從美國(guó)汽車(chē)行業(yè)“2mm工程”看工業(yè)機(jī)器人國(guó)產(chǎn)化空間

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250017 一、回顧美國(guó)汽車(chē)行業(yè)的“2mm 工程” 4 HYPERLINK l _TOC_250016 （1）美國(guó)汽車(chē)工業(yè)成熟發(fā)達(dá)，千人汽車(chē)保有量世界第一 5 HYPERLINK l _TOC_250015 （2）90 年代高質(zhì)量日系車(chē)搶占市場(chǎng)，美國(guó)“2mm 工程”應(yīng)運(yùn)而生 6 HYPERLINK l _TOC_250014 （3）CII 指數(shù)法控制誤差，“2mm 工程”成效斐然 8 HYPERLINK l _TOC_250013 二、尺寸偏差源于多方面，工業(yè)機(jī)器人僅為因素之一 9 HYPERLINK l _TOC_250012 沖壓件尺寸偏差影響整體

2、尺寸精度 11 HYPERLINK l _TOC_250011 焊接夾具或是制造缺陷的重大因素 11 HYPERLINK l _TOC_250010 焊接變形難以定量計(jì)算 12 HYPERLINK l _TOC_250009 人工操作亦影響零部件尺寸 12 HYPERLINK l _TOC_250008 三、國(guó)產(chǎn)汽車(chē)機(jī)器人精度緊跟國(guó)外，或迎百億市場(chǎng)空間 14 HYPERLINK l _TOC_250007 國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人精度及各項(xiàng)指標(biāo)不遜于國(guó)外品牌 14 HYPERLINK l _TOC_250006 汽車(chē)工業(yè)邊際改善，產(chǎn)量銷(xiāo)量有望回升 19 HYPERLINK l _TOC_250005 工

3、業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)回暖趨勢(shì)明顯，國(guó)產(chǎn)汽車(chē)工業(yè)機(jī)器人空間廣闊 20 HYPERLINK l _TOC_250004 四、投資建議 24 HYPERLINK l _TOC_250003 埃斯頓 25 HYPERLINK l _TOC_250002 機(jī)器人 28 HYPERLINK l _TOC_250001 拓斯達(dá) 32 HYPERLINK l _TOC_250000 五、風(fēng)險(xiǎn)提示 36請(qǐng)務(wù)必閱讀正文最后的中國(guó)銀河證券股份公司免責(zé)聲明。 1 圖表目錄圖 1：美國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)產(chǎn)出占制造業(yè)行業(yè)增加值比例（1967-2019 年） 5圖 2：美國(guó)千人汽車(chē)保有量 5圖 3：主要國(guó)家千人汽車(chē)保有量（2019 年） 5圖

4、 4：美國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)產(chǎn)出占制造業(yè)行業(yè)增加值比例（1967-2019 年） 6圖 5：美、日主要車(chē)企在美汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)份額之和（%） 7圖 6：汽車(chē)白車(chē)身關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)的總波動(dòng)(6) 8圖 7：“2mm 工程”中 CII 指數(shù)應(yīng)用流程 9圖 8：車(chē)身制造尺寸偏差影響因素 10圖 9：邁騰左后門(mén)輪廓功能尺寸 10圖 10：壓合產(chǎn)品出現(xiàn)的局部缺陷 11圖 11：沖壓件出現(xiàn)的部分缺陷 11圖 14：焊接變形的多種情況 12圖 16：外表面精測(cè)樣架 13圖 17：內(nèi)表面精測(cè)樣架 13表 18：工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于汽車(chē)生產(chǎn)的領(lǐng)域 14表 19：工業(yè)機(jī)器人負(fù)載級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn) 15表 20：國(guó)內(nèi)外焊接機(jī)器人產(chǎn)品性能對(duì)比 16表

5、 21：國(guó)內(nèi)外折彎?rùn)C(jī)器人產(chǎn)品性能對(duì)比 17表 22：國(guó)內(nèi)外沖壓機(jī)器人產(chǎn)品性能對(duì)比 18表 23：國(guó)外品牌機(jī)器人廠商及其在汽車(chē)行業(yè)客戶(hù)、特點(diǎn)分析情況 18圖 24：汽車(chē)制造業(yè)工業(yè)增加值當(dāng)月與累計(jì)同比（%） 19圖 25：汽車(chē)制造業(yè) PPI 累計(jì)同比與環(huán)比（%） 19圖 26：乘用車(chē)銷(xiāo)量及同比情況 20圖 27：乘用車(chē)銷(xiāo)量累計(jì)銷(xiāo)量及同比情況 20圖 28：中國(guó)工業(yè)機(jī)器人當(dāng)月產(chǎn)量及當(dāng)月同比 20圖 29：中國(guó)工業(yè)機(jī)器人累計(jì)產(chǎn)量及累計(jì)同比 20圖 30：制造業(yè)勞動(dòng)力成本不斷提高（單位：元/月） 21圖 31：2011-2019 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度（臺(tái)/萬(wàn)名工人） 21圖 32：2019 年工業(yè)機(jī)器人

6、下游需求結(jié)構(gòu) 21圖 33：2015-2018 年工業(yè)機(jī)器人下游需求結(jié)構(gòu)變化 21圖 34：2017-2022 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模情況 22表 35：我國(guó)汽車(chē)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算（單位：億元） 22圖 30：按照應(yīng)用功能的國(guó)產(chǎn)化率 23圖 31：按照機(jī)械結(jié)構(gòu)的國(guó)產(chǎn)化率 23表 35：國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算（單位：億元） 23圖 36：中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量增速（單位：%） 24表 37：可比上市公司估值（截至 2021 年 1 月 15 日、*為 WIND 一致預(yù)期） 24表 38：埃斯頓主要業(yè)務(wù) 25圖 39：埃斯頓 2015-2019 年?duì)I收結(jié)構(gòu)（單位：億元） 25圖 40：埃斯頓

7、 2015-2019 年毛利率變化 25圖 41：埃斯頓近年外延并購(gòu)事項(xiàng) 26圖 42：埃斯頓現(xiàn)金流情況（單位：百萬(wàn)元） 27圖 43：埃斯頓 2015-2019 年研發(fā)費(fèi)用變化 27表 44：埃斯頓各項(xiàng)業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)（單位：億元） 28表 45：機(jī)器人主要業(yè)務(wù) 28圖 46：機(jī)器人近年業(yè)務(wù)收入結(jié)構(gòu)（單位：億元） 29圖 47：2020H1 機(jī)器人業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu) 29圖 48：機(jī)器人產(chǎn)業(yè)布局 30圖 49：機(jī)器人近年?duì)I收及同比情況（單位：億元） 30圖 50：機(jī)器人近年歸母凈利潤(rùn)情況（單位：億元） 30表 51：機(jī)器人智能物流裝備產(chǎn)品 30表 52：機(jī)器人各項(xiàng)業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)（單位：億元） 31表 53：拓斯達(dá)主

8、要業(yè)務(wù)與產(chǎn)品 32圖 54：拓斯達(dá)近年業(yè)務(wù)收入結(jié)構(gòu)（單位：億元） 33圖 55：2020H1 拓斯達(dá)業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu) 33圖 56：拓斯達(dá)近年?duì)I收及同比情況（單位：億元） 34圖 57：拓斯達(dá)近年歸母凈利潤(rùn)情況（單位：億元） 34圖 58：拓斯達(dá)業(yè)務(wù)毛利率（單位：%） 34圖 59：拓斯達(dá)產(chǎn)品產(chǎn)銷(xiāo)情況 34圖 60：拓斯達(dá)研發(fā)支出情況（單位：億元） 35圖 61：拓斯達(dá)預(yù)收賬款情況（單位：億元） 35表 62：拓斯達(dá)各項(xiàng)業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)（單位：億元） 351961 年，工業(yè)機(jī)器人率先在通用汽車(chē)的生產(chǎn)車(chē)間里投入使用。隨后，工業(yè)機(jī)器人下游應(yīng)用日趨廣泛，逐漸延伸至汽車(chē)、電子電器、金屬制品、化學(xué)橡膠塑料、食品制造等行

9、業(yè)。但工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)行業(yè)中的應(yīng)用依然以其龐大的行業(yè)規(guī)模基礎(chǔ)和較高的自動(dòng)化率，常年穩(wěn)居工業(yè)機(jī)器人下游需求規(guī)模第一位。圖 1：一臺(tái)可編程工業(yè)機(jī)器人“Unimate”資料來(lái)源：OFweek，汽車(chē)行業(yè)是美國(guó)制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，機(jī)動(dòng)車(chē)產(chǎn)出占制造業(yè)行業(yè)增加值 15%25%，然而自 20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)始，美國(guó)汽車(chē)行業(yè)因車(chē)身精度不足，受到高質(zhì)量、價(jià)格低、油耗低的日系汽車(chē)沖擊，至 20 世紀(jì) 90 年代被日系車(chē)搶占了近 20%的市場(chǎng)份額。為挽回因車(chē)身尺寸精度不及日系車(chē)而失去的市場(chǎng)份額，美國(guó)汽車(chē)行業(yè)提出了旨在提高汽車(chē)質(zhì)量的“2mm 工程”，在其開(kāi)展的 3 年中，美國(guó)汽車(chē)質(zhì)量明顯提高，取得良好效果。反觀我國(guó)工

10、業(yè)機(jī)器人發(fā)展水平，工信部部長(zhǎng)苗圩在 2019 世界機(jī)器人大會(huì)開(kāi)幕式上表示，2018 年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人全球產(chǎn)量占比近四成。雖然我國(guó)工業(yè)機(jī)器人在鑄造、噴涂、包裝方面不如國(guó)外“四大家族”機(jī)器人，但是在汽車(chē)加工的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如焊接、折彎等領(lǐng)域已經(jīng)基本能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。在我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)回暖趨勢(shì)明顯、汽車(chē)行業(yè)工業(yè)增加值與固定資產(chǎn)投資完成額邊際改善的情況下，我們認(rèn)為中國(guó)汽車(chē)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模仍有廣闊空間，同時(shí)國(guó)產(chǎn)替代能力正逐步增強(qiáng)，市場(chǎng)滲透率有望進(jìn)一步提高。一、回顧美國(guó)汽車(chē)行業(yè)的“2mm 工程”20 世紀(jì) 90 年代，為應(yīng)對(duì)日系汽車(chē)在美市場(chǎng)份額擴(kuò)大的挑戰(zhàn)，美國(guó)汽車(chē)行業(yè)開(kāi)展了“2mm工程”，取得了良好的成果。

11、美國(guó)是車(chē)輪上的國(guó)家，汽車(chē)工業(yè)是美國(guó)制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，機(jī)動(dòng)車(chē)產(chǎn)出占制造業(yè)行業(yè)增加值的 15%25%。在 20 世紀(jì) 70 年代之前，美國(guó)三大汽車(chē)公司市場(chǎng)占有率總和高于 80%。20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)始，日系車(chē)進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)，市場(chǎng)份額快速上升，迅速搶奪了美國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)約 20%的份額。日系車(chē)在美暢銷(xiāo)，除了制定了正確的營(yíng)銷(xiāo)策略順應(yīng)了石油危機(jī)的影響和迎合了消費(fèi)者的需求外，其主要原因在于日系汽車(chē)的質(zhì)量明顯高于車(chē)身精度較低、尺寸偏差較大的美國(guó)汽車(chē)。為了應(yīng)對(duì)市場(chǎng)份額流失，20 世紀(jì) 90 年代，美國(guó)汽車(chē)行業(yè)發(fā)起了旨在提高汽車(chē)質(zhì)量、降低車(chē)身誤差、挽回市場(chǎng)份額的“2mm 工程”。在“2mm 工程”開(kāi)展的 3 年（

12、1992-1995），美國(guó)汽車(chē)質(zhì)量明顯提高，工程取得良好成果。圖 1：美國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)產(chǎn)出占制造業(yè)行業(yè)增加值比例（1967-2019 年）美國(guó):行業(yè)增加值:制造業(yè)機(jī)動(dòng)車(chē)產(chǎn)出占制造業(yè)行業(yè)增加值比例250030%200025%20%150015%100010%5005%00%1967 1971 1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007 2011 2015 2019資料來(lái)源：Wind，美國(guó)汽車(chē)工業(yè)成熟發(fā)達(dá)，千人汽車(chē)保有量世界第一美國(guó)被稱(chēng)為“車(chē)輪上的國(guó)家”，汽車(chē)工業(yè)成熟且發(fā)達(dá)。美國(guó)密集的公路是人流、物流的重要運(yùn)輸命脈，同時(shí)也促使了美國(guó)汽車(chē)行業(yè)的崛起。美國(guó)汽車(chē)產(chǎn)

13、業(yè)自 20 世紀(jì)以來(lái)發(fā)展至今，已經(jīng)經(jīng)歷了完整的起步、成長(zhǎng)、成熟階段。圖 2：美國(guó)千人汽車(chē)保有量圖 3：主要國(guó)家千人汽車(chē)保有量（2019 年）860840820800780760740720700900837173800700600500400300200100美國(guó)澳大利亞意大利 加拿大 日本德國(guó)英國(guó)法國(guó)馬來(lái)西亞俄羅斯巴西 墨西哥沙特 土耳其伊朗 南非 中國(guó)印度尼西亞尼日利亞印度0資料來(lái)源：世界銀行，資料來(lái)源：世界銀行，汽車(chē)制造業(yè)是美國(guó)制造業(yè)的支柱，機(jī)動(dòng)車(chē)產(chǎn)出占制造業(yè)行業(yè)增加值常年穩(wěn)定在 15%25%的區(qū)間，對(duì)維持制造業(yè)產(chǎn)出起到了重要的作用。同時(shí)，美國(guó)汽車(chē)的總保有量與人均保有量也長(zhǎng)期穩(wěn)居世界第一

14、，根據(jù)世界銀行 2019 年公布的數(shù)據(jù)，美國(guó)每千人汽車(chē)保有量 837 輛，幾乎人均配有一輛汽車(chē)。（2）90 年代高質(zhì)量日系車(chē)搶占市場(chǎng)，美國(guó)“2mm 工程”應(yīng)運(yùn)而生20 世紀(jì) 70 年代日系汽車(chē)大舉進(jìn)軍美國(guó)市場(chǎng)，嚴(yán)重侵蝕美國(guó)市場(chǎng)份額。20 世紀(jì) 70 年代之前，美國(guó)三大車(chē)企福特、通用、克萊斯勒常年占有美國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)份額的 80%以上，而日系汽車(chē)在美市場(chǎng)占有率幾乎為 0。兩次石油危機(jī)之后（1973-1974 年、1979-1980 年），低油耗、高質(zhì)量的日系汽車(chē)迅速搶占美國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)，本田、豐田和日產(chǎn)于 1990 年共獲得了 18.03%的美國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)份額，而與之相對(duì)的則是美國(guó)車(chē)企市場(chǎng)份額的迅

15、速下降，福特、通用、克萊斯勒的市場(chǎng)份額之和從1965 年的最高值 90.60%下降至 1990 年的 70.96%，失去了近 20%的市場(chǎng)份額。這對(duì)美國(guó)汽車(chē)制造業(yè)產(chǎn)生巨大沖擊，并在相當(dāng)程度上影響了美國(guó)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。圖 4：美國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)產(chǎn)出占制造業(yè)行業(yè)增加值比例（1967-2019 年）美國(guó):汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)份額:福特美國(guó):汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)份額:通用美國(guó):汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)份額:克萊斯勒美國(guó):汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)份額:本田100%美國(guó):汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)份額:豐田美國(guó):汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)份額:日產(chǎn)90%80%70%60%50%40%30%20%10%19611963196519671969197119731975197719

16、791981198319851987198919911993199519971999200120032005200720092011201320150%資料來(lái)源：Wind，20 世紀(jì) 90 年代，為提高美國(guó)汽車(chē)質(zhì)量使之能與日系汽車(chē)抗衡，美國(guó)汽車(chē)行業(yè)開(kāi)展了 “2mm 工程”。日系汽車(chē)之所以能迅速獲得美國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)份額，除了其價(jià)格低、油耗低的特點(diǎn)之外，還有一個(gè)重要的原因就是質(zhì)量高。20 世紀(jì) 80 年代末，日本依靠全面質(zhì)量管理（TQC）使其品牌產(chǎn)品的車(chē)身制造綜合偏差控制在 2mm 以?xún)?nèi)，為日本轎車(chē)產(chǎn)品全面占領(lǐng)歐美市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)。1991 年，美國(guó)密西根大學(xué)（University of Michiga

17、n）吳賢明教授提出了命名為“2mm 工程”的計(jì)劃構(gòu)想，從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品采用車(chē)身制造綜合誤差指數(shù)（continuous improvement indicator），即“6”來(lái)控制車(chē)身制造質(zhì)量，從而得以用最經(jīng)濟(jì)的制造成本提高汽車(chē)產(chǎn)品的整體質(zhì)量。當(dāng)時(shí)，日本汽車(chē)白車(chē)身（即不包括附件及裝飾件的未涂漆的車(chē)身）尺寸誤差綜合指數(shù)控制在 2mm 以?xún)?nèi)，歐洲汽車(chē)控制在 2.53mm 以?xún)?nèi)，而美國(guó)汽車(chē)僅某些車(chē)型控制在 4mm 以?xún)?nèi)，部分車(chē)型誤差值高達(dá) 56mm。圖 5：美、日主要車(chē)企在美汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)份額之和（%）福特、通用、克萊斯勒市場(chǎng)份額之和本田、豐田、日產(chǎn)市場(chǎng)份額之和100%90%80%70%60%

18、50%40%30%20%10%19611964196719701973197619791982198519881991199419972000200320062009201220150%資料來(lái)源：Wind，白車(chē)身通常是指尚未裝配門(mén)蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)罩的未涂裝的車(chē)身基本骨架，轎車(chē)白車(chē)身通常由前圍、后圍、左右側(cè)圍、車(chē)頂、底板等幾大部分組成，在轎車(chē)車(chē)身生產(chǎn)中，白車(chē)身的裝配質(zhì)量很大程度上影響到最終整車(chē)性能，車(chē)身的精度也直接影響到整車(chē)的外觀、使用性能和其商品價(jià)值。1美國(guó)汽車(chē)車(chē)身尺寸誤差較大，直接影響了美國(guó)汽車(chē)的質(zhì)量，降低了美國(guó)汽車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)力。汽車(chē)白車(chē)身精度的控制涉及沖壓工藝分析、沖模結(jié)構(gòu)的構(gòu)思、總成件檢具的使用、

19、焊接工藝分析、焊接夾具機(jī)構(gòu)的構(gòu)想、零部件公差的正確選取與合理分配等眾多方面。一般而言，典型的轎車(chē)車(chē)身由 400 多個(gè)零件，經(jīng)過(guò) 200 多道裝配工序，2500 個(gè)工裝定位點(diǎn)，由 4000、 6000 個(gè)焊點(diǎn)焊裝而成。白車(chē)身產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和制造工藝都非常復(fù)雜，工藝質(zhì)量控制十分困難。車(chē)身尺寸控制的好壞不僅能反映在整車(chē)外觀及裝配性的優(yōu)劣，影響到顧客對(duì)產(chǎn)品的評(píng)價(jià)及汽車(chē)產(chǎn)品的市場(chǎng)前景，而且車(chē)身尺寸偏差還與整車(chē)性能息息相關(guān)，影響到產(chǎn)品的密封、噪音、壽命、動(dòng)力性等性能。根據(jù) J.D.Power 全世界汽車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵問(wèn)題調(diào)查評(píng)估的報(bào)告顯示：有 41%的汽車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題由車(chē)身制造尺寸偏差所造成。因此，對(duì)車(chē)身制造尺寸

20、偏差的1 張勤梅,雷冬雪,張春雷. 汽車(chē)白車(chē)身精度控制思路與方法的探討A. 中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì).2010 中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集C.中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì):中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì),2010:6.研究及控制尤為重要。2為改變?cè)谫|(zhì)量上落后的局面，美國(guó)汽車(chē)行業(yè)在美國(guó)密歇根大學(xué)華裔教授吳賢名和倪軍的倡導(dǎo)下，聯(lián)合通用、克萊斯勒等車(chē)企以及美國(guó)商務(wù)部等政府部門(mén)，與美國(guó)密歇根大學(xué)等科學(xué)院所共同投資，開(kāi)展了一項(xiàng)旨在提高車(chē)身制造質(zhì)量的全面計(jì)劃，目標(biāo)是將美國(guó)汽車(chē)的白車(chē)身尺寸誤差降低至日系車(chē)水平，這就是“2mm 工程”(2mm Project)。（3）CII 指數(shù)法控制誤差，“2mm 工程”成效斐然1992 年，“2mm 工程

21、”正式啟動(dòng)。吳賢名教授 Michigan 大學(xué)團(tuán)隊(duì)、通用、克萊斯勒、等八家供應(yīng)商、兩所大學(xué)（密大和韋恩州立大學(xué)）向美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NIST）提出成立“車(chē)體精密制造聯(lián)盟”（Auto Body Consortium）的提案，目標(biāo)就是利用各個(gè)汽車(chē)裝配廠測(cè)量機(jī)的海量數(shù)據(jù)，由大學(xué)團(tuán)隊(duì)下工廠，提供數(shù)據(jù)分析支持，與車(chē)廠和供應(yīng)商人員組成多個(gè)混合團(tuán)隊(duì)，集思廣議，挖質(zhì)量問(wèn)題根源，提出測(cè)試和落實(shí)解決質(zhì)量改進(jìn)方案。這個(gè)提案在 1992 年得到批準(zhǔn)，并得到三年（1992-1995）約一千四百萬(wàn)美元的資金。“2mm 工程”的核心目標(biāo)是降低車(chē)身制造誤差，控制車(chē)身制造質(zhì)量，主要的測(cè)評(píng)方法是 CII 指數(shù)法。CII 指數(shù)（Co

22、ntinuous Improvement Index，持續(xù)改進(jìn)指數(shù)）是 Michigan 大學(xué)吳賢名先進(jìn)制造技術(shù)研究中心提出的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，它的計(jì)算方法是：在一定的時(shí)間段內(nèi)，對(duì)車(chē)身全部測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行尺寸誤差測(cè)量，計(jì)算 6（均方差的六倍），并從小到大進(jìn)行排序，取第 95%測(cè)點(diǎn)的6 值作為白車(chē)身的CII 值。例如，假設(shè)有一串共 100 個(gè)數(shù)字由小到大排序 0.01、 0.02、0.031.00，代表了車(chē)身上 100 個(gè)測(cè)量點(diǎn)的尺寸誤差 6 值，第 95%測(cè)點(diǎn)的 6 值為0.95，則 0.95 就是當(dāng)次生產(chǎn)車(chē)身的 CII 值。對(duì)尺寸誤差大于該 CII 值的測(cè)量點(diǎn)所在區(qū)域，需要重點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量控制。將車(chē)身精度

23、控制在“2mm”，是指車(chē)身至少 95%的測(cè)量點(diǎn)的尺寸誤差 6 值小于 2mm，不可將其簡(jiǎn)單理解為接縫的寬度小于 2mm。圖 6：汽車(chē)白車(chē)身關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)的總波動(dòng)(6)資料來(lái)源：內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置學(xué)刊，運(yùn)用 CII 指數(shù)，可以直接尋找車(chē)身尺寸誤差嚴(yán)重的區(qū)域并進(jìn)行控制。CII 指數(shù)具有的重2 葉德昭.車(chē)身制造尺寸質(zhì)量的控制方法J.裝備制造技術(shù),2013(06):155-160.大創(chuàng)新意義，不僅在于提出了新的車(chē)身尺寸波動(dòng)水平的度量指標(biāo)，更在于通過(guò)鎖定尺寸誤差最大的 5%的測(cè)點(diǎn)所在位置，可以明確需要重點(diǎn)質(zhì)量控制的區(qū)域。應(yīng)用 CII 指數(shù)時(shí)，大體上需要經(jīng)過(guò)如下幾個(gè)步驟：（1）測(cè)量車(chē)身各處誤差，求出每個(gè)測(cè)點(diǎn)的 6

24、 值并由大到小進(jìn)行排序，取第 95%的測(cè)點(diǎn)的 6 值，即為 CII 值；（2）確定 6 值大于 CII 值的測(cè)點(diǎn)，并判斷造成尺寸波動(dòng)的區(qū)域和需要控制的對(duì)象；（3）列出所有可能產(chǎn)生此問(wèn)題的原因，根據(jù)數(shù)據(jù)分析和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定各原因的權(quán)重；（4）針對(duì)問(wèn)題提出改進(jìn)措施，并爭(zhēng)取獲得其他部門(mén)支持；（5）重復(fù)上述步驟，確定新的波動(dòng)控制點(diǎn)，再進(jìn)行改良。如此不斷改進(jìn)，車(chē)身的整體尺寸質(zhì)量就會(huì)達(dá)到很高的水平。圖 7：“2mm 工程”中 CII 指數(shù)應(yīng)用流程資料來(lái)源：工程與技術(shù)學(xué)刊，1992-1995 年的“2mm 工程”，在提高車(chē)身質(zhì)量和創(chuàng)新運(yùn)營(yíng)模式兩方面取得了優(yōu)秀的成績(jī)。自 1992 年啟動(dòng)，歷經(jīng) 3 年努力的“2

25、mm 工程”很快顯現(xiàn)出了效果，參與其中的兩大主機(jī)廠（通用和克萊斯勒）將 CII 值成功地控制在了 2mm 以?xún)?nèi)，車(chē)身質(zhì)量得到顯著提高。同時(shí)，一方面精度的提高減少了返修的發(fā)生，從而降低了生產(chǎn)成本；另一方面誤差小了也就減少不必要的耗材，質(zhì)量精度提高帶來(lái)的技術(shù)性研發(fā)費(fèi)用也可以通過(guò)量產(chǎn)來(lái)抵消，因而從這一方面來(lái)說(shuō)也是對(duì)成本有很好的消減作用?！?mm 工程”的成功之處不僅在于提高了白車(chē)身的制造質(zhì)量，而且在于形成了一種提高產(chǎn)業(yè)精度的可行運(yùn)營(yíng)模式。在 1995 年，由于“2mm 工程”的重大成功，及密大團(tuán)隊(duì)其它的項(xiàng)目業(yè)績(jī)，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NIST）批準(zhǔn)并贊助了汽車(chē)機(jī)械加工精度有關(guān)的 14 個(gè)聯(lián)盟項(xiàng)目，工作范圍

26、擴(kuò)大至噴漆、焊接、輕金屬加工、薄板沖壓等領(lǐng)域，同時(shí)也和非汽車(chē)產(chǎn)業(yè)公司如波音、GE 等進(jìn)行合作。若干制造業(yè)中心也用類(lèi)似的運(yùn)營(yíng)模式，這些聯(lián)盟一定程度上增強(qiáng)了汽車(chē)業(yè)的技術(shù)能力，改善了汽車(chē)工業(yè)的質(zhì)量。二、尺寸偏差源于多方面，工業(yè)機(jī)器人僅為因素之一實(shí)施“2mm 工程”的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在沖壓件尺寸偏差、焊接夾具、焊接變形、零部件及操作四個(gè)方面，影響整個(gè)車(chē)身制造尺寸偏差的影響因素多種多樣，因此我們也可以理解為僅有一小方面的誤差來(lái)源于汽車(chē)行業(yè)工業(yè)機(jī)器人的加工精度。圖 8：車(chē)身制造尺寸偏差影響因素資料來(lái)源：2010 中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集，白車(chē)身總成件是轎車(chē)車(chē)身的基礎(chǔ)，典型的車(chē)身由若干個(gè)沖壓件經(jīng)過(guò)焊接、壓合、

27、粘接、鉚接等工藝過(guò)程合成分總成件，分總成又合成為總成零件，最后組裝成汽車(chē)白車(chē)身。在零部件制造的過(guò)程中，零部件裝配總成的過(guò)程中，加工及裝配的尺寸誤差會(huì)不斷累積，工人操作技能也會(huì)最終反饋到白車(chē)身的誤差當(dāng)中。圖 9：邁騰左后門(mén)輪廓功能尺寸資料來(lái)源：汽車(chē)白車(chē)身精度控制思路與方法的探討，根據(jù)汽車(chē)白車(chē)身精度控制思路與方法的探討，以大眾公司的邁騰汽車(chē)的左后門(mén)輪廓尺寸為例（圖 9），在測(cè)量零件、總成和車(chē)身時(shí)，根據(jù)零件的統(tǒng)一基準(zhǔn)按六點(diǎn)定位準(zhǔn)則直接建立在測(cè)量坐標(biāo)系上，檢驗(yàn) RPS 點(diǎn)尺寸合格后就可以進(jìn)行零件單點(diǎn)尺寸的測(cè)量。邁騰左后車(chē)門(mén)的部分功能尺寸被要求控制在所在坐標(biāo)系平面、所在軸向距離1.0mm 或+1.5/-

28、0.5mm 范圍內(nèi)，此精度要求是遠(yuǎn)高于工業(yè)機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)的重復(fù)定位及加工精度范圍，多余的精度誤差范圍可留給其他的尺寸偏差影響因素。沖壓件尺寸偏差影響整體尺寸精度沖壓件的尺寸誤差將在工件相互壓緊時(shí)，產(chǎn)生變形，影響車(chē)身尺寸的精度。車(chē)身是由成百上千的沖壓件互相連接、組焊形成的，在各件之間都會(huì)有貼合面或焊接面，這些面被稱(chēng)為搭接面，工件的尺寸精度通過(guò)這些搭接面?zhèn)鬟f形成車(chē)身的尺寸精度。假設(shè)在某一工序中的沖壓件尺寸發(fā)生了偏差，導(dǎo)致在裝配時(shí)工件搭接面之間間隙或干涉，過(guò)渡不協(xié)調(diào)，在夾具上用較大的壓緊力強(qiáng)行把工件搭接在一起時(shí)，工件之間將產(chǎn)生強(qiáng)制變形，必然會(huì)造成裝焊誤差，影響車(chē)身尺寸的精度及穩(wěn)定性。圖 10：壓合產(chǎn)品

29、出現(xiàn)的局部缺陷圖 11：沖壓件出現(xiàn)的部分缺陷資料來(lái)源：汽車(chē)車(chē)身沖壓件搭接過(guò)程，資料來(lái)源：汽車(chē)車(chē)身沖壓件搭接過(guò)程，以下方法和途徑可有效提高沖壓件尺寸的精度和穩(wěn)定性。（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的控制。一是簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低沖壓工藝難度，提高工件的成型性和穩(wěn)定性；二是采用整體沖壓工藝，如“整體門(mén)框”、“整體側(cè)圍”等；三是為工件定位設(shè)置專(zhuān)用的定位孔和定位面，提高工件在夾具定位時(shí)的重復(fù)定位的精度；四是為工件增加拉伸筋，用于收料和提高工件的強(qiáng)度，提高工件在大批量生產(chǎn)時(shí)的一致性。（2）模具的保證。模具的精度要高，材質(zhì)必須耐磨，保證模具在大批量生產(chǎn)時(shí)的耐用性和制件穩(wěn)定性；定期進(jìn)行模具維護(hù)，并且在維護(hù)后進(jìn)行沖壓件的檢測(cè)，以

30、保證沖壓件的一致性。（3）沖壓機(jī)床的保證。各模具在制件時(shí)，盡量使用相同的機(jī)床；其模具在沖壓機(jī)床中的擺放位置、擺放的方向盡量一致，以使模具的平行度盡量一致。（4）板材。鋼板在使用前，應(yīng)先檢測(cè)其性能，根據(jù)不同的性能用于不同的工件。焊接夾具或是制造缺陷的重大因素焊接夾具與汽車(chē)制造的精度具有很大的關(guān)系。焊接夾具在車(chē)身生產(chǎn)中的作用是：通過(guò)夾具上的定位銷(xiāo)、基準(zhǔn)面、夾緊臂等組件的協(xié)調(diào)作用，將工件安裝到工藝設(shè)定的位置上并夾緊，不讓工件活動(dòng)位移，保證車(chē)身焊接尺寸精度的一致性和穩(wěn)定性。夾具定位不可靠、夾具磨損、定位松動(dòng)、夾緊失效等問(wèn)題必定會(huì)造成工件焊接位置偏差，而導(dǎo)致分總成尺寸偏差，影響到車(chē)身總成的尺寸偏差。美國(guó)

31、 2mm 工程報(bào)告指出，有 75%的制造缺陷和夾具失效有關(guān)。從焊接夾具設(shè)計(jì)、制造精度、調(diào)整、使用和維護(hù)等幾方面可對(duì)進(jìn)行精度控制。（1）夾具設(shè)計(jì)。夾具設(shè)計(jì)從以下幾個(gè)方面考慮：一是汽車(chē)焊接夾具的設(shè)計(jì)中，方式定位采用“N-2-1”定位原理；二是焊接夾具設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與車(chē)身設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、沖壓基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)統(tǒng)一；三是夾具設(shè)計(jì)時(shí)要求夾具定位結(jié)構(gòu)規(guī)范化，便于調(diào)試及維護(hù)；四是輔助支撐設(shè)置要合理，避免過(guò)定位。（2）夾具制造精度。夾具的精度應(yīng)能確保零件在夾具上自由服帖，當(dāng)所有夾緊點(diǎn)夾緊后工件不會(huì)有松動(dòng)竄動(dòng)的現(xiàn)象；（3）夾具調(diào)整。夾具調(diào)整前要分析是否會(huì)造成其他影響，調(diào)整時(shí)要進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證合格后方能進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后要時(shí)下工序做

32、好跟蹤驗(yàn)證，如出現(xiàn)其他問(wèn)題時(shí)需要馬上恢復(fù)夾具，夾具調(diào)整需要做好更改及驗(yàn)證記錄；（4）夾具使用和維護(hù)。操作者要按照標(biāo)準(zhǔn)化操作正確使用夾具，定期對(duì)夾具進(jìn)行點(diǎn)檢和維護(hù)；定期使用檢測(cè)設(shè)備對(duì)夾具進(jìn)行測(cè)量，以確定夾具是否需要維修和精度恢復(fù)。焊接變形難以定量計(jì)算焊接變形引起的焊裝誤差一般比較難于定量計(jì)算，對(duì)焊接工件造成的尺寸誤差也可能較大。焊接變形量的確定應(yīng)通過(guò)理論分析與實(shí)際測(cè)量相結(jié)合，對(duì)不同的部位、不同的焊接方法、焊接規(guī)范和不同的焊接順序等都要具體分析。一般可通過(guò)以下幾方面控制焊接變形量。（1）焊接方法。汽車(chē)車(chē)身焊裝所采用的焊接方法以電阻點(diǎn)焊為主，CO2 保護(hù)焊為輔。采用先進(jìn)焊接設(shè)備，如機(jī)械手、自動(dòng)焊、引

33、出焊等，這些設(shè)備不僅能使車(chē)身焊接時(shí)焊點(diǎn)均勻，點(diǎn)焊順序穩(wěn)定，而且能提高焊接速度，最大限度減少車(chē)身焊接變形量。（2）焊接工藝。在定位夾具夾緊的狀態(tài)下設(shè)定定位焊點(diǎn)，在補(bǔ)焊臺(tái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)焊。這要求在工藝文件上對(duì)焊點(diǎn)位置、數(shù)量、間距和點(diǎn)焊順序都應(yīng)明確規(guī)定，并且要求操作者嚴(yán)格執(zhí)行。（3）焊接規(guī)范。汽車(chē)點(diǎn)焊采用強(qiáng)規(guī)范，即用大電流和短時(shí)間焊接，使薄板件的焊接變形較小。合理設(shè)置焊接參數(shù)，調(diào)試焊接壓緊力，減少焊接變形。圖 12：焊接變形的多種情況資料來(lái)源：內(nèi)燃機(jī)與配件，人工操作亦影響零部件尺寸零部件的質(zhì)量、包裝和人工操作也會(huì)對(duì)車(chē)身質(zhì)量產(chǎn)生影響。零部件尺寸不合格會(huì)造成焊接誤差，從而影響車(chē)身尺寸偏差。所謂零件尺寸不合格，是

34、指零件實(shí)物尺寸和產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙不一致。在整車(chē)所包含的零部件中，有很多是由不同的供應(yīng)商提供的，因存在技術(shù)水平上的差異，提供的零部件質(zhì)量也存在一定的差異，這些差異在整車(chē)制造過(guò)程中產(chǎn)生累積誤差，影響車(chē)身尺寸精度及整車(chē)品質(zhì)。物流包裝影響零部件不同的包裝方式及運(yùn)輸方式會(huì)對(duì)零部件尺寸和變形產(chǎn)生不同的影響，而零部件定位孔、搭接邊變形會(huì)影響車(chē)身尺寸偏差。人工操作過(guò)程產(chǎn)生的誤操作也會(huì)對(duì)車(chē)身精度產(chǎn)生影響。因此，必須要嚴(yán)格控制零部件尺寸精度，所有焊接零件必須檢驗(yàn)合格才能投入使用，特別是車(chē)身上一些主要的裝配孔、工藝孔的位置尺寸和搭接面尺寸是必須控制的；必須改善各供應(yīng)商的零部件包裝及物流方式，將物流過(guò)程中的零部件狀態(tài)變化

35、納入質(zhì)量管理范疇，防止運(yùn)輸過(guò)程中零部件之間的碰撞變形；必須正確評(píng)估分總成的轉(zhuǎn)運(yùn)工具和吊裝工具對(duì)尺寸和變形的影響，操作者要嚴(yán)格按照操作規(guī)范來(lái)操作，操作過(guò)程中保證焊鉗與工件垂直，減少操作不規(guī)范、不正確帶來(lái)的隨機(jī)的制造誤差。監(jiān)控質(zhì)保部門(mén)進(jìn)行尺寸監(jiān)控。通過(guò)建立功能尺寸系統(tǒng)，掌握總成尺寸監(jiān)控點(diǎn)的位置，定期對(duì)車(chē)身結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行測(cè)量監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并進(jìn)行反饋整改。內(nèi)外表面精測(cè)樣架。汽車(chē)內(nèi)飾由部件構(gòu)成并且任意點(diǎn)都為零基準(zhǔn)。用于測(cè)量零件幾何尺寸和功能檢驗(yàn)?？梢詫?duì)內(nèi)飾件的裝配和零件之間的匹配進(jìn)行評(píng)價(jià)，也包括對(duì)天窗、前后風(fēng)窗的匹配尺寸評(píng)價(jià)等。對(duì)車(chē)身外覆蓋件的總成匹配進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括從白車(chē)身到總裝的外表面件。在首批樣

36、件的檢驗(yàn)和認(rèn)可中做測(cè)量分析，對(duì)壓合件和沖壓?jiǎn)渭妮喞叽邕M(jìn)行評(píng)價(jià)，為下一步尺寸改進(jìn)確定優(yōu)化方向。圖 13：外表面精測(cè)樣架圖 14：內(nèi)表面精測(cè)樣架資料來(lái)源：2010 中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集，資料來(lái)源：2010 中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集，生產(chǎn)過(guò)程中的檢測(cè)手段。（1）使用輔助檢具樣板。在產(chǎn)品研發(fā)初期，先期采購(gòu)定制的輔助量、檢具，包括：車(chē)身四門(mén)兩蓋檢具、前后風(fēng)窗檢具、天窗檢具、后尾燈檢具、前端檢具、間隙平度測(cè)量?jī)蓧K等。在生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際需求可自制檢具，檢查實(shí)車(chē)功能尺寸狀態(tài)，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與上下道工序溝通反饋，及時(shí)整改。（2）匹配尺寸監(jiān)控。根據(jù)產(chǎn)品匹配數(shù)據(jù)要求，確定匹配檢查控制項(xiàng)目及檢查頻次，監(jiān)

37、控車(chē)身尺寸狀態(tài)。（3）激光在線測(cè)量技術(shù)。通過(guò)在線檢測(cè)，可以測(cè)量車(chē)身特征部位的三維坐標(biāo)值，綜合精度不低于 0.1mm。測(cè)量公差可根據(jù)需要自行設(shè)定，出現(xiàn)偏差自動(dòng)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)尺寸控制的自動(dòng)化。簡(jiǎn)而言之，美國(guó)汽車(chē)行業(yè)為提高汽車(chē)質(zhì)量而發(fā)起的“2mm 工程”，其難點(diǎn)在于空間工序上的誤差累積、設(shè)備磨損與誤操作以及設(shè)計(jì)水平與裝備水平等方面，相較之下對(duì)工業(yè)機(jī)器人的要求并非極高。不論是廣泛到“2mm 工程”的實(shí)施還是具體到邁騰左后車(chē)門(mén)的輪廓尺寸，汽車(chē)白車(chē)身或其他工業(yè)品的加工總成都涉及多項(xiàng)加工工藝、工藝流程設(shè)計(jì)、作業(yè)者操作等多方面，在整個(gè)過(guò)程中誤差會(huì)不斷累積，因此，相對(duì)來(lái)說(shuō)工業(yè)機(jī)器人對(duì)零部件加工工序僅為其中的一環(huán)，對(duì)

38、工業(yè)機(jī)器人的加工要求并非極高。三、國(guó)產(chǎn)汽車(chē)機(jī)器人精度緊跟國(guó)外，或迎百億市場(chǎng)空間影響汽車(chē)制造精度的因素多種多樣，處于制造環(huán)節(jié)的工業(yè)機(jī)器人是其中重要的一環(huán)，為研究國(guó)產(chǎn)汽車(chē)工業(yè)機(jī)器人能否滿(mǎn)足汽車(chē)生產(chǎn)的要求，我們對(duì)比了國(guó)內(nèi)外汽車(chē)工業(yè)機(jī)器人在 “2mm 工程”中主要運(yùn)用到的工序（焊接、沖壓、折彎）的精度與其他參數(shù)，我們認(rèn)為國(guó)產(chǎn)汽車(chē)工業(yè)機(jī)器人的精度雖做不到極致，但在滿(mǎn)足焊接和折彎領(lǐng)域的汽車(chē)加工工藝上，已經(jīng)可以達(dá)到要求的加工精度。2020 年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)銷(xiāo)量明顯呈回暖趨勢(shì)，同時(shí)汽車(chē)行業(yè)存在邊際改善，應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)的工業(yè)機(jī)器人需求空間大。經(jīng)測(cè)算，我們認(rèn)為中國(guó)汽車(chē)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模達(dá)百億元，市場(chǎng)空間廣闊

39、但國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的滲透率仍然較低，未來(lái)隨著國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)制造業(yè)逐步得到認(rèn)證，國(guó)產(chǎn)替代空間有望進(jìn)一步打開(kāi)。國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人精度及各項(xiàng)指標(biāo)不遜于國(guó)外品牌工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)制造生產(chǎn)中的運(yùn)用廣泛，包括焊接、噴涂、沖壓、搬運(yùn)、裝配、折彎等，在“2mm 工程”中主要涉及的運(yùn)用工序有焊接、折彎和沖壓。本文通過(guò)查閱公司官網(wǎng)與產(chǎn)品手冊(cè)，以不同工序?yàn)榉诸?lèi)基礎(chǔ)，在同等負(fù)載量級(jí)的情況下，將國(guó)內(nèi)部分工業(yè)機(jī)器人公司的產(chǎn)品精度及其他參數(shù)與國(guó)外機(jī)器人“四大家族”ABB、安川、庫(kù)卡、發(fā)那科的工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行對(duì)比。點(diǎn)焊機(jī)器人適用于底板線、總拼工位、補(bǔ)焊工位、側(cè)圍及一些分拼工位等表 15：工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于汽車(chē)生產(chǎn)的領(lǐng)域弧焊機(jī)器人適用于

40、車(chē)身底板及車(chē)體內(nèi)部等的焊接噴涂機(jī)器人適用于車(chē)體、車(chē)頂蓋及側(cè)圍等部件的搬運(yùn)作業(yè)沖壓機(jī)器人適用于壓機(jī)之間的自動(dòng)連線，代替人工完成上下料以及搬運(yùn)的工作搬運(yùn)機(jī)器人適用于車(chē)體、車(chē)頂蓋及側(cè)圍等部件的搬運(yùn)作業(yè)裝配機(jī)器人適用于車(chē)門(mén)、擋風(fēng)玻璃等零件或部件的裝配折彎?rùn)C(jī)器人適用于汽車(chē)生產(chǎn)中需要的鈑金加工及折彎工藝資料來(lái)源：FANUC 官網(wǎng)，不同的企業(yè)可能對(duì)工業(yè)機(jī)器人的負(fù)載級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)不盡相同。如埃斯頓將負(fù)載級(jí)別分為四類(lèi)：小負(fù)載（030kg）、中負(fù)載（30100kg）、大負(fù)載（100350kg）和超大負(fù)載（350kg）。而安川則將負(fù)載級(jí)別分為五類(lèi)：小型、一般小型、中型、大型、超大型。在對(duì)國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行精度比較時(shí)

41、，首先需要確定功能用途，其次便是確定其負(fù)載級(jí)別。本文采用的是埃斯頓的負(fù)載分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。表 16：工業(yè)機(jī)器人負(fù)載級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)埃斯頓分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)安川分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)小負(fù)載030kg小型05kg中負(fù)載30100kg一般小型624kg大負(fù)載100350kg中型2580kg超大負(fù)載350kg大型81225kg超大型226kg800kg資料來(lái)源：埃斯頓官網(wǎng)，我們選擇相同自由度條件下的工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行參數(shù)對(duì)比，自由度越高的機(jī)器人可以完成的動(dòng)作越復(fù)雜，通用性越強(qiáng)，應(yīng)用范圍也越廣，但相應(yīng)地其技術(shù)難度也越大，以下我們選取的均為六自由度機(jī)器人。除自由度指標(biāo)外，工作空間反映機(jī)器人可以應(yīng)用手爪進(jìn)行工作的空間范圍，運(yùn)動(dòng)速度會(huì)影響機(jī)器人的工

42、作效率和運(yùn)動(dòng)周期，位置精度決定工業(yè)機(jī)器人在作業(yè)中的定位精度和重復(fù)定位精度，都是衡量機(jī)器人工作質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)，因此我們主要選擇以上幾個(gè)參數(shù)將國(guó)產(chǎn)及進(jìn)口機(jī)器人進(jìn)行對(duì)比。在小負(fù)載焊接領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)定位精度已與“四大家族”產(chǎn)品大體相當(dāng)，在最大速度上則稍遜于國(guó)外品牌。埃斯頓 ER6-1600 型重復(fù)定位精度達(dá) 0.08mm，新松 SR10C、新時(shí)達(dá) SA1800 和埃夫特 ER6-1400 型號(hào)重復(fù)定位精度均可達(dá) 0.05mm，和 ABB 的 IRB 1600 系列相當(dāng)，不遜于安川 AR1440 的 0.08mm。在臂展上，國(guó)產(chǎn)小負(fù)載焊接機(jī)器人最大工作距 離均能達(dá)到 1400mm 以上，

43、與國(guó)外品牌平齊。而在最大速度上，國(guó)產(chǎn)品牌相較國(guó)外品牌有一 定的差距。根據(jù)資料，點(diǎn)焊機(jī)器人的精度要求一般在 0.25mm 以下，弧焊機(jī)器人要求的重復(fù) 定位精度則應(yīng)小于焊絲直徑的 1/2，即 0.20.4mm。在 2016 年中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟公布的三 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中，弧焊機(jī)器人系統(tǒng)通用技術(shù)條件明確表示重復(fù)定位精度的數(shù)值應(yīng)小于等于 0.2mm。由此可見(jiàn)，國(guó)產(chǎn)品牌焊接機(jī)器人精度足以滿(mǎn)足汽車(chē)焊接生產(chǎn)的需要。表 17：國(guó)內(nèi)外焊接機(jī)器人產(chǎn)品性能對(duì)比國(guó)產(chǎn)品牌國(guó)外品牌埃斯頓新松新時(shí)達(dá)埃夫特ABB庫(kù)卡安川發(fā)那科選取型號(hào)ER6-1600SR10CSA1800ER6-1400IRB 1600-10/1.45KR10 R1

44、420AR1440ARC Mate 100iD用途弧焊專(zhuān)用弧焊、涂裝、上下料、等弧焊專(zhuān)用弧焊、上下料裝配、弧焊、搬運(yùn)等搬運(yùn)、焊接、卸碼垛等弧焊、激光加工、搬運(yùn)等弧焊專(zhuān)用臂展（mm）16001393181814331561142014401441負(fù)載（kg）610866101212自重（kg）164160160145250160130145重復(fù)定位精度（mm）0.080.050.050.050.050.040.080.02最大速度（/s）11481251501751802202602602109150150175180210230240321415016018518527026026044413

45、0036033038538147043055803003203604003114704506696400360600460492700720工作范圍（）11801701651651801701703402-60+140-155+90-90+155-135+75-90+120-185+65-90+1552353-155+80-170+187-190+80-83+170-245+45-137+163-85+150455417018018518020018520038051801351201301151201503606360360360360400350455900資料來(lái)源：各工業(yè)機(jī)器人官網(wǎng)及產(chǎn)品

46、手冊(cè)，在中負(fù)載折彎領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人精度接近部分國(guó)外機(jī)器人型號(hào)，小負(fù)載折彎領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)機(jī)器人精度與國(guó)外相當(dāng)。新時(shí)達(dá) SR85B 系列的重復(fù)精度達(dá) 0.1mm，接近了 ABB 和安川的產(chǎn)品。埃斯頓折彎?rùn)C(jī)器人 ER80（世界首款六自由度折彎專(zhuān)用機(jī)器人）榮獲 CAIMRS-2019 年度“工業(yè)機(jī)器人獎(jiǎng)”，據(jù)埃斯頓公司 2018 年 1 月 19 日投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表：“以折彎?rùn)C(jī)器人為例，埃斯頓對(duì)鈑金折彎有二十多年的技術(shù)沉淀和對(duì)工藝的透徹研究，埃斯頓折彎?rùn)C(jī)器人已占據(jù)該細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域很高的市場(chǎng)份額?！备鶕?jù)無(wú)錫微色奇科技有限公司官網(wǎng)介紹，配天機(jī)器人技術(shù)有限公司生產(chǎn)的 AIR20-A 型號(hào)六軸折彎?rùn)C(jī)器人，在 20

47、kg 的負(fù)重下重復(fù)定位精度可達(dá) 0.03mm。根據(jù) ImRobtic 機(jī)器人在線網(wǎng)絡(luò)及上海圖靈制造機(jī)器人有限公司數(shù)據(jù)顯示，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主要機(jī)器人重復(fù)定位精度較大份額在 0.2mm 及其以上，由此可以顯示國(guó)產(chǎn)機(jī)器人和國(guó)外機(jī)器人均可以滿(mǎn)足目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主要需求。表 18：國(guó)內(nèi)外折彎?rùn)C(jī)器人產(chǎn)品性能對(duì)比國(guó)產(chǎn)品牌國(guó)外品牌埃斯頓新時(shí)達(dá)配天ABB安川發(fā)那科選取型號(hào)ER80-2565-BDSR85BAIR20-AIRB6700-200/2.6MH80M-710iC/70用途折彎專(zhuān)用折彎專(zhuān)用折彎通用通用通用臂展（mm）256525701702260020612050負(fù)載（kg）8085202008070自重（k

48、g）7407302601250555560重復(fù)定位精度（mm）0.20.10.030.050.070.04最大速度（/s）111011017511017016021051051751101401203130130170110160120421521536019023022551601703601502302256205205600210350225工作范圍（）11801801701701803602-67+150-67+150-95+155-65+85-90+1352253-190+66-190+66-95+170-180+70-170+2514404170180185300360720513

49、01201351301252506360360400360360720資料來(lái)源：各工業(yè)機(jī)器人官網(wǎng)及產(chǎn)品手冊(cè)，沖壓機(jī)器人領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)部分機(jī)型精度與國(guó)外品牌精度平齊。埃斯頓 ER170-2650 與新松 SR120D 重復(fù)定位精度達(dá) 0.2mm 與安川 EPH130D 相同，但相對(duì)于庫(kù)卡和發(fā)那科的 0.05mm、 0.03mm 尚存一定差距，有向國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品接近的空間。在小負(fù)載沖壓領(lǐng)域，埃夫特于 2017年推出的 ER12-C304 沖壓機(jī)器人重復(fù)定位精度可達(dá) 0.07mm，向高精度沖壓領(lǐng)域前進(jìn)。另外，據(jù)國(guó)產(chǎn)品牌拓斯達(dá)官網(wǎng)，其在沖壓自動(dòng)化解決方案中運(yùn)用了一款自產(chǎn)沖壓機(jī)械手產(chǎn)品，其重復(fù)定位精度可達(dá) 0

50、.1mm。在在 2016 年中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟公布的三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中，目前埃斯頓等國(guó)產(chǎn)品牌均符合沖壓機(jī)器人系統(tǒng)通用技術(shù)條件顯示的重復(fù)定位精度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表 19：國(guó)內(nèi)外沖壓機(jī)器人產(chǎn)品性能對(duì)比國(guó)產(chǎn)品牌國(guó)外品牌埃斯頓新松埃夫特ABB庫(kù)卡安川發(fā)那科選取型號(hào)ER170-2650SR120DER12-C304IRB6660-130/3.1KR 120 R2700-2EPH130DR-1000iA/130F用途通用沖壓、上下料、鑄造等沖壓專(zhuān)用沖壓等沖壓、噴漆、碼垛等沖壓機(jī)間搬運(yùn)等沖壓等臂展2650300716252544270126512230負(fù)載（kg）17012012130120130130自重（kg）109

51、21400180191010691495675重復(fù)定位精度（mm）0.20.20.070.150.050.20.03最大速度（/s）111410517511012013013021059016513011513011031199015513012013012041201703301501902151705120120-1201801801706160260-240260300250工作范圍（）11801801651801851803602-60+80-76+60-85+40-42+85-140-5-60+762453-95+80-142+230-70+15-20+120-120+168-137

52、.5+23036041803603603003503607205125125-1201201302506360360-300350360720資料來(lái)源：各工業(yè)機(jī)器人官網(wǎng)及產(chǎn)品手冊(cè)，我國(guó)國(guó)產(chǎn)品牌汽車(chē)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)滲透率目前仍低，國(guó)內(nèi)汽車(chē)生產(chǎn)商主要運(yùn)用的還是國(guó)外品牌機(jī)器人。通過(guò)對(duì)不同種類(lèi)機(jī)器人的工作參數(shù)分析，我們認(rèn)為目前國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的加工精度雖不及四大家族，但對(duì)于當(dāng)前汽車(chē)制造業(yè)的加工要求已能夠滿(mǎn)足，未來(lái)伴隨我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的加工精度也會(huì)提高，有追趕國(guó)外品牌的潛力。由于進(jìn)入汽車(chē)行業(yè)需要一段時(shí)間的認(rèn)證周期，需要下游企業(yè)對(duì)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品力進(jìn)行確認(rèn)，在國(guó)產(chǎn)化的大趨勢(shì)下，我們認(rèn)為國(guó)產(chǎn)品牌汽車(chē)

53、工業(yè)機(jī)器人擴(kuò)增本土市場(chǎng)份額指日可待。表 20：國(guó)外品牌機(jī)器人廠商及其在汽車(chē)行業(yè)客戶(hù)、特點(diǎn)分析情況廠商客戶(hù)特點(diǎn)ABB比亞迪西安、江淮汽車(chē)、吉利汽車(chē)成都、東風(fēng)日產(chǎn)、大連、廣汽本田、長(zhǎng)城保定、長(zhǎng)安福特、寶馬鐵西、長(zhǎng)安汽車(chē)北京工廠、上海大眾寧波工廠、上海大眾價(jià)格最高，關(guān)鍵零部件從日本進(jìn)口，軟件系統(tǒng)最優(yōu)儀征工廠、上海大眾南京工廠、一汽大眾佛山工廠、成功汽車(chē)操作簡(jiǎn)單，最易上手，可靠性略低于日系庫(kù)卡長(zhǎng)治工廠、北京奔馳、比亞迪騰勢(shì)電動(dòng)車(chē)、奔馳福州工廠、一汽大眾成都工廠發(fā)那科東風(fēng)御風(fēng)襄陽(yáng)工廠、神龍汽車(chē)武漢三工廠、東風(fēng)柳汽工廠、上精度最高，過(guò)載能力比較差海通用東岳工廠、上海通用北盛工廠安川本田、豐田、一汽轎車(chē)，長(zhǎng)

54、安福特馬自達(dá)、南汽依維柯負(fù)載大，穩(wěn)定性高，過(guò)載能力比較強(qiáng)柯馬奇瑞工廠、廣汽菲亞特工廠、廣汽杭州工廠、儀征上汽、嘉定上汽、上海通用、沈陽(yáng)通用、華晨汽車(chē)、華泰鄂爾多斯、長(zhǎng)春一汽、蕪湖奇瑞、重慶長(zhǎng)安性?xún)r(jià)比高川崎杭州福特、一汽豐田、廣汽豐田專(zhuān)為福特、豐田打造，通用性略差資料來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、汽車(chē)工業(yè)邊際改善，產(chǎn)量銷(xiāo)量有望回升隨著全面復(fù)工復(fù)產(chǎn)的推進(jìn)以及促進(jìn)汽車(chē)消費(fèi)政策的出臺(tái)，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)行業(yè)逐漸轉(zhuǎn)暖。汽車(chē)行業(yè)在 2020 年上半年受新冠疫情影響，銷(xiāo)量暫時(shí)陷入低迷。二季度以來(lái)，各級(jí)政府部門(mén)陸續(xù)出臺(tái)鼓勵(lì)汽車(chē)消費(fèi)舉措：上海市印發(fā)關(guān)于促進(jìn)本市汽車(chē)消費(fèi)若干措施的通知；深圳市推出了促進(jìn)新能源汽車(chē)消費(fèi)的政策，放寬

55、個(gè)人新能源小汽車(chē)增量指標(biāo)申請(qǐng)條件，擴(kuò)大個(gè)人增購(gòu)新能源小汽車(chē)車(chē)型范圍，對(duì)個(gè)人新購(gòu)新能源小汽車(chē)給予綜合使用財(cái)政補(bǔ)貼。此外，天津、重慶等城市也出臺(tái)相關(guān)刺激政策，政策托底作用逐漸顯現(xiàn)。圖 21：汽車(chē)制造業(yè)工業(yè)增加值當(dāng)月與累計(jì)同比（%）圖 22：汽車(chē)制造業(yè) PPI 累計(jì)同比與環(huán)比（%）當(dāng)月同比累計(jì)同比環(huán)比累計(jì)同比000012-02 13-02 14-02 15-02 16-02 17-02 18-02 19-02 20-0210203040.4.2013-08.214-0815-0816-0817-0818-0819-0820-08.4.6.81.2.430021-0-0-0-0-1-1資料來(lái)源：Win

56、d，資料來(lái)源：Wind，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2020 年1-11 月汽車(chē)工業(yè)增加值持續(xù)強(qiáng)勢(shì)V 型回升，由年初的-31.80%回升至 6.3%，11 月當(dāng)月汽車(chē)工業(yè)增加值同比增速為 11.10%，持續(xù)維持高位。從 PPI 數(shù)據(jù)來(lái)看，2020 年 1-12 月汽車(chē)制造業(yè) PPI 累計(jì)同比為-0.40%，降幅持續(xù)小幅縮窄，與年初相比小幅回升，2020 年 12 月汽車(chē)制造業(yè) PPI 環(huán)比為-0.2%，我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)正在邊際改善。汽車(chē)銷(xiāo)量持續(xù)回暖，2021 年仍有望保持增長(zhǎng)趨勢(shì)。從需求端看，根據(jù)歷史汽車(chē)銷(xiāo)量數(shù)據(jù)，在一個(gè)自然年度當(dāng)中通常下半年汽車(chē)銷(xiāo)量明顯高于上半年，9-12 月為汽車(chē)銷(xiāo)售旺季。2020年下

57、半年，政策刺激疊加疫情期間延后釋放的消費(fèi)需求，汽車(chē)銷(xiāo)量有逐漸上升的趨勢(shì)。從供給端看，2020 年 1-12 月汽車(chē)制造業(yè)固定資產(chǎn)投資完成額累計(jì)同比由年初的-41.00%回升至-12.40%，固定資產(chǎn)投資完成額的邊際修復(fù)為汽車(chē)產(chǎn)量上升提供了支持，反映了汽車(chē)行業(yè)的信心正在恢復(fù)。圖 23：乘用車(chē)銷(xiāo)量及同比情況圖 24：乘用車(chē)銷(xiāo)量累計(jì)銷(xiāo)量及同比情況銷(xiāo)量:乘用車(chē):當(dāng)月值銷(xiāo)量:乘用車(chē):當(dāng)月同比銷(xiāo)量:乘用車(chē):累計(jì)值銷(xiāo)量:乘用車(chē):累計(jì)同比300000025000002000000150000010000005000006040200-20-40-60-80300000002500000020000000150

58、000001000000050000003020100-10-20-30-40013-01 14-01 15-01 16-01 17-01 18-01 19-01 20-01-1000-50Dec-13 Dec-14 Dec-15 Dec-16 Dec-17 Dec-18 Dec-19 Dec-20資料來(lái)源：Wind，資料來(lái)源：Wind，工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)回暖趨勢(shì)明顯，國(guó)產(chǎn)汽車(chē)工業(yè)機(jī)器人空間廣闊國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)回暖趨勢(shì)明顯，12 月機(jī)器人產(chǎn)量同比增速達(dá) 32.40%，2020 全年累計(jì)產(chǎn)量增速達(dá)到 19.1%。2009-2016 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)銷(xiāo)量保持高速增長(zhǎng)，2017 年末開(kāi)始，由于下游

59、 3C 及汽車(chē)市場(chǎng)景氣承壓，相應(yīng)固定資產(chǎn)投資放緩，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量增速開(kāi)始持續(xù)下行。2019 年四季度起，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)逐漸復(fù)蘇，2019 年 Q4 產(chǎn)量同比大幅上升 54.53%。2020 年 Q1 工業(yè)機(jī)器人在疫情影響最嚴(yán)重的期間，展現(xiàn)出了行業(yè)的韌性，產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)同比 7.16%的增長(zhǎng)。2020 年第二季度開(kāi)始工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量呈現(xiàn)持續(xù)強(qiáng)勢(shì)復(fù)蘇。2019 年 10 月至今，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量連續(xù)同比增速為正，行業(yè)回暖趨勢(shì)明顯。圖 25：中國(guó)工業(yè)機(jī)器人當(dāng)月產(chǎn)量及當(dāng)月同比圖 26：中國(guó)工業(yè)機(jī)器人累計(jì)產(chǎn)量及累計(jì)同比35000300002500020000150001000050000120工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)

60、量同比100806040200-20-402500002000001500001000005000008000%工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量：累計(jì)累計(jì)同比7000%6000%5000%4000%3000%2000%1000%0%-1000%-2000%-3000%15-12 16-06 16-12 17-06 17-12 18-06 18-12 19-06 19-12 20-06 20-1215-12 16-06 16-12 17-06 17-12 18-06 18-12 19-06 19-12 20-06 20-12資料來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，資料來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，制造業(yè)勞動(dòng)力成本逐漸提高，驅(qū)動(dòng)中國(guó)工業(yè)機(jī)器人密