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2017年中國整機組裝與檢測自動化行業未來發展趨勢分析
2017/4/21 10:24:16 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:1、整機組裝自動化發展強勁,市場容量數百億 整機組裝環節質量要求高,技術需求廣泛。整機組裝是3C產品生產過程中的最后一個階段,它包括裝配、調整、檢驗和試驗等環節,且產品的最終質量由裝配保證。電子產品整機裝配工作的主要特點是:(1)、在結構上1、整機組裝自動化發展強勁,市場容量數百億
整機組裝環節質量要求高,技術需求廣泛。整機組裝是3C產品生產過程中的最后一個階段,它包括裝配、調整、檢驗和試驗等環節,且產品的最終質量由裝配保證。電子產品整機裝配工作的主要特點是:(1)、在結構上以組成整機構件和機殼,通過零件固緊或其他方法,進行由內到外的按順序安裝;(2)、裝配技術由多種基本技術組成;(3)、裝配質量難以進行定量分析,常用目測和手感來判斷。從裝配原理上可以把電子產品整機裝配方法分為功能法、組件法、功能組件法三類。
3C產品制造流程
數據來源:公開資料整理
整機組裝設備種類繁多。從總體生產過程來看,所需組裝設備主要有:主板組裝設備(SMT、PCB 生產設備)、面板組裝設備(LCM 模組組裝設別)、整機組裝設備(工業機器人和各種檢測設備)。3C 產品整機組裝需要用到的設備主要包括工業機器人、檢測設備和傳送設備。工業機器人,主要是指機械臂+夾具,負責上下料和裝配;檢測設備可以分外觀檢測和功能檢測兩類,國內外目前主要采用的是 AOI 檢測設備;傳送設備,主要是自動傳送帶,負責將部件運送到不同工位。
整機組裝自動化前景廣闊。據預測,整機組裝自動化市場空間約 150—250 億,每年更換需求約 60—100 億。我國設備生產商在 3C 領域中占據重要地位,一是得益于我國 3C 零部件廠商的蓬勃發展,豐富了下游國產設備的采購;二是因為國產設備商能夠在保持品質的同時兼具價格優勢。2、 AOI檢測設備市場廣闊
AOI檢測設備已成為重要質量檢測設備。AOI(Automatic Optical Inspector)檢測設備,又名 AOI 光學自動檢測設備。隨著電子產品整機裝配質量檢驗要求的提高,AOI 檢測設備現已成為電子制造業確保產品質量的重要檢測工具和過程質量控制工具。
AOI應用領域廣泛。AOI 檢測設備主要應用于 PCB、FPD、半導體等行業。在早期的 PCB生產中,檢測主要由人工目檢配合電檢測來完成,隨著電子技術的發展,PCB 布線密度不斷提高,人工目檢難度增大,誤判率升高,AOI 自動光學檢測儀越來越多地應用于 PCB 制造中。FPD 質量檢測是保證產品質量的重要環節,傳統人工肉眼翻查缺陷檢測方式主觀性大,誤檢、漏檢率高。基于數字圖像處理的 AOI 檢測設備具有精度高、速度快、無接觸的優點,能夠克服人工檢測的弊端,在顯示器缺陷檢測行業有良好的應用前景,從前道的 ITO 玻璃檢測、背光模組檢測,到 Cell 貼合、LCD 模組的 COG 設備、對位貼合、切割機、飛針探測設備等,都離不開 AOI 相關設備。
滲透率逐步提升,市場空間廣闊。未來 AOI 自動化檢測滲透率將逐步提升。從宏觀的層面來看,AOI 自動檢測設備的滲透率提升主要受兩方面影響:1)一方面,電子行業更新換代的周期較短,總體朝著小型化以及低能耗化的方向發展,因此其產品的元器件設計也更趨于微型化,其組件在裝配過程中越來越不可能采用人工檢視的方式,必須采用自動檢測設備;2)另一方面,近年來人力成本快速上升,電子制造企業出于對產品質量和成本控制的需求,將加速 AOI 檢測設備替代人工的進程。
AOI檢測設備應用領域占比
數據來源:公開資料整理
我國PCB產業預測
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3、3C自動化率尚低,機器換人勢在必行
1)提高3C產業自動化大勢所趨
3C產業利潤率不斷降低。我國在全球 3C產品的生產鏈條中處于下游,整體利潤率低。一方面,我國 3C 生產企業由于不掌握核心技術,對上下游議價能力較弱,盈利能力亦處于較低水平。直接表現在 2005 年之后 3C 產業營收增速逐年降低;另一方面,由于我國勞動力價格持續上漲,我國制造業就業人員平均工資逐漸上漲,2015 年上升到 55324 元(人/年)。這導致我國 3C 制造企業的成本優勢逐漸喪失,從某種程度上抵消了我國 3C制造行業產業鏈地位提升與技術升級帶來的紅利。
我國 3C行業制造業營業收入及增速
數據來源:公開資料整理
我國 3C行業制造業人均工資及增速
數據來源:公開資料整理
3C自動化水平逐年攀升。據統計,3C 制造業固定資產投資中有 40%投向 3C 制造設備。近年來,伴隨著 3C 行業的繁榮持續,我國 3C 制造業固定資產投資逐年攀升,由 2009年的 2623 億元上漲到 2015 年的 9035 億元。然而,我國 3C 制造業的從業人員的增長勢頭卻逐年下降。考慮到 3C 制造業工業銷售產值的逐年攀升、制造業就業人員平均工資的逐漸上漲、3C 制造業固定資產投資的持續增長等因素,行業規模的上升而行業從業人數下降的成為促使我國 3C 制造業自動化水平的逐步攀升的主要原因。
3C自動化設備需求大增,未來一片光明。我國 3C 自動化設備應用廣泛,市場空間廣闊。伴隨著制造業勞動力成本的上升,華為、富士康等先進企業在生產 3C 產品時已經逐漸謀求用自動化設備進行生產。行業的變革帶來對 AOI 檢測設備、工業機器人等自動化生產設備的大量需求。
2)工業機器人助力 3C 自動化提升
工業機器人在3C 產品制造上的應用:工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人,是自動執行工作的機器裝置,靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮,也可以按照預先編排的程序運行,現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。
3C產業工業機器人有四種。在 3C 電子行業,機器人的應用種類有大概四種,一是直角坐標為代表的模塊化機器人,一種是 SCARA4 軸關節機器人,一種是傳統六軸機器人,最后一種是雙臂機器人。現階段,直角坐標機器人應用比例最高,產品性能較為穩定。
直角坐標機器人利弊半參。不同類型的機器人均有不同的應用范圍,但針對 3C 電子尤其是手機制造而言,直角坐標機器人現階段更具針對性。直角坐標機器人是模塊化的初級階段,由 X,Y,Z 三軸直交組合而成。其優點是可由單軸模組快速組合和重構;算法簡單,通常通過直線差補和圓弧插補即可實現空間曲線和軌跡;精度高,成本低,可直接嫁接到自動化設備和生產線中。同時,它的缺點是本體結構缺乏柔性,空間利用率低;工作死角區域大,狹小空間無法進入,容易與周圍物體發生干涉和碰撞;行程變更難度大。不可逆轉。
可擴展串聯機器人優勢明顯。比直角坐標機器人更為高級的是可擴展串聯機器人。它一般由四到六個關節模塊組成,臂長可以調節或更換。其優點包括可根據現場需要選擇軸數和調節臂長;空間利用率高,可深入狹小空間;本體輕型化后,比傳統機器人更為輕便。與此同時,它也存在缺點,比如僅適用比較輕型的場合,對 3C 行業是優點;剛性較直角坐標要差。控制趨于復雜;精度控制難度加大。
機器人優劣比較
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