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2017年中国整机组装与检测自动化行业未来发展趋势分析【图】

2017年04月20日 15:1910000人浏览字号:T|T

    1、整机组装自动化发展强劲,市场容量数百亿

    整机组装环节质量要求高,技术需求广泛。整机组装是3C产品生产过程中的最后一个阶段,它包括装配、调整、检验和试验等环节,且产品的最终质量由装配保证。电子产品整机装配工作的主要特点是:(1)、在结构上以组成整机构件和机壳,通过零件固紧或其他方法,进行由内到外的按顺序安装;(2)、装配技术由多种基本技术组成;(3)、装配质量难以进行定量分析,常用目测和手感来判断。从装配原理上可以把电子产品整机装配方法分为功能法、组件法、功能组件法三类。

3C产品制造流程

数据来源:公开资料整理

    整机组装设备种类繁多。从总体生产过程来看,所需组装设备主要有:主板组装设备(SMT、PCB 生产设备)、面板组装设备(LCM 模组组装设别)、整机组装设备(工业机器人和各种检测设备)。3C 产品整机组装需要用到的设备主要包括工业机器人、检测设备和传送设备。工业机器人,主要是指机械臂+夹具,负责上下料和装配;检测设备可以分外观检测和功能检测两类,国内外目前主要采用的是 AOI 检测设备;传送设备,主要是自动传送带,负责将部件运送到不同工位。
整机组装自动化前景广阔。据预测,整机组装自动化市场空间约 150—250 亿,每年更换需求约 60—100 亿。我国设备生产商在 3C 领域中占据重要地位,一是得益于我国 3C 零部件厂商的蓬勃发展,丰富了下游国产设备的采购;二是因为国产设备商能够在保持品质的同时兼具价格优势。

    2、 AOI检测设备市场广阔

    AOI检测设备已成为重要质量检测设备。AOI(Automatic Optical Inspector)检测设备,又名 AOI 光学自动检测设备。随着电子产品整机装配质量检验要求的提高,AOI 检测设备现已成为电子制造业确保产品质量的重要检测工具和过程质量控制工具。

    AOI应用领域广泛。AOI 检测设备主要应用于 PCB、FPD、半导体等行业。在早期的 PCB生产中,检测主要由人工目检配合电检测来完成,随着电子技术的发展,PCB 布线密度不断提高,人工目检难度增大,误判率升高,AOI 自动光学检测仪越来越多地应用于 PCB 制造中。FPD 质量检测是保证产品质量的重要环节,传统人工肉眼翻查缺陷检测方式主观性大,误检、漏检率高。基于数字图像处理的 AOI 检测设备具有精度高、速度快、无接触的优点,能够克服人工检测的弊端,在显示器缺陷检测行业有良好的应用前景,从前道的 ITO 玻璃检测、背光模组检测,到 Cell 贴合、LCD 模组的 COG 设备、对位贴合、切割机、飞针探测设备等,都离不开 AOI 相关设备。

    渗透率逐步提升,市场空间广阔。未来 AOI 自动化检测渗透率将逐步提升。从宏观的层面来看,AOI 自动检测设备的渗透率提升主要受两方面影响:1)一方面,电子行业更新换代的周期较短,总体朝着小型化以及低能耗化的方向发展,因此其产品的元器件设计也更趋于微型化,其组件在装配过程中越来越不可能采用人工检视的方式,必须采用自动检测设备;2)另一方面,近年来人力成本快速上升,电子制造企业出于对产品质量和成本控制的需求,将加速 AOI 检测设备替代人工的进程。

AOI检测设备应用领域占比

数据来源:公开资料整理

我国PCB产业预测

数据来源:公开资料整理

    3、3C自动化率尚低,机器换人势在必行

    1)提高3C产业自动化大势所趋

    3C产业利润率不断降低。我国在全球 3C产品的生产链条中处于下游,整体利润率低。一方面,我国 3C 生产企业由于不掌握核心技术,对上下游议价能力较弱,盈利能力亦处于较低水平。直接表现在 2005 年之后 3C 产业营收增速逐年降低;另一方面,由于我国劳动力价格持续上涨,我国制造业就业人员平均工资逐渐上涨,2015 年上升到 55324 元(人/年)。这导致我国 3C 制造企业的成本优势逐渐丧失,从某种程度上抵消了我国 3C制造行业产业链地位提升与技术升级带来的红利。

我国 3C行业制造业营业收入及增速

数据来源:公开资料整理

我国 3C行业制造业人均工资及增速

数据来源:公开资料整理

    3C自动化水平逐年攀升。据统计,3C 制造业固定资产投资中有 40%投向 3C 制造设备。近年来,伴随着 3C 行业的繁荣持续,我国 3C 制造业固定资产投资逐年攀升,由 2009年的 2623 亿元上涨到 2015 年的 9035 亿元。然而,我国 3C 制造业的从业人员的增长势头却逐年下降。考虑到 3C 制造业工业销售产值的逐年攀升、制造业就业人员平均工资的逐渐上涨、3C 制造业固定资产投资的持续增长等因素,行业规模的上升而行业从业人数下降的成为促使我国 3C 制造业自动化水平的逐步攀升的主要原因。

    3C自动化设备需求大增,未来一片光明。我国 3C 自动化设备应用广泛,市场空间广阔。伴随着制造业劳动力成本的上升,华为、富士康等先进企业在生产 3C 产品时已经逐渐谋求用自动化设备进行生产。行业的变革带来对 AOI 检测设备、工业机器人等自动化生产设备的大量需求。

    2)工业机器人助力 3C 自动化提升

    工业机器人在3C 产品制造上的应用:工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人,是自动执行工作的机器装置,靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

    3C产业工业机器人有四种。在 3C 电子行业,机器人的应用种类有大概四种,一是直角坐标为代表的模块化机器人,一种是 SCARA4 轴关节机器人,一种是传统六轴机器人,最后一种是双臂机器人。现阶段,直角坐标机器人应用比例最高,产品性能较为稳定。

    直角坐标机器人利弊半参。不同类型的机器人均有不同的应用范围,但针对 3C 电子尤其是手机制造而言,直角坐标机器人现阶段更具针对性。直角坐标机器人是模块化的初级阶段,由 X,Y,Z 三轴直交组合而成。其优点是可由单轴模组快速组合和重构;算法简单,通常通过直线差补和圆弧插补即可实现空间曲线和轨迹;精度高,成本低,可直接嫁接到自动化设备和生产线中。同时,它的缺点是本体结构缺乏柔性,空间利用率低;工作死角区域大,狭小空间无法进入,容易与周围物体发生干涉和碰撞;行程变更难度大。不可逆转。

    可扩展串联机器人优势明显。比直角坐标机器人更为高级的是可扩展串联机器人。它一般由四到六个关节模块组成,臂长可以调节或更换。其优点包括可根据现场需要选择轴数和调节臂长;空间利用率高,可深入狭小空间;本体轻型化后,比传统机器人更为轻便。与此同时,它也存在缺点,比如仅适用比较轻型的场合,对 3C 行业是优点;刚性较直角坐标要差。控制趋于复杂;精度控制难度加大。

机器人优劣比较

数据来源:公开资料整理

    相关报告:智研咨询发布的《2017-2022年中国整机组装与检测自动化市场运营态势及投资前景分析报告

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