工业机器人调研报告篇1
工业机器人是智能制造的重要组成部分。近年来，工业机器人产业持续快速发展，2013年，全球工业机器人销量再创新高。日本、欧洲等地区的厂商加速规模扩张和技术创新。2013年，中国成为全球第一大工业机器人市场，国内工业机器人产业园区建设持续升温，领军企业积极开展核心技术的攻关及其产业化应用。但是，我国机器人产业仍存在产业基础薄弱、自主品牌市场占有率低等问题。未来，我国应加强工业机器人产业规划、突破核心关键技术、强化配套支撑、推动自主品牌机器人的市场化应用。 一 工业机器人产业概况
(一)工业机器人简介
1.工业机器人的定义
工业机器人是集机械、电子、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的自动
化装备。自20世纪60年代美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及产品迅速发展，已广泛应用于汽车制造业、电子电气制造业和金属制品业等领域。不同的组织和机构对工业机器人的定义不完全相同，但均体现了工业机器人可编程、仿人功能、通用性的特点。 国际标准化组织(ISO)将工业机器人定义为一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机。ISO8373进一步解释，工业机器人具有自动控制、再编程和多用途功能，有多个可编程轴，在工业自动化应用中可以固定或移动。
美国机器人协会(RIA)认为，工业机器人是搬运材料、零件、工具等可再编程的多功能机械手，通过调用不同程序来完成各种工作任务的特种装置。
日本机器人协会(JARA)认为，工业机器人是一种具有记忆装置和末端执行器的、能转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。
2.工业机器人的产品分类
工业机器人的产品分类方式多种多样。按臂部运动形式的不同，工业机器人可以分为四种：
直角坐标型只有移动关节;圆柱坐标型有移动关节和一个转动关节，可做升降、回转和伸缩动作;球坐标型有移动关节和两个转动关节，可以回转、俯仰和伸缩;关节型有多个转动关节。按应用领域的不同，工业机器人可以分为：弧焊机器人、电焊机器人、喷涂机器人、码垛机器人、搬运机器人、装配机器人、检测机器人和其他机器人等。此外，按受控方式的不同，还可以分为点位控制型和连续控制型等。
目前，我国企业主要销售坐标型机器人，属于低端工业机器人产品，占国内企业销售量的40%以上。国外企业在我国市场主要销售多关节型机器人，属于当前国际市场的主流产品，占外国企业在我国销售量的80%以上。
(二)工业机器人产业链
工业机器人产业链主要包括研发设计、核心零部件制造、本体制造、系统集成和行业应用等部分。上游的核心零部件制造是工业机器人产业链的核心环节，包括减速器、伺服电机、控制器三部分(见图1)。
我国工业机器人产业在系统集成环节具有相对优势，而核心零部件制造是相对薄弱的环节。
以精密减速器为例，欧洲和日本均已实现了减速器的自主化生产，减速器仅占国际品牌工业机器人单体成本的1/6。而国产减速器技术工艺相对落后，高价进口减速器约占成本的1/3，大幅高于国际品牌。
二 工业机器人产业发展及动态
(一)工业机器人产业规模
根据IFR统计，2013年，全球工业机器人的销量为178132台，同比增加12%，销量为历史最高水平。IFR预测，2014年，全球工业机器人的销量将达到20万台左右，同比增加15%。2015～2017年，工业机器人的安装量将以年均12%的速度增长(见图2)。
从各大洲工业机器人供应量及预测看，亚洲/澳大利亚将是工业机器人供应量最大的地区。一方面，由于日本、韩国等亚洲生产大国将持续领跑地区的工业机器人产业，中国的工业机器人产业也呈迅速发展的态势，因此，亚洲地区的工业机器人产业仍将快速发展。另一方面，包括中国在内的亚洲地区国家，大力推广应用工业机器人，市场空间广阔，吸引大批国外生产商投资建厂、扩大产能。欧洲和美洲的市场相对饱和，未来将保持小幅增加、相对平缓的增长趋势(见图3)。
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轮胎帘布 2013年，中国成为全球第一大工业机器人市场，约占全球销量的1/5。2013年，全球工业机器人销量的约70%集中在中国、日本、美国、韩国和德国市场。其中，中国的购买量达到36560台，同比增加59%，超过日本成为全球第一大工业机器人消费市场。IFR预测，中国2017年工业机器人的安装量将增至10万台。外资企业是中国市场的主要供应商，据中国机器人产业联盟统计，2013年，国内企业在我国销售工业机器人约9500台;而外资企业在我国的工业机器人销售总量约2.7万台。2014年1～6月，国产机器人的销售量为6400台，是2013年全年的67%。
2008～2013年，欧洲机器人供应量复合增长率为4.5%。2013年，欧洲工业机器人销量约为43300台，同比增加5%，接近历史最好水平——2011年的43800台。其中，欧洲汽车制造业的工业机器人安装量同比增加17%，成为带动当年工业机器人安装量增加的主要因素。
从工业机器人的行业应用看，IFR的数据显示，2013年，全球工业机器人密度(每万名产业工人占有的工业机器人数量)为62台/万人;欧洲、美洲和亚洲的密度分别为82台/万人、73台/万人和51台/万人。其中，韩国的工业机器人密度全球最高，达到437台/万人，日本为3
雨污分流器23台/万人，德国为282台/万人。中国汽车制造业的工业机器人密度从2006年的51台/万人增加到2013年的281台/万人，而其他行业的密度仅为14台/万人，远低于国际平均水平。作为制造业大国，中国的人口红利逐渐弱化，未来中国“机器换人”的潜在空间巨大。
近年来，工业机器人的应用领域不断拓展，遍及汽车及零部件制造业、电子电气制造业、工程机械制造业、金属制品业和食品加工制造业等行业。在众多制造业领域中，汽车及零部件制造业对工业机器人的需求最为旺盛，如图5所示。2013年，全球汽车工业的机器人装机量为69400台，占工业机器人全部销售量的39%。
(二)工业机器人区域布局
1.全球布局
动物胶配方整个过程 近年来，主要发达经济体将包括工业机器人在内的智能制造作为先进制造业的重要发展方向。发达国家和地区的工业机器人技术日趋成熟，工业机器人成为一种标准设备，广泛应用于各领域。日本和欧洲是全球工业机器人的主要生产地，控制器、精密减速器、伺服电机等核心零部件已经实现了自主化生产。美国工业机器人企业基本满足了本国60%的需求，
在航天、军工、汽车等领域的应用具有领先优势。韩国大力推广机器人技术在各行业的应用，在医疗行业，机器人的优势明显。
电子设备包括哪些 (1)日本是工业机器人的制造和出口大国。近年来，受日本国内市场趋近饱和以及经济危机的影响，日本国内对工业机器人的需求乏力，未能恢复到2008年危机前的水平。根据日本机器人协会(JARA)的数据，2013年，日本工业机器人销售总量100870台，约占全球销售量的57%;销售额为4023.43亿日元，同比下降6.2%。从出口情况看，2013年，日本出口量为75933台，同比增加1.6%;出口额达到2877亿日元，占全年销售总额的71.5%，这在很大程度上得益于中国和亚洲其他国家对工业机器人需求的大幅提高。日本在2014年通过的《制造业白皮书》中强调，未来将重点发展制造业的尖端领域，加快机器人、下一代清洁能源汽车、再生医疗以及3D打印等行业的发展(见表2)。
在工业机器人核心零部件方面，日本的Nabtesco和Harmonic是全球重要的核心零部件供应商。其中，Nabtesco的机器人关节减速器在全球市场的占有率约为60%;中负荷及重负荷机器人用RV减速器的市场占有率约90%。
(2)欧洲工业机器人企业实力强劲，在工业机器人领域居于领先地位。欧洲的“火花”计划到
2023年，投入28亿欧元研发民用机器人，创造24万个就业岗位。200余家公司约1.2万名研发人员将参与该计划，在农业、制造业、医疗、交通、安全和家庭等各个领域推广使用机器人。德国“工业4.0”战略将“智能工厂”和“智能生产”作为重要方向，将工业机器人的研发和推广应用作为融入新一轮工业革命的重要切入点(见表3)。
(3)美国机器人在军用、汽车领域的应用优势显著。由于美国制造业的对外转移，美国工业机器人虽然研发起步较早，但是推广应用相对缓慢。近年来，美国非常重视机器人语言和智能技术的研发应用，视觉、触觉等人工智能技术已广泛应用于军事、航天、汽车工业等领域。代表企业有Adept Technology，American Robot等，可以满足国内市场60%左右的需求。美国的“先进制造伙伴关系”计划高度重视机器人技术的发展，将利用网络信息技术的优势，开发新一代智能机器人。2014年，美国国防部拟推出的“国防创新计划”将机器人列为军工行业重要的技术改革创新方向。
(4)韩国工业机器人厂商占全球5%左右的市场份额。韩国现代重工生产的工业机器人广泛应用于国内汽车、电子制造等行业，大幅提高了工业机器人的自给率。2012年，韩国公布《机器人未来战略战网2023》，重点扶植第三代智能机器人，缩小与日本、欧洲等领先国
家和地区存在的技术差距，支持韩国工业机器人企业国际化，抢占智能机器人产业化的先机。
2.国内布局
在机器人产业发展迎来利好的契机下，国内工业机器人产业投资迅速增长，各地产业园区的规划和布局陆续展开。随着《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》等促进政策的出台，我国各地方对工业机器人产业的投资大幅增加。目前，全国已有上海、重庆、天津、青岛、沈抚新城等40多个城市计划建设机器人产业基地(园区)，在建机器人项目产能为几十万台。沈阳新松、上海新时达等一批国内龙头工业机器人企业也加速在国内的生产布局。
(1)东部：工业机器人产业园区发展迅速
上海：打造“2+_”集聚发展格局。2013年，工业机器人被列为上海战略性新兴产业，上海市经信委给予企业自主研发费用20%的补贴，并且在土地和人才方面提供优先支持。目前，上海已经有ABB、发那科、库卡等一批国际知名企业，以及新松机器人、上海新时达
等国内工业机器人厂商，形成了涵盖研发、制造、集成、应用等较为完整的产业链。未来，上海工业机器人产业将形成“2+_”的集聚发展格局：一是打造以康桥、金桥为核心的浦东机器人产业集聚区，发展壮大机器人技术研发、制造及系统集成;二是培育以顾村机器人产业园为核心的宝山机器人产业基地;三是依托骨干企业，在金山、松、嘉定、闵行等区，建设机器人及核心零部件产业园。同时，加强应用推广、公共创新平台建设、人才培养和标准制定等。根据规划，到2023年，上海将领跑国内的机器人产业，产业产值将达到600亿～800亿元。
苏：工业机器人产业集聚效应显现。苏省工业机器人产业具有较好的产业基础，零部件配套体系相对完善。目前，苏省机器人研制企业已经超过50家，部分关键零部件已经能够实现自主研发生产，南京、常州等地区集聚效应已经初步显现。2013年，苏省机器人产业销售收入达到450亿元，2011～2013年，年均增长速度超过20%。2013年12月，苏省将工业机器人作为2014年度四个重点领域质量攻关课题之一，力图增强龙头企业的设计研发和制造集成能力，提升关键零部件配套水平，完善工业机器人产业链，带动工业机器人产业发展。预计到2017年，苏省机器人产业规模将达到1000亿元，年均增长25%。
青岛：建设国际机器人产业园。2014年，《青岛市十大新兴产业发展总体规划(2014～2023)》将机器人作为重点发展的新兴产业。目前，青岛已有20余家工业机器人企业，实现年产值约3亿元，初步形成了环形胎面硫化翻新工业机器人、直角坐标取料机械手、全液压重载机器人、码垛机器人、高速捡拾机器人、包装机器人等优势产品。青岛国际机器人产业园已引进安川电机、新松机器人、软控科捷等35个机器人项目，总投资约84.2亿元。2014年，青岛获批成为首家国家机器人高新技术产业化基地。根据规划，青岛将建设成为北方工业机器人产业基地。预计到2023年，机器人产业链基本形成，在机器人本体制造和集成应用等重点领域青岛将成为全国重要的研发制造基地。
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