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工業機器人產業發展及趨勢



在制造業領域,機器人產業正在迎來發展的黃金機遇期。2013年,中國市場成為全球第一大工業機器人市場,從中央政府到地方政府都對機器人產業給予高度重視。

  工業機器人是一種模擬人手臂、手腕和手功能的機電一體化裝置,其應用領域分為很多種類,從常用的機器人系列和市場占有率來看,焊接、裝配、搬運、上料/卸料、鑄造、沖壓和噴漆是主要的工業機器人品種。

  工業機器人產業鏈由零部件企業、本體企業、系統集成商、代理商、終端客戶構成。當前,工業機器人應用領域正不斷拓寬,種類更加繁多,功能越來越強,自動化和智能化水平顯著提高。據國際機器人聯合會統計,來自汽車整車及零部件工業的需求,合計占工業機器人下游總需求的60%左右。在亞洲,電子電氣工業對工業機器人的需求僅次于汽車工業排名第二。

  工業機器人的發展水平是衡量一個國家制造業水平和科技水平的重要標志,是重塑我國制造業競爭優勢的重要工具和手段,也是加快我國工業轉型升級的務實之選。

  世界工業機器人產業發展現狀與趨勢

  受技術快速發展、勞動力資源不斷稀缺、生產效率要求近一步提高等因素影響,全球工業機器人將迎來更為廣闊的發展空間和更高的發展速度。在區域分布上,隨著亞洲地區制造業的發展,各項產業對于工業機器人的需求量增加,使得工業機器人市場需求逐漸由歐美地區轉移到亞洲地區。

  從近幾年世界推出的機器人產品來看,新一代工業機器人正在向智能化、模塊化和系統化方向發展。工業化發達國家紛紛進行戰略部署,美國推行了“再工業化”戰略,大力發展工業機器人,希望重振制造業;日本可以稱得上是“機器人大國”。2004年5月發布的“新產業發展戰略”明確了機器人產業等7個產業領域為重點發展產業。近兩年又開始重新審視機器人產業政策;韓國于2009年公布《智能機器人基本計劃》,2012年10月發布了“機器人未來戰略展望2022”,將政策焦點放在了擴大韓國機器人產業并支持國內機器人企業進軍海外市場方面;歐盟2011年8月通過了一份發展制造業計劃,提出新工業革命概念,以機器人和信息技術為支撐,實現制造模式的變革。

  我國工業機器人產業發展現狀與面臨挑戰

  我國工業機器人市場已呈現出蓬勃發展的態勢。從2010年開始我國工業機器人需求量激增,但目前我國新增工業機器人中超過70%依賴國外進口。近年來,在需求快速擴張及國家自主創新政策作用下,國內一大批企業或自主研制或與科研院所合作,進入工業機器人研制和生產行列,我國工業機器人進入了初步產業化階段。一些產品已開始產業化生產應用,但由于在精度、速度等方面不如進口的同類產品,因此這些產品產業化應用程度較低,缺乏品牌認知度,市場份額小。

  我國目前已基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規劃技術,生產了部分機器人關鍵元器件,開發出噴漆、弧焊、電焊、裝配、搬運等機器人。一些產品的技術水平已達到國際先進水平,但在總體技術上還有很大差距,僅相當于國外90年代中期的水平。

  目前,外資品牌占據國內市場絕對份額。瑞典的ABB、日本的FANUC(發那科)、日本的YASKAWA(安川電機)、德國的KUKA(庫卡)等知名企業產品在中國市場的占有率達到近90%,僅FANUC一家,就在我國占有23%的市場份額。雖然我國在工業機器人相關零部件方面有了一定的產業基礎,但是無論從質量、產品系列,還是批量化供給方面都與國外存在較大的差距。特別是在高性能交流伺服電機和精密減速器方面的差距尤其明顯,長期依賴進口。

  伴隨我國工業機器人需求的迅猛增長,實力良莠不齊的企業紛紛進入工業機器人生產市場,勢必造成質低價廉的惡性競爭;雖然我國有近百家從事工業機器人研究生產的高校院所和企業,但現行的體制造成研究形式上過于獨立封閉、內容上較為分散,難以形成合力,造成重復研究與時間、經費的浪費;多數企業熱衷于大而全,一些關鍵部件研發生產的企業紛紛轉入整機的生產,難以形成研發、生產、制造、銷售、集成、服務等有序、細化的產業鏈。因此,工業機器人的產業化發展有待規范。

  盡管“十一五”及“十二五”期間,國家有多個項目涉及機器人領域,但行業仍未建立起有效的公共技術平臺以加強關鍵共性技術和核心功能部件的研究與突破,產業化進程也難以推進,研發與產業化方面的激勵政策尚需細化完善。

  我國工業機器人產業發展的戰略與對策

  按照“市場導向、創新突破、引領產業”的發展思路,立足于汽車、電氣/電子等重點行業自動化生產線建設,通過加強官產學研用合作,推進關鍵核心技術突破,實現工業機器人的產業化和規模化發展。

  基于我國現有的產業基礎及技術水平,工業機器人產業的發展可分兩步走:到2015年,實現工業機器人在制造業中的廣泛應用,實現工業機器人技術的產業化與應用;到2020年,全面實現工業機器人的國產化,形成較為完善的工業機器人產業體系,培養出3~5家具有國際競爭力的知名企業和8~10個配套產業集群,工業機器人行業和企業的技術創新能力和國際競爭能力明顯增強,高端產品市場占有率提高到45%以上,形成與世界工業發達國家在工業機器人領域全面抗衡的能力。

  面向汽車、電氣/電子等行業應用,重點突破機器人本體優化設計技術、新一代智能機器人控制器、關鍵機器人部件單元制造技術、機器人離線編程與仿真技術、基于外部傳感技術的機器人運動控制、工業機器人故障遠程診斷與修復技術、工業機器人與成套裝備協調作業技術等一批關鍵核心技術,為實現工業機器人的規模化生產提供技術支撐。除提高機器人性能外,還須大力加強大型、專業應用工程軟件開發工作。在全國范圍內培育幾個具有國際影響力的產業鏈完整、產業配套齊全的工業機器人產業集群。


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