Ngành công nghiệp robot hàn thông minh: Hàn thông minh là xu hướng tất yếu, và sự tăng trưởng về sản lượng trong ngành kết cấu thép sắp diễn ra.

Robot hàn thông minhNgành công nghiệp: Hàn thông minh là xu hướng tất yếu, và ngành công nghiệp kết cấu thép sắp chứng kiến ​​sự tăng trưởng mạnh mẽ.

1. Tổng quan thị trường robot hàn

Robot hàn: Một trong những loại robot công nghiệp chính, với xu hướng phát triển hướng đến trí thông minh.

 

Robot hàn là một trong những loại robot công nghiệp quan trọng nhất. Là thiết bị tiêu biểu nhất trong sản xuất thông minh, việc ứng dụng robot công nghiệp quy mô lớn là một hướng đi quan trọng cho sản xuất tương lai nhằm thay thế lao động bằng máy móc và nâng cao hiệu quả sản xuất.

 

Năm 2022, robot hàn chiếm khoảng 16% tổng số robot công nghiệp mới được lắp đặt trên toàn thế giới, chỉ đứng sau robot nâng hạ.

 
Robot hàn truyền thống (dùng để giảng dạy) đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô, 3C và các ngành khác, nhưng không thể xử lý các quy trình hàn không tiêu chuẩn trong kết cấu thép, đóng tàu và các lĩnh vực khác.

 

Robot hàn truyền thống có hiệu suất cao, độ chính xác cao và chất lượng ổn định, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp có tính tiêu chuẩn hóa cao.quy trình hàn khối lượng lớnVí dụ như trong ngành ô tô, điện tử 3C, sản phẩm kim loại và máy móc xây dựng, công nghệ hàn tự động thay thế hầu hết các công việc hàn thủ công.

 
Tuy nhiên, trong các ngành công nghiệp như kết cấu thép và đóng tàu, hàn có đặc điểm là đa dạng về chủng loại, sản xuất theo lô nhỏ và các chi tiết không đạt tiêu chuẩn, đòi hỏi phải có công nghệ hàn thông minh để đáp ứng nhu cầu sản xuất linh hoạt như vậy.

Cấu tạo của robot hàn

Robot hàn chủ yếu gồm hai phần: thân robot và thiết bị hàn hỗ trợ.

 

Thân robot chủ yếu bao gồm...Cánh tay robot 6 trục và bộ điều khiểnBao gồm các thành phần cốt lõi như hệ thống điều khiển, bộ giảm tốc và động cơ servo. Thiết bị hàn hỗ trợ bao gồm nguồn điện hàn, mỏ hàn chuyên dụng, bộ cấp dây tự động, v.v.

 
Về sự khác biệt cấu trúc:
  • Robot hàn truyền thống được trang bị bộ điều khiển cầm tay.
  • Robot hàn thông minh được tích hợp phần mềm và cảm biến tiên tiến, loại bỏ nhu cầu lập trình thủ công. Chúng có thể tự điều chỉnh các thông số và đường dẫn xử lý mà không cần bộ điều khiển cầm tay.

Ứng dụng hạ nguồn

Robot hàn truyền thống và robot hàn thông minh phục vụ lần lượt cho các ngành công nghiệp tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn.

 

Robot hàn truyền thống với khả năng thực hiện một quy trình duy nhất chỉ đáp ứng được nhu cầu của các ngành công nghiệp tiêu chuẩn hóa, chủ yếu là ô tô và điện tử 3C.

 
Năm 2023, ngành công nghiệp ô tô chiếm 36,9%, ngành điện tử 3C chiếm 10,5% và ngành sản phẩm kim loại chiếm 10,0% nhu cầu sử dụng robot hàn truyền thống.
 
Robot hàn truyền thống không thể thay thế máy móc trong các ngành công nghiệp phi tiêu chuẩn, do đó hàn thông minh là giải pháp tối ưu.

 

Các ngành công nghiệp kết cấu thép, đóng tàu và các ngành khác có nhu cầu hàn rất phi tiêu chuẩn, sản xuất theo lô nhỏ, đa dạng chủng loại và theo dự án, với các yêu cầu quy trình phức tạp và thay đổi liên tục. Việc sử dụng robot truyền thống sẽ làm tăng đáng kể khối lượng công việc lập trình và huấn luyện thủ công, trong khi chi phí không thể giảm bớt thông qua sản xuất hàng loạt — do đó, việc thay thế bằng máy móc trong các lĩnh vực này trước đây còn hạn chế.

 
Trong tương lai, khi robot hàn thông minh ngày càng hoàn thiện, tỷ lệ ứng dụng của chúng trong các ngành công nghiệp phi truyền thống dự kiến ​​sẽ tiếp tục tăng.

Nhu cầu tiêu thụ khổng lồ ở khâu hạ nguồn

Các ngành công nghiệp như kết cấu thép và đóng tàu có nhu cầu hàn rất lớn và tiềm năng thay thế bằng máy móc rất cao.

 

Các ngành công nghiệp hàn có nhu cầu cao tại Trung Quốc bao gồm ô tô và phụ tùng ô tô, kết cấu thép và đóng tàu.

 
Theo ước tính của các hiệp hội ngành và GG Robot:
  • Các ngành kết cấu thép, ô tô và phụ tùng ô tô, công nghiệp nặng và hàng không vũ trụ sẽ tăng trưởng ở mức một chữ số.
  • Ngành đóng tàu đang trong chu kỳ tăng trưởng rõ rệt và dự kiến ​​sẽ duy trì tốc độ tăng trưởng tương đối cao trong những năm tới.
  • Lĩnh vực năng lượng mới đang mở rộng nhanh chóng, với dự báo tăng trưởng hai chữ số.

2. Hàn thông minh: Nhu cầu cấp thiết trong ngành kết cấu thép và đóng tàu, dự báo tăng trưởng sản lượng trong tương lai gần.

Nguyên nhân dẫn đến việc thay thế máy móc trong kết cấu thép: Nhu cầu hàn tăng cao, thiếu hụt lao động và chi phí leo thang.

Sự cần thiết

Sự phát triển lành mạnh của ngành công nghiệp kết cấu thép duy trì nhu cầu hàn ngày càng tăng.

 

Năm 2022, tổng sản lượng gia công và chế tạo kết cấu thép của Trung Quốc đạt 101,4 triệu tấn.

 

TheoKế hoạch 5 năm lần thứ 14 và tầm nhìn đến năm 2035 cho ngành kết cấu thépTheo kế hoạch, sản lượng sẽ đạt 140 triệu tấn vào năm 2025 và 200 triệu tấn vào năm 2035, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) dự kiến ​​khoảng 5% trong thập kỷ tới. Nhu cầu về vật liệu hàn dự kiến ​​sẽ tăng trưởng song song với sản lượng.

 
Hiện đang thiếu hụt trầm trọng các thợ hàn có tay nghề cao.

 

Hàn kết cấu thép đòi hỏi điều kiện làm việc khắc nghiệt và trình độ chuyên môn cao. Khi các thợ hàn lớn tuổi nghỉ hưu và thế hệ trẻ ít có hứng thú tham gia nghề này, tình trạng thiếu thợ hàn ngày càng trầm trọng.

 
Theo trang web của Chính phủ Trung Quốc, thợ hàn đứng thứ 12 trong số 100 nghề nghiệp có nhu cầu cao nhất tại Trung Quốc trong quý 4 năm 2022.

 

TheoHướng dẫn phát triển nhân tài trong lĩnh vực sản xuấtTheo số liệu do các bộ ngành liên quan công bố, khoảng cách về nhân tài trong các lĩnh vực sản xuất trọng điểm sẽ lên tới gần 30 triệu người vào năm 2025, với tỷ lệ thiếu hụt lên tới 48%, đặc biệt là trong các lĩnh vực đóng tàu, sản xuất ô tô, gia công cơ khí công nghiệp và các lĩnh vực khác.

 
Chi phí máy hàn dự kiến ​​sẽ tiếp tục tăng.

 

Mức lương trung bình hàng năm của thợ hàn hiện nay vượt quá 180.000 RMB/người, với mức lương cao hơn đối với thợ hàn lành nghề có thâm niên. Do nguồn cung khan hiếm và nhu cầu ngày càng tăng, tiền lương có khả năng sẽ tiếp tục tăng.

Tính khả thi về mặt kỹ thuật

Công nghệ hàn thông minh đã đạt được những bước đột phá trong việc giải quyết các nút thắt kỹ thuật cốt lõi sau nhiều năm tích lũy kinh nghiệm.

 

Trước đây, do hạn chế về trí thông minh, robot hàn trong nước chỉ có thể thực hiện hàn các chi tiết tiêu chuẩn.

 
Trung Quốc bắt đầu thúc đẩy chiến lược sản xuất thông minh vào năm 2015.

 

Đến năm 2021, các doanh nghiệp hàng đầu đã phát triển năng lực về robot hàn thông minh.

 

Năm 2023, các công ty kết cấu thép lớn đã bắt đầu các ứng dụng thí điểm, cho thấy những trở ngại kỹ thuật đang được khắc phục.

Công ty kết cấu thép Honglu dẫn đầu ngành công nghiệp về việc thay thế máy móc.

Trong báo cáo thường niên năm 2023, Honglu Steel Structure đã liệt kê hàn thông minh là ưu tiên hàng đầu trong sản xuất thông minh.

 

Công ty liên tục đầu tư vào thiết bị thông minh để nâng cao năng lực, cải thiện chất lượng và giảm chi phí.

 
Thành lập viện nghiên cứu hàn đầu tiên của Trung Quốc vào năm 2010, Honglu đã tích cực phát triển các công nghệ liên quan và xây dựng năng lực sản xuất.

 

Công ty này đã đấu thầu số lượng lớn robot hàn thông minh vào tháng 8 năm 2023 và tháng 4 năm 2024, cho thấy công nghệ này đã đáp ứng được các yêu cầu vận hành.

 
Việc thay thế máy móc trong ngành kết cấu thép là một xu hướng ngắn hạn tất yếu, và robot hàn thông minh sẽ cải thiện đáng kể hiệu quả hoạt động của ngành.
 

Công nghiệp nặng: Phát triển ổn định, nhu cầu thay thế máy móc mạnh mẽ.

 
Công nghiệp nặng là trụ cột của nền kinh tế quốc gia, bao gồm sắt thép, máy móc, đóng tàu, điện lực, hóa chất, chế biến khoáng sản và các tiểu ngành khác.
 
Hàn được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp nặng, tuy nhiên các sản phẩm chế tạo theo yêu cầu và sản xuất với số lượng nhỏ vẫn phụ thuộc vào lao động thủ công.

 

Tỷ lệ tự động hóa trong ngành hàn công nghiệp nặng ước tính đạt 50%–60%, vẫn còn nhiều dư địa để thay thế máy móc hơn nữa.

 
Được hỗ trợ bởi sự phục hồi kinh tế toàn cầu và các chính sách khuyến khích, ngành công nghiệp này dự kiến ​​sẽ tăng trưởng khoảng 5% mỗi năm trong những năm tới.
 

3. Thách thức, quy mô thị trường và bối cảnh cạnh tranh của hàn thông minh

Thách thức chính: Các đặc tính phi tiêu chuẩn nổi bật trong hàn kết cấu thép

Các mối hàn được chia thành bốn loại cơ bản theo tiêu chuẩn quốc gia, với nhiều phân loại nhỏ hơn:
  1. Mối nối giáp mí: Loại được sử dụng rộng rãi nhất, có khả năng chịu tải trọng tĩnh và động cao.
  2. Mối nối chồng: Thích hợp cho các tấm thép dưới 12mm, dễ lắp ráp nhưng khả năng chịu tải thấp.
  3. Mối nối góc: Được sử dụng trong các cấu trúc không quan trọng.
  4. Khớp nối chữ T: Được ứng dụng rộng rãi trong các trường hợp yêu cầu chịu tải nhất định.

Độ phức tạp quy trình cao

Hàn là quá trình đòi hỏi sự điều chỉnh phức tạp, linh hoạt và diễn ra trong thời gian thực:
  • Trước khi hàn: Thợ hàn xác định đường đi, hướng và góc của mỏ hàn, trình tự, cường độ dòng điện và điện áp dựa trên hình dạng rãnh và yêu cầu chất lượng.
  • Trong quá trình hàn: Biến dạng nhiệt, độ sâu mối hàn không đồng đều, kiểm soát tốc độ và sửa chữa khuyết tật phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm thực tế, điều này khó có thể được quy chuẩn hóa bằng văn bản.
Các thợ hàn lành nghề thành thạo kỹ thuật hàn vật liệu đặc biệt, nhiều quy trình và phân tích khuyết tật theo thời gian thực với kinh nghiệm thực tiễn sâu rộng.

Ước tính quy mô thị trường — Các giả định chính

  • Nhu cầu thợ hàn trong nước: 350.000 người vào năm 2025, tăng lên 500.000 người trong dài hạn, với mức tăng hàng năm là 15.000 người.
  • Tỷ lệ thay thế robot hàn thông minh: 2% (2024), 5% (2025), 10% (2026).
  • Quá trình thay thế được đẩy nhanh từ năm 2027–2028: tăng trưởng hàng năm lần lượt là 10 và 15 điểm phần trăm, đạt tỷ lệ thay thế dài hạn là 80%.
  • Mỗi robot hàn thông minh thay thế 2,5 thợ hàn.
  • Giá bán lẻ của một hệ thống robot hoàn chỉnh: cố định ở mức 300.000 RMB, nhằm cân bằng việc giảm chi phí nhờ mở rộng quy mô và việc tăng giá do độ phức tạp của sản phẩm.

Thời gian đăng bài: 19/03/2026