中國工業機器人市場發展狀況及前景分析

中國工業機器人市場發展狀況及前景分析

上世紀90年代，美國選擇了信息高速公路的科技發展戰略，而日本選擇了人工智慧和機器人。經過20年，互聯網的發展速度遠遠超過機器人，而美國也站在了科技時代潮流的巔峰。

今天，互聯網依然是主流，然而越來越多的人士卻預測機器人和自動化技術將是下一步改變世界的革命性技術。富士康100萬台機器人計劃就呼應了這一預測。機器人時代來臨毋庸置疑。那麼，此時此刻，中國的產業界是否已經做好準備？IT企業是否能使機器人更加智能化？賽迪智庫裝備工業研究所所長左世全告訴記者，我國本土機器人企業掌握的技術成熟度還不夠，可靠性還要加強。來自四大機器人企業之一的ABB集團中國機器人事業部精密組裝部負責人張暉則告訴記者，工業機器人是一個機電一體化的行業，IT企業可以發展先進的人工智慧軟體系統。

中國需求正在激增

預計到2014年我國工業機器人需求量將達到3.2萬台，成為全球最大的需求國。

工業機器人通常由3個部份組成——機械系統、控制系統與智能系統。機械系統包含驅動機構(如：液壓式、氣動式及電動式)及執行機構(由基座、腰部、臂部、腕部和手部組成)。手部又被稱為末端執行器，視工作用途可以是夾爪、焊槍或噴嘴。控制系統負責計算手部在工作上所需的空間坐標定位、配合基座、腰部、臂部與腕部上的關節軸組轉向，決定機器人的工作姿態。智能系統是通過計算機軟體運算，決定手部最佳的點對點或連續移動路線，及進行干涉分析以避免與工件、夾具和其他設備發生碰撞，並快速地輸出工作程序，指揮控制系統達成所需的工作效果。

西門子工業軟體(SiemensPLMSoftware)亞太區市場部數字化製造市場經理雷偉鳴告訴記者，總體而言，今天的工業機器人是一個集成機電與計算機軟體的系統，企業須掌握良好的機械、伺服電機、精密減速器和感測器系統的工程設計及分析能力，掌握綜合的計算機模擬、可視化和編程實力，並充分了解應用行業的工作準則及需求。

我國工業機器人起步於上世紀70年代初期，經過20多年的發展，大致經歷了3個階段：70年代的萌芽期，80年代的開發期和90年代的適用化期。從開展工業機器人研究至今，中國的工業機器人產業在不斷進步中。

近些年，我國先後湧現出新松機器人、博實自動化、埃夫特(奇瑞裝備)、巨一焊接、廣州數控、沃迪、青島軟控等近60家從事工業機器人生產的企業，但產品產業化應用程度較低，多數處於幾十台的生產規模。

就應用情況來看，近3年市場需求激增，並且由汽車產業向電力和電子、機床、化工等諸多領域拓展，市場需求空間大。2010年開始我國工業機器人需求量激增，比2009年增加了1.7倍，2011年比2010年增加51%，預計到2014年需求量將達到3.2萬台，成為全球最大的需求國。這主要是因為我國勞動成本快速上漲，一些企業開始用工業機器人替代人工。

國外品牌佔據大部分市場

中國80%的市場份額被ABB、FANUC、安川和KUKA四大企業佔據。

近年，機器人的普及化應用，已經由初期的單一機器人工作單元，發展為多個機器人的工作群組，甚至能組成完成整個製造流程的生產線。

談到國際國內的差距，雷偉鳴告訴記者，國際與中國市場對機器人性能的關注都有共同點，如工作空間大、速度快、響應時間短、精度與可靠度高、自重輕、持重大、靈活性高、操作者界面改進、模組化、離線編程(OLP)、節能、操作成本相對低等條件。

但是，由於人工勞動力成本的差異，中國市場對應用機器人執行生產工作時，仍會使用人工進行上料、下料及堆垛的工作，造成自動化水平不夠高以及機器人與人工勞動力比例較國外市場偏低等現象。據國際機器人聯合會數據顯示，中國2011年的這一數字是21台，國際平均水平是55台，其中美國是135台，德國是251台，日本是339台，韓國是347台。

而在中國市場上，日本及歐洲品牌的機器人產品佔據了大部分份額。據了解，中國市場80%的市場份額是被ABB、FANUC、安川和KUKA四大企業佔據。雷偉鳴分析認為，這些國外品牌藉著較早起步的技術優勢和實踐經驗，機器人的性能，尤其是控制系統、智能化與網路化等性能都較中國產品領先。而中國本地開發的機器人產品性能限於關節型裝、點、搬運、碼垛機器人等系列產品，欠缺其自主性，如零件加工精度不夠高、關鍵部件幾乎全靠進口、研發力量零散而不連續、有影響力的本地大企業對自主研發熱情不高、生產批量少等因素，都阻礙著中國機器人產業鏈的發展。

IT機會在於集成合作

機器人控制系統將向著基於PC機的開放型控制器方向發展。

工業機器人涉及技術跨學科、跨領域，而其控制系統堪稱「大腦」，也是IT企業可能有所作為的地方。

控制系統是決定機器人功能和性能的主要因素，它的主要任務就是控制工業機器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡、操作順序及動作的時間等。模塊化、層次化的控制器軟體系統、機器人的故障診斷與安全維護技術、網路化機器人控制器技術等關鍵技術直接影響到工業機器人的速度、控制精度與可靠性。眼下，機器人控制系統將向著基於PC機的開放型控制器方向發展，便於標準化、網路化，伺服驅動技術的數字化和分散化，多感測器融合技術的實用化，以及工作環境設計的優化和作業的柔性化。國際模具及五金塑膠產業供應商協會秘書長羅百輝認為，軟體企業或IT企業在工業機器人領域的發展機遇，主要是針對控制系統與智能系統的自主發展，建立產業化平台，扶持自主品牌整機企業，以規模化應用帶動持續研發，尋求技術突破。這些IT企業會碰到的難題包括制定與普及產業化平台的標準，機電與軟體的系統集成，智能化地提高零件加工的公差精度，提高工程團隊的協同工作能力，形成自主的產業鏈架構，從而擺脫依賴進口技術的束縛。

美國新澤西技術學院(NJIT)機械及工業工程系教授PaulG.Ranky博士表示，軟體和複雜的機器人系統不能真正分開。雖然也有一些機會去創造機器人程序設計和模擬工具，或質量評估和控制軟體工具，以及為工業機器人系統而設的其他工具，但是高級工業機器人是複雜的系統，是由硬體和軟體與設備和諸如感測器網路、視覺系統、其他高級工業機器人和工廠控制自動化系統等其他系統緊密集成的，所以軟體不能被真正分開。

Paul建議，應該看看哪些是最好的工業機器人設計和製造公司，與他們聯繫合作，精心設計集成系統和更多新的應用程序。許多人錯誤地認為，複製軟體就能解決問題。但唯一的解決方案是基於適當的協議，在共同的道德認識和國際版權、設計權法律的基礎上，與這些領先的公司開展合作，並一起創建新的系統。

ABB集團中國機器人事業部精密組裝部負責人張暉也表示，機器人對於IT行業來說也許是一個機會，但是IT企業製造機器人的優勢不明顯，因為他們缺乏相關的機電知識，對於機器人控制和零部件構造的了解也很有限，這些都限制了IT企業參與工業機器人的研發和製造。IT企業可以發展先進的人工智慧軟體系統，但是目前這些系統對於製造工業機器人的貢獻還很有限。

企業觀點

ABB集團中國機器人事業部精密組裝部負責人張暉

使用機器人可顯著提高生產效率

廣義來說，顧名思義，工業機器人最常用於工業製造領域，適合各種工作。其中應用最多的是汽車行業和食品飲料行業。機器人在汽車製造中的焊接、噴塗、動力總成等工藝中已有很多應用。在食品飲料工業，機器人通常用來代替人工進行拾料、碼垛和包裝等作業。

比如今年年初和我們簽訂訂單的一家國內知名乳液集團，他們生產乳品的生產線產量大、產速高，需要大量工人將包裝好的乳品從生產線上撿拾、碼放到包裝箱里。整個過程勞動強度大，但是工作內容又十分繁瑣和枯燥，因此工人流失率非常高。對於企業來說，頻繁的招工會帶來額外的成本，培訓新工人成長為熟練工也需要一定的時間，同時，季節性的招工荒對於企業生產活動的正常開展影響也非常大。

我們的項目團隊在實地考察了生產情況後，為客戶量身定製了一套機器人解決方案。我們利用機器手靈活地模擬人手將乳品從流動的生產線上分揀裝箱。這樣的好處是，相較於不同工人有不同的操作手法，機器人每次拾料的數量和碼放的路徑可以固定下來，這樣可以確保生產質量和生產時間，既方便企業控制質量和產量，也利於他們做生產統計。

在一些需要重勞力的傳統領域，使用機器人可以顯著地提高企業生產效率，減少工人的勞動負擔。

需要指出的是，近年來，電子行業使用機器人的比例也在逐漸增高，正在成為一個非常重要的業務部分。機器人目前比較集中於手機外殼等零部件的加工處理和整機總裝。這些工藝需要很大的人耗，又因為步驟重複容易讓工人工作心情低落，進而影響生產質量的穩定性。機器人的引入可以將人從危險、枯燥和辛苦的工作中解放出來，從事更有價值的工作。

簡而言之，機器人的應用十分廣泛，在離散製造領域，比如3C行業，機器人多參與制造環節；在過程製造領域，比如化工行業，機器人多參加碼垛包裝等後端環節。我們期待未來在越來越多的領域看到工業機器人的身影。

西門子工業軟體亞太區市場部數字化製造市場經理雷偉鳴

機器人可變程序實現「柔性生產」

應用工業機械人的可變程序特性，可以解決多品種、中小批量生產或混流生產的自動化難題，實現「柔性生產」的概念。並且，機器人可以確保產品質量的穩定性、均勻性與一致性，並能節省材料和能源，提高產品的競爭力。此外，機器人也會用於高溫、噪音、粉塵、有毒、輻射、危險的環境下，進行一些單調或重複性的工作，彌補人工勞動力的不足。

西門子工業軟體的Tecnomatix機器人及自動化設備規劃軟體使製造企業能夠通過虛擬方法，完成機器人及自動化系統，包括具有可變生產組合的高度自動化工廠的開發、模擬及試運行。多個工程專業可利用此虛擬環境，規劃並驗證從一個工作單元到整個生產線的製造系統。TecnomatixProcessSimulate技術通過支持系統層面的生產工裝設備離線驗證，實現虛擬試生產。

Tecnomatix機器人及自動化設備規劃方案使製造企業不論使用生產單個產品的專用生產線，還是使用混線模式的生產設施，均能夠縮短新產品的上市時間。此方案可應用於由機器人、人工及其他設施組成的生產系統。這個強大的解決方案可以幫助製造企業提高生產能力，滿足更高的質量目標，並優化車間配置及利用率。

Tecnomatix機器人及自動化設備規劃方案讓製造企業能夠利用一個協同化的3D環境，當構建完整的製造系統時，多位工程師就能夠彼此共享他們的工作單元設計，工程團隊就可以對設計變更進行快速響應，同時制定工作單元及生產線的構建決策。

此外，這個方案提供基於事件的模擬和驗證功能，讓工程團隊能夠利用PLC設備，反映出實際車間中安裝的部件。這些虛擬設備的響應方式與對應的模擬就更一致與精確，同時大幅地縮短了量產的準備時間。它還能模仿不同機器人製造商的編程式控制制器，確保精確的編程、節拍時間及機器人軌跡。圖形化的用戶界面讓工程師可完全控制驗證中的信號。模擬功能使工程團隊更易發現變更，並通過可視化的方法把信息傳達給各個隊員。

應用範圍

工業機器人在工業生產中能代替人做某些單調、頻繁和重複的長時間作業，或是危險、惡劣環境下的作業，例如在衝壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、塗裝、塑料製品成形、機械加工和簡單裝配等工序上，以及在原子能工業等部門中，完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。

應用領域

隨著工業機器人向更深更廣的方向發展以及機器人智能化水平的提高，機器人的應用範圍還在不斷地擴大，已從汽車製造業推廣到其他製造業，進而推廣到諸如採礦機器人、建築業機器人以及水電系統維護維修機器人等各種非製造行業。此外，在國防軍事、醫療衛生、生活服務等領域機器人的應用也越來越多，如無人偵察機(飛行器)、警備機器人、醫療機器人、家政服務機器人等均有應用實例。

國內應用現狀

目前，中國工業機器人正在呈爆髮式增長。相比較2010年，2011年的工業機器人銷售量增加了51%，達到22600部。其中，2006年至2011年間，工業機器人年度供應量增加了4倍。在工業機器人50年的發展歷史中，中國工業機器人的增長速度無人能及，中國將會成為工業機器人第一大消費國，並將做到「廠廠都有機器人，家家都有機器人」。

技術發展方向

未來會向智能機器人發展。機器人的生產，機器人機構是載體，更多地取決於功能內涵。機器人水平高低取決於控制、軟體、智能等技術。沒智能的機器人只是低端機器人。

機器人的未來發展需要信息化、網路化支撐，依賴於控制技術、感測技術的發展。未來的工業機器人將是典型的物聯產品。控制、微電子、感測、新材料等技術的發展，都將為智能機器人提供基礎條件。在這些機器人相關支撐技術發展後，機器人專家再研究如何融合創新，讓機器人向智能機器人發展。

我國未來工業機器人技術發展的重點有：第一，危險、惡劣環境作業機器人，主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人；第二，醫用機器人，主要有腦外科手術輔助機器人，遙控操作輔助正骨等；第三，仿生機器人，主要有移動機器人、網路遙控操作機器人等。其發展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易於集成。 工業機器人行業發展趨勢前瞻作者：中國自動化網 發佈於：2015-05-20 摘要：目前,中國工業機器人的使用主要集中在汽車工業和電子電氣工業,弧焊機器人、點焊機器人、搬運機器人等在生產中被大量採用。著中國人口紅利的消失,中國經濟發展步入「新常態」,製造業由「低端製造」向「高端製造」轉移等現象的出現,也增加了工業機器人的使用。以汽車行業為例，分析一下工業機器人行業的發展空間與促進因素。1、工業機器人的使用促進中國製造業的轉型升級汽車製造是一個技術和資金高度密集的產業,也是工業機器人應用最廣泛的行業之一。汽車生產中,工業機器人在整弧焊、點焊、噴塗、搬運、塗膠、衝壓等工藝中大量使用。目前一些汽車廠,如一汽大眾、上海通用等在全國各地開設的新廠中,擴大了對工業機器人的需求。據統計中國汽車及零部件生產使用手工焊、專機焊的佔80%以上,手工焊接的勞動強度大,作業環境惡劣,且焊接質量不以保證。工業機器人的使用能提高汽車工業的產品質量,優化生產條件,同時提高了企業生產自動化水平及生產效率,促進汽車工業向中高端製造轉移。2、中國製造業轉型升級助推工業機器人快速發展汽車工業高端技術的迴流,促進了工業機器人的應用。近年來,使用工業機器人的汽車零部件廠家有:上海華克、上海龍馬神、南京新迪、長春佛吉亞、上海匯眾等。汽車及零部件生產廠家使用工業機器人的僅占不到20%。且我國仍處於汽車保有量的上升期,所以,未來幾年工業機器人的需求將會呈現出高速增長趨勢,預計年增幅可能達到50%左右,市場空間非常廣闊。3、工業機器人製造技術的發展是工業機器人市場發展的有力保障十二五期間,我國鼓勵有關部門或企業攻克減速機、伺服電機等工業機器人的核心零部件的共性技術,實現工業機器人及其核心零部件的技術突破和產業化。工業機器人核心零部件製造技術有望在2-3年內升級、完善,「十三五」期間,國內工業機器人系統集成商對國外核心零部件的依賴將得到緩解,中國工業機器人成本降低,進而推動需求增加。如今我國正從一個「製造大國」向「製造強國」邁進,中國製造業面臨著與國際接軌、參與國際分工的巨大挑戰,中國工業的轉型升級將為工業機器人的應用帶來廣闊的前景。未來汽車行業仍將是工業機器人的主要應用市場,但在電子電氣、食品加工、機械加工等行業的應用量將逐年上升,政府也將會加大對機器人的資金投入和政策支持。屆時,工業生產將朝著標準化、高端化的方向發展。智能機器人是未來發展的主流作者：中國科學報 發佈於：2015-05-11 摘要：新常態下的中國正處於由製造業大國向製造業強國邁進的關鍵時期，智能機器人作為『製造業皇冠頂端的明珠』，將成為先進位造和新科技革命的引領力量。由中國自動化學會和中國機電一體化技術應用協會主辦的「2015國家機器人發展論壇」於4月12日～13日在北京國家會議中心召開。「當前我國已成為全球工業機器人的最大市場與銷售者。」新松機器人自動化股份有限公司總裁曲道奎表示。據介紹，2014年，全球工業機器人銷量約為22.5萬台（比上年增幅27%），其中中國銷售5.6萬台（增幅達54%），約佔全球份額的25%，繼續成為全球最大的機器人市場。然而，本土企業銷量僅為1.6萬台。與此同時，智能機器人正處於從以網路化為特徵的工業4.0向以平行化為特徵的工業5.0邁進的時期。「與人共融將是下一代機器人的本質特徵。」中科院自動化所副所長王飛躍表示。在此過程中，中國面臨著前所未有的機遇與挑戰。一方面，我國智能機器人已涉及工業、航空、醫療、軍事以及服務業等各個領域；另一方面，我國在機器人裝機數量和使用密度方面與國外成熟市場還有一定差距。「要讓我國機器人更好地佔領市場，就不能光在花樣或研究論文上做文章，而是要切實提高機器人在實踐中的可靠性。」中科院院士吳宏鑫表示。
推薦閱讀：