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中国工业机器人现况

时间:2017-09-18 10:50来源:COMPOTECH 作者:编辑部 点击:
无论是德国的工业4.0,美国的工业互联网,还是中国提出的中国制造2025,目标都是升级制造业,使其向更加智能的方向发展。就像一位学者描述的那样,未来的智能化工业制造的能力不仅能够满足大批量同类产品的订单,而且能充分满足用户个性化的定制需求,哪怕产品订单只有一件,也能以批量产品的成本完成生产,并为制造者带来利润。

正是由于工厂智能化升级趋势,让越来越多的工业机器人走上了工作岗位,成为劳动大军的一员。最新数据显示,在全球制造业领域,工业机器人使用密度,已经超过了70台/万人。
 

图注:2017全球工业机器人市场趋势图,Y轴单位(亿美元),红色曲线表示成长率,资料来源IFR(国际机器人联盟)和CIE(中国电子学会)
 
2012年以来,工业机器人的市场正以年均15.2%的速度快速增长。根据IFR(国际机器人联盟)的数据, 2016年全球工业机器人销售额首次突破132亿美元。其中,亚洲销售额76亿美元,欧洲销售额26.4亿美元,北美地区销售额达到17.9亿美元。工业机器人在美国、德国、中国、韩国、日本等主要国家销售额总计占到了全球销量的3/4。这些国家对工业自动化改造的进程,推进了工业机器人市场成长,全球工业机器人使用密度大幅提升。

如今,工业机器人在汽车、金属制品、电池、橡胶及塑料等行业得到了广泛的应用,随着性能的不断提升以及各种应用场景不断明晰, 2017年,工业机器人将进一步在制造业普及,而亚洲仍然是最大的销售市场。预计2017年,全球工业机器人市场规模将达到147亿美元,中国是最大市场。
 
人机协作、AI、仿生是重点方向
机器人技术涉及工程材料、机械控制、传感器、自动化、计算机、生命科学等诸多领域,目前技术创新主要围绕人机协作、人工智能和仿生结构三个重点方向。

标准化结构、集成一体化关节,灵活人机交互等技术日益完善,工业机器人在应用性和稳定性方面不断改进,与人协同工作成为制造商重点研发和突破的领域。在确保安全的前提下,消除人与机器的隔阂,将人的认知能力预计器的效率和存储能力有机结合起来。研发轻型协作,智能机器人,成为全球各大机器人企业的共同选择。

目前部分人机互动机器人已经能够像人类一样,主动适应现实环境变化,快速改变应用,以更安全,更精确,更灵活的方式工作。这比过去将机器人与生产线工人完全隔离的方法要更具效率。

例如,安川发布了新一代小型机器人MOTOMAN-GP系列;发那科推出重量仅为53公斤的小型协作机器人,CR-7iA,可在没有安全围栏的情况下与人一起并肩工作,ABB宣布与IBM战略合作。共同开发基于人工智能的智能型工业机器人。

国际大厂加速布局中国市场
近年来,全球工业机器人巨头高度重视中国市场,纷纷在中国建立产业基地,抢占市场高点。例如ABB在已建珠海,青岛机器人应用中心的基础上,筹划建立重庆机器人应用中心;安川电机,与五武进国家高新区,二期项目签约再度提升产能,启动建设第三工厂;库卡宣布再次加大对中国的投资,建设中国二期厂房,以求继续扩大产能,满足中国市场以及其他亚洲市场,对自动化解决方案日益增长的需求。

2017年,预计中国大陆机器人市场规模将达到62.8亿美元,2012到2017年的平均年增长率达到28%,其中工业机器人42.2亿美元,服务器前13.2亿美元,特种机器人7.4亿美元。
 
电子行业成为大陆最大工业机器人市场
作为全球的制造业中心,大陆工业机器人市场发展较快,约占全球市场份额1/3,是全球第一大工业机器人应用市场。2016年,中国大陆工业机器人保持高速增长,销量同比增长31.3%。

按照应用类型划分分,2010年大陆市场的搬运上下料机器人占比最高达61%,其次是装配机器人占比15%,高于焊接机器人占比6个百分点;
 

图注:赛佰特工业机器人正在搬运物料

按产品类型来看,2016年关节型机器人销量占比超60%,是最重要的产品类型,其次是直角坐标型机器人和scara机器人。而且,近年来两者销量占比幅度在逐渐扩大,上升速度高于其他类型机器人产品。

从应用市场的角度,大陆市场有别于欧美市场,在政府力量的带动下,电子行业已经成为最大市场。

“中国电子行业已经成为工业机器人最大应用领域,超过汽车工业占机器人行业35%的市场份额,而汽车行业占比缩减到了30%。当然,汽车行业的市场总量仍旧在上升。但是比重已经发生了变化,这在其它任何一个国家都是没有发生的,针对电子产业的自动化课题方面中国绝对是领先的地区”ABB机器人业务全球产品管理负责人张晖表示。

根据中国电子学会的数据,预计2017年中国大陆工业机器人销量将首次超过11万台,市场规模达到42.2亿美元,到2020年,大陆市场规模将进一步扩大到58.9亿美元。
 

图注:2017中国工业机器人市场趋势图,Y轴单位(亿美元),红色曲线表示成长率,资料来源IFR和CIE(中国电子学会)

推进国产化进程
官方已将突破机器人关键核心技术作为科技发展重要战略。

透过制造业关键技术升级,大陆国产工业机器人正逐步获得市场认可。大陆厂商攻克了减速机、伺服控制器、伺服电机等关键核心零部件领域的部分难题,核心零部件国产化的趋势逐渐显现。

与此同时,国产工业机器人在市场总销量中的比重稳步提高,国产控制器等核心零部件在国产工业机器人中的使用也进一步增加,在智能控制和应用系统的自主研发方面取得进展。

国产化进展带来成本下降,借助先进的工业机器人,在许多个性化程度高的工艺和流程繁琐的产品制造中,替代传统专用设备。除了汽车、电子制造领域,双臂灵巧机器人、智能仓储机器人等产品正在物流领域快速发展;同时,随着近年来政府和民间对环保和民生问题日益看重,作为实现自动化绿色化生产的重要工具,工业机器人在在家电、家具、五金乃至塑料、橡胶这种高污染行业,以及食品、药品领域,发挥着越来越重要的作用。

一大批本土机器人制造公司占据市场重要位置。汇川技术、埃斯顿的伺服电机、苏州绿的、南通振康的减速器,以及广州数控固高科技的控制器均有自主产品推出,新松新时达广州数控埃斯顿等企业在核心部件整体制造系统集成方面进行全产业链布局。其中,埃夫特工业机器人、新松AVG机器人、科沃斯扫地机器人、开诚智能消防机器人、优必选娱乐机器人,怡丰停车机器人、大疆植保无人机等在应用场景和类型正在不断丰富。
 

图注:广州数控机器人正在进行焊接操作

六大产业区
为配合中国制造2025发展目标,根据行政和地理情况,结合机器人产业实力,发展基础及特色,大陆目前将机器人划分为六个产业聚集区。

京津冀地区:是机器人产业的重要发展基地,区域内北京天津河北在机器人已逐步形成错位发展,优势互补关系。京津冀三地在机器人产业链智能资源创新平台,应用开发和政策环境等方面各有优势,集聚发展态势显著。京津冀地区机器人相关企业数量共387家,总产值450亿元,平均销售利润率达16%,产业规模处于全国中上水平。

长三角地区:作为中国大陆机器人产业发展的重要区域,工业机器人产业起步较早,发展基础较雄厚,在上海昆山常州徐州南京等地以形成集聚效应,已形成了较为完备的机器人产业链,在中国大陆工业机器人产业发展中具有十分重要的地位。长三角地区机器人相关企业数量共1271家,总产值达860亿元,平均销售利润达15%,处于全国领先水平。全球机器人大厂均在长三角,特别是上海设有总部或基地,对长三角地区的产业效益贡献巨大。

珠三角地区:作为中国大陆机器人产业的重要地区,区域内深圳广州东莞顺德等地在机器人产业发展方面已逐步形成多点发展协同推进的关系。珠三角地区机器人相关企业数量为747家,仅次于长三角地区,总产值达750亿元,平均销售利润率17%,处于全国领先水平。

东北地区:是机器人产业发展的重要区域,哈尔滨、沈阳、抚顺等地在机器人产业发展方面已积累一定基础,依托知名企业和科研机构,面向重点行业开发成套之前装备,针对国防民用领域需求开发服务机器人系列产品,目前重点研发海洋作业机器人。东北地区机器人相关企业数量为257家,显著落后于长三角和珠三角地区,总产值430亿元,平均销售利润为13%,处于全国中游水平,东北地区重点发展焊接机器人移动机器人喷釉机器人和其他服务型机器人。

中部地区:中部地区人才环境在全国处于领先位置,聚集了中国科学技术大学,华中科技大学武汉大学,武汉理工大学,国家数控系统工程研究中心,数字制造装备与技术国家重点实验室等九家重点院校及科研机构。机器人相关企业,数量453家,总产值达600亿元,平均销售利润为11%,低于长三角和珠三角地区,产业发展依托已有工业基础,通过系列扶持政策,打造机器人产业园区为载体,引进培育机器人骨干企业,通过建设洛阳机器人智能装备产业园,武汉机器人产业园等重点园区,中部地区汇集了一批机器人产业链上下游重点企业,产业集聚态势初步形成。

西部地区:通过集聚机器人本体制造系统集成及智能化改造行业资源,组织实施一批机器人产业集群协同创新重大项目,重点发展机器人关键技术和扶持骨干企业。机器人相关企业数量234家,总产值350亿元,平均销售利润为9%,与其他地区相比,处在较低水平,未来将以机器人产业园为主要载体,发挥,产业规模化效应。尽管西部地区科研机构总数较少,但仍然聚集了西安交通大学西北工业大学电子科技大学兰州大学,中科院重庆绿色智能研究院等,七家中国大陆机器人领域高校及研究机构,在机器人研发与教育培训方面创造了丰富的成果。

综合这些产业聚居区的产业规模效益,结构水平,创新能力和发展环境显示,长三角地区在中国大陆机器人产业发展中基础最雄厚,较其他区域领先,优势明显;珠三角地区京津冀地区产业逐步发展壮大,东北地区水具有机器人产业先发优势,但近年来产业整体创新能力有限;中部地区和西部地区机器人发展,基础较为薄弱,但仍表现出一定的后发潜力。
 
市场格局自下而上改变
中国大陆机器人产业已经基本形成,上游核心零部件制造(包括伺服电机控制系统和精密减速器,涉及大量传感器技术),中游本体制造(涉及本体设计仿生材料和末端执行器),到下游系统集成服务(包括,复杂产品线设计和整体应用方案设计,如工业机器人设计焊接搬运洁净装配等应用)的完整产业链条。

依托制造优势和政府扶持,加之采购规模增长和企业转型需求,机器人“雇主”企业通过自主研发投资并购等手段介入机器人行业。

透过大规模资金注入,产业链下游的领头企业加快研发和自己供应机器人。例如,美的集团继收购德国库卡公司后,与以色列运动控制系统解决方案提供商Servotronix达成战略合作;倚天科技通过收购控股昆山依莱伯瑞机器人有限公司;东旭新能源收购上海安轩自动化科技有限公司;华昌达收购江西昌兴航空装备股份有限公司和景德镇兴航科技开发有限公司等。由于看好未来市场,一些原本的工业机器让人的消费者正在透过各种方法参与工业机器人的制造环节。

在收购库卡公司以后,美的集团布局机器人领域的中游总装环节,并积累下游应用经验,建立完整的竞争体系;格力集团将机器人定位为未来转型重要方向,拟在工业机器人智能AGV,注塑机械手等十多个领域进行投入,并投资建设了集团智能机器人武汉生产基地,2017年计划生产2500台套智能机器人。这些制造业大厂的大规模智能化升级,将带动区域相关产业的快速发展。
 
资料来源:《2017 中国机器人产业发展报告》 中国电子学会CIE

 

(责任编辑:helen)
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