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智能制造时代,工业机器人行业发展展望

9月10日,2021世界机器人大会在北京开幕。接下来的10号至13号,在北京亦创国际会展中心举行相关的项目。作为机器人界的“奥林匹克”,世界机器人大赛自2015年起已成功举办了6届,本届大会以”共享新成果,共注新动能”为主题,全面展示机器人领域新技术、新产品、新模式、新业态,围绕机器人研究、应用领域及智能社会创新发展开展高水平交流活动,为构建开放包容、互学互鉴的全球机器人生态体系贡献力量,共吸引了全球20余个国家15万余名选手参赛,是目前国内外影响广泛的机器人领域官方专业赛事。

2021年世界机器人大会

近几年,工业机器人的发展逐渐得到越来越多国家的重视,我们国家也是出台各种鼓励措施,地方也争相设立发展目标,核心内容是实现自主创新、加快国产替代进程。目前我国工业机器人行业正处于初步产业化阶段,从发展期逐渐迈向成熟期。

一、工业机器人定义及行业概况

对于工业机器人,它的准确定义是“自动控制的、可重复编程、多用途、移动或固定式的操作机,可对三个或三个以上轴进行编程,应用于工业自动化”,主要用于焊接机、搬运、码垛、包装、喷涂、切割等,其中以搬运与上下料、焊接与钎焊、装配与拆卸为主,这三类合计都占了80%以上的市场份额;行业应用主要是汽车、电子等对自动化、智能化需求高的终端行业对工业机器人的应用。

在上游领域,减速机、伺服电机、控制器是工业机器人的三大零部件,国外工业机器人大型企业往往通过掌握关键零部件技术打造核心竞争力。近年来,随着国内技术的提升,自主品牌逐渐进入相关领域,在减速器、控制器制造领域,代表企业有绿的谐波上海机电、中大力德等;在系统集成领域,代表企业有埃斯顿、汇川技术、雷赛智能、科力尔等。

在中游工业机器人本体制造领域,从国内市场上来看,我国工业机器人本体制造市场仍以国外企业为主,代表企业有发那科、ABB、库卡、安川等。自主品牌工业机器人本体制造代表有新松机器人、埃斯顿、华中数控、新时达、亚威股份等。

在下游工业机器人系统集成领域,代表企业有拓斯达、新松机器人、克来机电、博实股份、华昌达、埃斯顿等。

二、工业机器人行业发展历程:正在从发展期进入成熟期

我国的工业机器人研究开始于20世纪70年代,大体可分为4个阶段,即理论研究阶段、样机研发阶段、示范应用阶段和初步产业化阶段。

中国凭借强大的人口优势快速的度过了自动化阶段,目前国内已经有众多工业机器人龙头企业的机器智能阶段业务成熟,例如旷世科技、海康威视等,这些公司在视觉应用领域的技术已经十分出众。且老龄化社会的到来,人口红利逐渐消散,人力成本提高,推动企业进行机器人换人措施。目前中国和日本、韩国等领先国家一样处于机器智能向人工智能过渡阶段;在人工智能技术积累方面中国也处于世界前列。可以初步判断我国目前工业机器人行业正处于成长期进入成熟期的过渡阶段。

三、工业机器人行业政策背景:政策加持,鼓励行业积极发展

工业机器人应用领域广,但是核心技术有待突破,国家在工业机器人行业相关的支持政策内容大多从鼓励突破核心技术、进行自主创新、加快国产化进程的角度出发。

在9月11日上午的主论坛中,工信部副部长辛国斌透露,工信部正在编制“十四五”机器人产业发展规划,重点提升产业创新能力,夯实产业发展基础,加大高端产品供给,拓展应用深度广度。另据辛国斌介绍,中国机器人行业产业规模已连续8年位居全球首位,其中2020年装机量占全球的44%。

未来中国工业机器人在云计算等新兴技术的加持下将向着更加智能化、柔性化的方向发展,同时2020年新冠疫情的爆发让众多厂商看到了医疗领域工业机器人的发展潜力,未来将会激发工业机器人在更多领域、更多行业的应用场景。

从政策层面多方位鼓励工业机器人行业大力提升科技创新能力,结合人工智能、大数据等技术实现突破,以期完成从”世界代工厂“向”世界制造工厂“的华丽升级和转变,在世界市场竞争中争取更多的主动权。

四、工业机器人行业发展现状

2012-2020年我国工业机器人产量逐年上升,但近年来增速较之前有所下降,主要是因为从2018年开始国内汽车、电子等机器人下游行业发展受限,机器人需求增速放缓,但是近两年新能源汽车大力发展带动行业发展,工业机器人增速再次抬头。2020年时我国工业机器人产量达到了237068台,累计增长19.1%。

2021年1-5月,我国工业机器人的产量为136405台,与去年同期同比增加73.2%。

另外,中国工业机器人装机量居世界首位,但人均密度较低,装机密度较新加坡和韩国仍有不小的差距,远落后于发达国家,未来仍有较大提升空间。

从行业应用上来看,目前中国的工业机器人主要应用于汽车行业以及3C,应用情况与全球市场上的基本一致。在具体的应用领域上,搬运与焊接依然是工业机器人的主要应用领域,自主品牌机器人在加工、焊接和钎焊、装配及拆卸、洁净室、涂层与胶封领域的市场占有率均有所提升。

我国工业机器人市场发展较快,约占全球市场份额三分之一,是全球第一大工业机器人应用市场。当前,我国生产制造智能化改造升级的需求日益凸显,工业机器人的市场需求依然旺盛,据IFR(国际机器人联合会)统计,2019年我国工业机器人销量额达57.3亿美元,初步估计2020年销量额达到63亿美元。

六、工业机器人发展展望

2020年受到疫情影响,但是由于中国措施采取及时,抗疫成效显著,企业复工复产较快,因此对工业机器人的总体产量影响较小,2020年全国工业机器人市场规模约为63亿美元,预计2021-2025年复合增长率预计在15%左右,2026年市场规模可达172亿美元。

目前我国工业机器人主要在结构化环境汇总执行确定性任务,在复杂动态环境中作业的情况并不足够灵活,主要是因为工业机器人在与环境的共融、与其他机器人之间协同方面感知能力较弱。随着传统工业机器人在机器视觉、智能传感与云技术等技术的发展下,未来工业机器人将更智能化,柔性化,即由传统机器人向共融机器人优化。

随着5G、AI、云计算、大数据等技术的发展成熟,云化机器人可以借助本地机载控制器对传统机器人下达指令,云机器人将打造新的价值链、技术、架构、体验和新商业模式,可以预见,云化机器人及工业机器人云平台或将成为新一轮的发展热点。

上文也有提到,在疫情因素的影响下,已经有厂商看到了医疗领域工业机器人的发展潜力,未来在医疗领域,会有更多的应用场景,例如利用工业机器人组装医用注射器,帮助药房提高配药的效率和准确性,甚至帮助外科医生以更高的精度和患者更快恢复时间执行各种手术等。

结 语

近年来,全球化进程出现倒退现象,中美贸易摩擦升级,世界经济低迷不振,2020年新冠肺炎在世界范围内的蔓延更是加剧了国际社会日渐复杂的经济环境。面对国外动不动就“卡脖子”的做法,只有切实发展国内的先进制造业,打破技术壁垒,才能真正摆脱国外技术的掣肘,而工业机器人则是智能制造业最具代表性的装备。

在双循环新发展格局下,多项利好政策的出台,大大推动了工业机器人等高端装备制造业的生产发展,带动工业机器人市场、高端装备市场加速产业升级,培育机器人创新应用的广阔市场,促进技术创新加速和迭代升级,赋能传统产业,催生新业态新模式,构建机器人创新应用高地。相信在不久的将来,我国制造业必将会获得更加坚实和长足的进步。