工業(yè)機器人市場發(fā)展狀況及趨勢分析

文:2013年第五期

工業(yè)機器人市場發(fā)展 狀況及趨勢分析

機器人定義
  在科技界,科學家會給每一個科技術(shù)語一個明確的定義,但機器人問世已有幾十年,機器人的定義仍然仁者見仁,智者見智,沒有一個統(tǒng)一的意見。原因之一是機器人還在發(fā)展,新的機型,新的功能不斷涌現(xiàn)。根本原因主要是因為機器人涉及到了人的概念,成為一個難以回答的哲學問題。就像機器人一詞最早誕生于科幻小說之中一樣,人們對機器人充滿了幻想。也許正是由于機器人定義的模糊,才給了人們充分的想象和創(chuàng)造空間。 其實并不是人們不想給機器人一個完整的定義,自機器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機器人。但隨著機器人技術(shù)的飛速發(fā)展和信息時代的到來,機器人所涵蓋的內(nèi)容越來越豐富,機器人的定義也不斷充實和創(chuàng)新。

機器人的分類
  家務(wù)型機器人:能幫助人們打理生活,做簡單的家務(wù)活。 操作型機器人:能自動控制,可重復編程,多功能,有幾個自由度,可固定或運動,用于相關(guān)自動化系統(tǒng)中。 程控型機器人:按預先要求的順序及條件,依次控制機器人的機械動作。 示教再現(xiàn)型機器人:通過引導或其它方式,先教會機器人動作,輸入工作程序,機器人則自動重復進行作業(yè)。數(shù)控型機器人:不必使機器人動作,通過數(shù)值、語言等對機器人進行示教,機器人根據(jù)示教后的信息進行作業(yè)。 感覺控制型機器人:利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作。 適應控制型機器人:能適應環(huán)境的變化,控制其自身的行動。 學習控制型機器人:能“體會”工作的經(jīng)驗,具有一定的學習功能,并將所“學”的經(jīng)驗用于工作中。 智能機器人:以人工智能決定其行動的機器人。

  我國的機器人專家從應用環(huán)境出發(fā),將機器人分為兩大類,即工業(yè)機器人和特種機器人。所謂工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進機器人,包括:服務(wù)機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農(nóng)業(yè)機器人、機器人化機器等。在特種機器人中,有些分支發(fā)展很快,有獨立成體系的趨勢,如服務(wù)機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。目前,國際上的機器人學者,從應用環(huán)境出發(fā)將機器人也分為兩類:制造環(huán)境下的工業(yè)機器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機器人,這和我國的分類是一致的。 空中機器人又叫無人機器,近年來在軍用機器人家族中,無人機是科研活動最活躍、技術(shù)進步最大、研究及采購經(jīng)費投入最多、實戰(zhàn)經(jīng)驗最豐富的領(lǐng)域。80多年來,世界無人機的發(fā)展基本上是以美國為主線向前推進的,無論從技術(shù)水平還是無人機的種類和數(shù)量來看,美國均居世界之首位。

工業(yè)機器人主要應用領(lǐng)域分析
  目前,工業(yè)機器人已廣泛應用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中,弧焊機器人、點焊機器人、分配機器人、裝配機器人、噴漆機器人及搬運機器人等工業(yè)機器人都已被大量采用。

  汽車制造業(yè)是工業(yè)機器人最大的應用領(lǐng)域,對工業(yè)機器人發(fā)展的帶動作用最強。在工業(yè)機器人全部的需求中,汽車行業(yè)的占比普遍在20%以上。除了汽車行業(yè),對機器人的需要大大提高的是電子行業(yè)。在亞洲應用在電子行業(yè)的工業(yè)機器人,占了總數(shù)的30%以上,是工業(yè)機器人的最大用戶,這與全球范圍內(nèi)汽車工業(yè)是工業(yè)機器人的最大用戶有所不同。

工業(yè)機器人下游行業(yè)分析
  目前,國際上的工業(yè)機器人公司主要分為日系和歐系。日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司的產(chǎn)品。歐系中主要有德國的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奧地利的IGM公司。工業(yè)機器人已成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、工廠自動化(FA)、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動工具。 我國工業(yè)機器人是從20世紀80年代開始起步,經(jīng)過二十年余年的努力,已經(jīng)形成了一些具有競爭力的工業(yè)機器人研究機構(gòu)和企業(yè)。先后研發(fā)出弧焊、點焊、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機器人。近幾年,我國工業(yè)機器人及含工業(yè)機器人的自動化生產(chǎn)線相關(guān)產(chǎn)品的年產(chǎn)銷額已突破十億元。目前國內(nèi)市場年需求量在3000臺左右,年銷售額在20億元以上。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,中國市場上工業(yè)機器人總共擁有量近萬臺,占全球總量的0.56%,其中完全國產(chǎn)工業(yè)機器人(行業(yè)內(nèi)規(guī)模比較大的前三家工業(yè)機器人企業(yè))行業(yè)集中度占30%左右,其余都是從日本、美國、瑞典、德國、意大利等20多個國家引進的。國產(chǎn)工業(yè)機器人目前主要以國內(nèi)市場應用為主,年出口量為100臺左右,年出口額為0.2億以上。

  工業(yè)機器人50%以上用在汽車領(lǐng)域,當前工業(yè)機器人的應用領(lǐng)域主要有弧焊、點焊、裝配、搬運、噴漆、檢測、碼垛、研磨拋光和激光加工等復雜作業(yè)。

  目前,國際上工業(yè)機器人技術(shù)在制造業(yè)應用范圍越來越廣闊,現(xiàn)已從傳統(tǒng)制造業(yè)推廣到其他制造業(yè),進而推廣到諸如采礦、建筑、農(nóng)業(yè)、災難救援等各種非制造行業(yè)。但汽車工業(yè)仍是工業(yè)機器人的主要應用領(lǐng)域。據(jù)了解,美國60%的工業(yè)機器人用于汽車生產(chǎn);全世界用于汽車工業(yè)的工業(yè)機器人已經(jīng)達到總用量的37%,用于汽車零部件的工業(yè)機器人約占24%。

  在我國,工業(yè)機器人的最初應用是在汽車和工程機械行業(yè),主要用于汽車及工程機械的噴涂及焊接。目前,由于機器人技術(shù)以及研發(fā)的落后,工業(yè)機器人還主要應用在制造業(yè),非制造業(yè)使用的較少。據(jù)統(tǒng)計,近幾年國內(nèi)廠家所生產(chǎn)的工業(yè)機器人有超過一半是提供給汽車行業(yè)??梢?,汽車工業(yè)的發(fā)展是近幾年我國工業(yè)機器人增長的原動力之一。

國內(nèi)工業(yè)機器人市場銷售情況分析
  工業(yè)機器人誕生于20世紀60年代,在20世紀90年代得到迅速發(fā)展,是最先產(chǎn)業(yè)化的機器人技術(shù)。它是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術(shù),是當代研究十分活躍、應用日益廣泛的領(lǐng)域。 它的出現(xiàn)是為了適應制造業(yè)規(guī)?;a(chǎn),解決單調(diào)、重復的體力勞動和提高生產(chǎn)質(zhì)量而代替人工作業(yè)。 發(fā)達國家的使用經(jīng)驗表明:使用工業(yè)機器人可以降低廢品率和產(chǎn)品成本,提高了機床的利用率,降低了工人誤操作帶來的殘次零件風險等,其帶來的一系列效益也是十分明顯的,例如減少人工用量、減少機床損耗、加快技術(shù)創(chuàng)新速度、提高企業(yè)競爭力等。機器人具有執(zhí)行各種任務(wù)特別是高危任務(wù)的能力,平均故障間隔期達60000小時以上,比傳統(tǒng)的自動化工藝更加先進。 目前,我國進口的工業(yè)機器人主要來自日本,日本對華出口的機器人占我國進口的工業(yè)機器人的一半,其他如歐洲品牌機器人,如ABB、KUKA、COMAU,占據(jù)市場的另一半。

  隨著我國從勞動密集型向現(xiàn)代化制造業(yè)方向發(fā)展,雖然機器人保有量達到一定的規(guī)模,但與發(fā)達國家相比仍然有不少差距。中國仍然是世界上相對比較落后的國家。面對中國這樣龐大的市場,每一個機器人供應商都有著非常大的用武之地。

2012年中國機器人市場持續(xù)擴容,2015年有望全球最大
  中國工業(yè)機器人市場繼續(xù)表現(xiàn)強勁,市場容量不斷擴大。2010年,中國機器人市場銷量為14,980臺,2011年達到22,577臺,同比增長50.7%。而據(jù)中國機器人網(wǎng)提供的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù),2012年中國工業(yè)機器人銷量達到28,042臺,同比增長24.2%。預計到2015年,中國機器人市場需求總量將達35,000臺,占全球比重16.9%,成為規(guī)模最大的市場(如圖1)。

圖1 2010年-2012年中國機器人市場銷量

圖1 2010年-2012年中國機器人市場銷量

2012年機器人銷量Top 10廠商,洋品牌依舊領(lǐng)先
  在中國機器人市場,銷量占據(jù)前十位的仍以國外品牌為主。其中,發(fā)那科3,900臺,安川3,850臺,庫卡3,470臺,ABB 3,200臺,歐地希2,000臺,松下1,600臺,新松1,220臺,川崎、那智和現(xiàn)代三家廠商的銷量均為1,000臺左右(如圖2)。

圖2 2012年機器人銷量TOP 10廠商

圖2 2012年機器人銷量TOP 10廠商

2009年-2012年工業(yè)機器人四巨頭銷量走勢
  發(fā)那科、安川、庫卡和ABB被稱為在國際工業(yè)機器人行業(yè)四巨頭,2009年至2012年這四年間,這四家廠商在華銷量整體呈明顯上揚趨勢。2012年其銷量總和達14,470臺,占當年中國機器人市場銷量的53.8%(如圖3)。

圖3 2009年-2012年工業(yè)機器人四巨頭在華銷量走勢

圖3 2009年-2012年工業(yè)機器人四巨頭在華銷量走勢

2012年本土品牌機器人銷量Top 5
  去年國內(nèi)機器人市場表現(xiàn)最佳者為沈陽新松機器人有限公司,銷量達1,220臺,緊隨其后的依次為東莞啟帆400臺,安徽埃夫特200臺,上海沃迪200臺,廣州數(shù)控170臺(如圖4)。

圖4 2012年本土品牌機器人銷量TOP 5

圖4 2012年本土品牌機器人銷量TOP 5

本土品牌與獨資/合資品牌機器人市場占有率對比
  2012年本土品牌機器人銷量僅為2,252臺,而獨資及合資品牌銷量高達25,790臺,市場占有率分別為8.7%和91.3%(如圖5)。

圖5 2012年本土品牌與獨資/合資品牌市場占有率對比

圖5 2012年本土品牌與獨資/合資品牌市場占有率對比

目前我國工業(yè)機器人的狀況及趨勢分析
  國家“十二五”規(guī)劃中將機器人及智能制造裝備產(chǎn)業(yè)作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,工業(yè)和信息化部制定的《高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中,將包括機器人在內(nèi)的智能裝備制造確定為發(fā)展重點。機器人產(chǎn)業(yè)將伴隨第三次工業(yè)革命的到來迎來黃金發(fā)展期,在引領(lǐng)傳統(tǒng)裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、促進“中國制造”向“中國智造”邁進中發(fā)揮重要作用。

機器人將重新定位工業(yè)革命
  “中國以往‘人口紅利’的優(yōu)勢正在趨于消失,這將使中國經(jīng)濟增長趨勢出現(xiàn)一些新的變化。隨著新一輪城市化浪潮的興起,勞動力成本的提升不得不靠機器人來做補充。相關(guān)研究報告顯示,低端勞動力短缺和勞動力價格上漲是機器人產(chǎn)業(yè)增長的驅(qū)動力,尤其在生產(chǎn)節(jié)拍高的自動化生產(chǎn)線和惡劣的環(huán)境中,機器人能提供穩(wěn)定的高效率與高質(zhì)量的產(chǎn)品。從機器人產(chǎn)業(yè)在全球制造業(yè)重新布局中所扮演的角色,更能窺見一斑。美國政府在后金融危機時代鄭重提出“再工業(yè)化”,著力發(fā)展人工智能、機器人和數(shù)字化制造等組成的高端制造業(yè),搶占新一輪科技和產(chǎn)業(yè)競爭制高點。

我國機器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀喜憂參半
  據(jù)了解,我國工業(yè)機器人行業(yè)目前仍是外國品牌占主導地位。由于機器人在制造業(yè)中的重要戰(zhàn)略地位和未來其巨大的發(fā)展?jié)摿?,我國多個省、市地區(qū)都把機器人作為重點支持發(fā)展產(chǎn)業(yè),將用機器人和信息技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),實現(xiàn)制造模式變革作為未來制造業(yè)競爭利器,從而搶占高端制造的制高點。2011年年底,重慶市提出“把重慶建設(shè)成機器人之都”的構(gòu)想,力爭到2015年,打造機器人產(chǎn)業(yè)研發(fā)、設(shè)計、制造等多種功能于一體的機器人產(chǎn)業(yè)基地。2012年3月,唐山市出臺機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,計劃到2015年建成我國最大的、年產(chǎn)值超過200億元的機器人生產(chǎn)基地。同年10月,上海市提出將聚焦工業(yè)機器人等領(lǐng)域,壯大發(fā)展機器人本體研發(fā)制造,使上海成為我國最大機器人產(chǎn)業(yè)基地,至2015年達到200億元的規(guī)模。成都、杭州、常州、昆山、九江、晉城等全國近30個城市也相繼提出了打造機器人先進產(chǎn)業(yè)基地的構(gòu)想,我國已建成和建設(shè)中的機器人產(chǎn)業(yè)園已達30個。以機器人+智能制造為核心的新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式正在全國展開,形成群起之勢。

核心部件亟待國產(chǎn)化
  工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備。機器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快,已成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、自動化工廠(FA)、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動化工具。

  工業(yè)機器人的核心部件包括機器人本體、減速器、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)四部分,從成本構(gòu)成來看,四部分分別占22%、24%、36%和12%左右。

  據(jù)相關(guān)人士介紹,在減速器和伺服電機等硬件方面,我國企業(yè)與國際巨頭的差距較大,國內(nèi)雖有伺服電機的技術(shù),但產(chǎn)業(yè)化能力不行,而減速機幾乎就沒有產(chǎn)業(yè)化。

  目前,75%精密減速機市場由兩家日本廠商壟斷,國際上主流廠家和國內(nèi)廠家均選用這兩家產(chǎn)品。RV減速機國內(nèi)尚未有成熟產(chǎn)品,諧波減速機國內(nèi)雖有蘇州綠的、中技克美等生產(chǎn),但輸入轉(zhuǎn)速、傳動精度等仍與進口產(chǎn)品差距較大,距大規(guī)模市場化仍較遠。

數(shù)據(jù)來源:中國機器人網(wǎng)數(shù)據(jù)研究中心

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