫免示教機(jī)器人焊接工作站，推行機(jī)器人智能化在產(chǎn)線中的應(yīng)用。從效率上而言，智能化焊接或帶來(lái)企業(yè)生產(chǎn)能力大幅提升。由于機(jī)器人執(zhí)行WPS（焊接工藝規(guī)程）的工藝紀(jì)律，整體操作流程、速率與成熟焊工無(wú)異，因此從焊接速度而言，一臺(tái)焊接機(jī)器人與1名熟練焊工差異并不明顯，不過(guò)考慮到每天可工作時(shí)長(zhǎng)因素，理論上焊接機(jī)器人可24小時(shí)不間斷焊接作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)“兩班倒”甚至“三班倒”，因此在企業(yè)廠房面積、其他配套設(shè)施不變的情況下，其生產(chǎn)能力或?qū)崿F(xiàn)翻倍及以上增長(zhǎng)。從經(jīng)濟(jì)效益角度考慮，我們從直接成本變化和投資回收期兩個(gè)角度對(duì)智能化焊接進(jìn)行測(cè)算：從直接成本對(duì)比來(lái)看我們假設(shè)焊接機(jī)器人工作時(shí)長(zhǎng)與焊工相當(dāng)，首先從薪資對(duì)比上，我們以鋼結(jié)構(gòu)招聘網(wǎng)上鴻路鋼構(gòu)子公司六安金寨鴻路鋼結(jié)構(gòu)有限公司招聘焊工薪資標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，焊工薪資標(biāo)準(zhǔn)在10000-20000元/月，而在“鴻路工匠微信公眾號(hào)”發(fā)布的招聘信息來(lái)看，公司招聘的焊接機(jī)器人相關(guān)操作員等薪資普遍在5000-11000元/月，相較于普通焊工平均低7000元/月，并且學(xué)歷要求普遍不高，這里我們?nèi)≈兄担春腹ば劫Y15000元/月，操作工薪資8000元/月）。從鴻路鋼構(gòu)招聘人員來(lái)看：每5個(gè)焊接機(jī)器人操作技術(shù)員，需配備1名激光自動(dòng)焊接機(jī)器操作技術(shù)員，以負(fù)責(zé)自動(dòng)焊工藝參數(shù)的設(shè)定和優(yōu)化、對(duì)焊縫形態(tài)質(zhì)量評(píng)估焊接過(guò)程中的監(jiān)控和控制、設(shè)備的日常維護(hù)等。由于遵循WPS工藝紀(jì)律，焊接機(jī)器人焊接速率應(yīng)與普通焊工無(wú)異，單個(gè)焊接工作站可操作兩套機(jī)器人焊接系統(tǒng)，若以一人操作兩個(gè)焊接工作站，共計(jì)可操控四套機(jī)器人焊接系統(tǒng)。以一條萬(wàn)噸鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)線為例，據(jù)工業(yè)機(jī)器人微信公眾號(hào)，人均鋼材加工能力在400噸/年，故單條產(chǎn)線需要配備25名焊工，若實(shí)現(xiàn)智能化替代，則人員對(duì)應(yīng)約7名焊接機(jī)器人操作技術(shù)員+1名激光自動(dòng)焊接機(jī)器操作技術(shù)員；設(shè)備對(duì)應(yīng)25套焊接機(jī)器人，25套機(jī)器人焊接電源、25套機(jī)器人焊接視覺(jué)、25套機(jī)器人地軌，約13個(gè)焊接工作站。機(jī)器造價(jià)上，根據(jù)安徽工布制造微信公眾號(hào)，兩套焊接機(jī)器人+兩套焊接電源+兩套視覺(jué)系統(tǒng)+10米行走軸為52萬(wàn)元，平均單套焊接機(jī)器人及附屬設(shè)備投資為26萬(wàn)元。而根據(jù)虎嗅智庫(kù)微信公眾號(hào)，一套焊接機(jī)器人工作站價(jià)格約10萬(wàn)元，若機(jī)器以五年期進(jìn)行折舊，不考慮殘值，我們測(cè)算1萬(wàn)噸鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)線實(shí)行智能焊接機(jī)器人替代每年可節(jié)省213.6萬(wàn)元焊接成本開(kāi)支