毋庸置疑，中國已經(jīng)成為世界汽車、消費電子、通訊終端、家電電器等產(chǎn)品的制造中心，接下來必然要向高技術(shù)含量和高附加值的方向進行轉(zhuǎn)型，這需要更加精密的加工與制造手段。與此同時，未來10年中國正面臨著人口老齡化，勞動力成本上升和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的壓力，廉價按勞動力優(yōu)勢不在，工業(yè)機器人代替人工將成為發(fā)展趨勢。2014年NEPCON China（NEPCON中國電子展）EMA電子制造自動化展區(qū)火熱展商入駐趨勢也印證了這一點。
中國機器人市場期待大爆發(fā)
2013年11月，一份來自于國際機器人聯(lián)合會（IFR）數(shù)據(jù)再次牽動了機器人產(chǎn)業(yè)從業(yè)者的神經(jīng)。數(shù)據(jù)顯示，在2005-2012年間，全球工業(yè)機器人的年均銷售增長率為9%，而同期中國工業(yè)機器人的年均銷售增長率達到25%。截至2012年底，中國超越韓國成為僅次于日本的全球第二大機器人市場，占全球市場15%。國際機器人聯(lián)合會預(yù)測，2014年中國將成為全球最大的機器人市場，到2015年中國國內(nèi)工業(yè)機器人年供應(yīng)量將超過2萬臺，保有量將超過13萬臺。
2011年全球主要國家工業(yè)機器人保有量比較
2011年全球主要國家工業(yè)機器人出貨量比較
以工業(yè)機器人在國外的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗來看，結(jié)合中國國內(nèi)以往的應(yīng)用領(lǐng)域，中高端工業(yè)機器人將在汽車產(chǎn)業(yè)、通信電子、金屬制品、化工塑料、家電行業(yè)等有較為廣泛及深入的應(yīng)用。
實際上，我國的機器人研發(fā)起步并不晚，據(jù)中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長宋曉剛介紹，早在20世紀(jì)70年代，我國就開始研發(fā)機器人；1985年，工業(yè)機器人被列入了國家“七五”科技攻關(guān)計劃研究重點；1990年，工業(yè)噴漆機器人PJ-1如期完成。這是我國第一臺噴漆機器人。與此同時，其他幾種機器人的樣機也順利完成，并分別在一汽、二汽和南京汽車廠建立了自動噴漆生產(chǎn)線、駕駛室焊接線、弧焊工作站等應(yīng)用示范點。近日，中科院重慶研究院與立謙汽車電子儀表廠合作,近日成功研發(fā)出我市首臺經(jīng)濟型貼片機器人產(chǎn)品,并已實現(xiàn)批量生產(chǎn)。
事實也是如此，工業(yè)機器人現(xiàn)在已經(jīng)越來越多地介入到了工業(yè)生產(chǎn)中。據(jù)深圳機器人協(xié)會會長畢亞雷介紹，在珠三角地區(qū)，機器人使用的年增速已達到30%到60%，尤其在裝配、點膠、搬運、焊接等工業(yè)領(lǐng)域。在中國最具影響力的電子制造專業(yè)展會NEPCON中國電子展上可以得到明顯體現(xiàn)，從2012年開始加重電子制造自動化板塊的拓展后，工業(yè)機器人廠商增長非常快，展示產(chǎn)品比例也在增長。
平安證券的一份報告顯示，過去5年我國工業(yè)機器人行業(yè)復(fù)合增速約30%，我國工業(yè)機器人數(shù)量僅為日本的10%和德國的25%，市場空間很廣闊。對于與中國當(dāng)前近似的日本上世紀(jì)80年代的狀況，未來3年中國該行業(yè)復(fù)合增速可達30%，兩到三年后機器人將開始爆發(fā)性成長。
自動化與工業(yè)機器人這個趨勢的興起背后有多重因素。2014NEPCON中國專家顧問委員會成員馮忠鵬博士表示，“首先，隨著人力、物料等成本不斷攀升，利潤空間遭到擠壓，企業(yè)面臨的盈利壓力持續(xù)增加。自動化生產(chǎn)設(shè)備固然價格不菲，但效率更高，產(chǎn)能更大，有些企業(yè)幾年光景就能收回成本，從長遠(yuǎn)來看，能創(chuàng)造比人工更多的價值，投資回報率高；其次，全國制造企業(yè)普遍存在招工難、招工成本高、工人流動頻繁的問題。尤其是近幾年，生產(chǎn)線操作工的流動性要比以往來得更大，“用工荒”迫使企業(yè)不得不想方法去解決這個問題。“另2014 NEPCON中國專家顧問委員會成員黃照晨先生認(rèn)為，”制造企業(yè)對產(chǎn)品品質(zhì)的日益嚴(yán)格的要求也從一定程度上加快了自動化升級改造的日程，良好的品質(zhì)促使企業(yè)追求生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性和精確度，最大化降低誤差和不良率，保障產(chǎn)品的質(zhì)量；而且機器人還可以取代人工在一些可能會對人體產(chǎn)生健康危害的環(huán)境下工作。“
國家戰(zhàn)略政策已先行
作為大有可為的重要性產(chǎn)業(yè)，機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展自然離不開國家政策的支持。近幾年來，中國政府相關(guān)機構(gòu)相繼出臺了一系列文件，旨在加強對產(chǎn)業(yè)的扶持。
2012年，國務(wù)院發(fā)布的“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中就明確表示，在智能制造裝備產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，要重點發(fā)展包括工業(yè)機器人在內(nèi)的核心關(guān)鍵技術(shù)。
也就在那一年，中國科學(xué)技術(shù)部發(fā)布了機器人科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃，提出要突破重點技術(shù)方向的重要基礎(chǔ)理論和核心關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)仿人、四足高端仿生平臺系統(tǒng)集成，引領(lǐng)服務(wù)機器人技術(shù)發(fā)展方向等多項目標(biāo)。
隨著政策的不斷落實，機器人產(chǎn)業(yè)鏈上下游都開始行動起來。
2013年4月，由中國機械工業(yè)聯(lián)合會牽頭成立的中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在北京成立。該聯(lián)盟旨在促進我國工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展，指導(dǎo)國內(nèi)企業(yè)間的合作與技術(shù)進步。
2013年底，工信部出臺的《關(guān)于推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確，到2020年，形成較為完善的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系，培育3-5家具有國際競爭力的龍頭企業(yè)和8-10個配套產(chǎn)業(yè)集群；工業(yè)機器人行業(yè)和企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力和國際競爭能力明顯增強，高端產(chǎn)品市場占有率提高到45%以上，機器人密度達到100以上，基本滿足國防建設(shè)、國民經(jīng)濟和社會發(fā)展需要。
在中國國家政策扶持的利好消息影響下，世界機器人巨頭們早已躍躍欲試。像ABB、庫卡等工業(yè)機器人巨頭從去年開始亮相NEPCON2013的“電子自動化展區(qū)”后，今年擴大了NEPCON2014的展覽力度。據(jù)NEPCON組委會介紹，KUKA、FESTO、IPTE、VST等知名廠商將亮相4月23-25日的在上海世博展覽館1號館舉辦的NEPCON中國電子展。
去年年底，全球領(lǐng)先的工業(yè)機器人制造商庫卡在上海松江區(qū)舉行了盛大的亞洲新工廠開幕典禮,該工廠擁有350名員工，每年可生產(chǎn)5000臺機器人。新工廠占地面積20,000平方米，主要將生產(chǎn)庫卡工業(yè)機器人和控制臺，使庫卡以中國為立足點，輻射亞洲業(yè)務(wù)。庫卡集團首席執(zhí)行官Till Reuter博士表示：“中國是世界最大、發(fā)展最快的機器人市場，我們與眾多中國的大客戶建立了密切的長期合作關(guān)系。為了確保業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展，我們當(dāng)機立斷，將更多產(chǎn)能集中在上海。”
Festo為中國市場提供工廠自動化和過程自動化的氣動和電動技術(shù)及全面解決方案，主要服務(wù)于汽車、輪胎/橡塑、食品飲料、平板和太陽能、電子和輕型裝配行業(yè)，水/污水處理以及生物技術(shù)/制藥等行業(yè)。本次NEPCON 2014，F(xiàn)esto將帶來平面門架EXCM，其靈活的接口可為用戶提供多樣選擇。
當(dāng)然，摩拳擦掌準(zhǔn)備借力此次電子制造業(yè)革命的并非只有傳統(tǒng)機器人制造商，諸如臺達電子和富士康科技集團，也在努力尋求打造更好的工業(yè)機器人。
機器人引領(lǐng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展
作為一套智能化的設(shè)備，機器人一般由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機械等組成，而其中的每一部分都需要強大的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)來支撐，借機器人市場的大發(fā)展，中國基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)可以獲得長足的進步，形成真正的自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品。
工業(yè)機器人產(chǎn)品涉及的上游領(lǐng)域相當(dāng)寬泛，包括機器人及零部件、夾\治具技術(shù)、坐標(biāo)定位設(shè)備、拾取放置設(shè)備、電機及其驅(qū)動、定位平臺\運動平臺、控制系統(tǒng)\PLC、啟動元器件、工業(yè)相機及鏡頭、光源、傳感器、機器視覺及軟件等等。
電機和伺服系統(tǒng)是機器人系統(tǒng)的核心組成部分，工業(yè)機器人的大量普及必將帶動中國本土電機和伺服系統(tǒng)供應(yīng)商的進步。
電機用于驅(qū)動機器人的關(guān)節(jié)，要求是要有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高啟動轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機器人末端執(zhí)行器（手爪）應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的電動機，尤其是要求快速響應(yīng)時，伺服電動機必須具有較高的可靠性，并且有較大的短時過載能力。
目前，中國的高效節(jié)能電機技術(shù)正在加速革新過程中，各種變頻技術(shù)的成果的應(yīng)用正期待著機器人這一市場。目前，高啟動轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的交、直流伺服電動機在工業(yè)機器人中得到廣泛的應(yīng)用。
高精度的機器人不但需要高效電機，更為重要的是伺服控制系統(tǒng)。伺服控制系統(tǒng)就像是一個智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)，無論是其中的控制芯片，數(shù)模轉(zhuǎn)換、電源管理芯片等等，都為本土的電子零部件供應(yīng)商提供了相當(dāng)大的市場空間。
目前，中國國內(nèi)工業(yè)機器人未來的市場需求為每年10億元-15億元，如此規(guī)模的機器人市場，需要集設(shè)計、研發(fā)、提供單元產(chǎn)品、成套裝備以及售后服務(wù)在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈的支撐。
附：
概念解析
何謂機器人？
國際上對機器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致。一般來說，人們都可以接受這種說法，即機器人是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。聯(lián)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國機器人協(xié)會給機器人下的定義：“一種可編程和多功能的操作機；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動作的專門系統(tǒng)。”
它是高級整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物。在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途。
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