大力發(fā)展工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)促進(jìn)“中國制造”轉型升級

　　引言

　　毋庸置疑，中國已經(jīng)成為世界汽車(chē)、消費電子、通訊終端、家電電器等產(chǎn)品的制造中心，接下來(lái)必然要向高技術(shù)含量和高附加值的方向進(jìn)行轉型，這需要更加精密的加工與制造手段。與此同時(shí)，未來(lái)10年中國正面臨著(zhù)人口老齡化，勞動(dòng)力成本上升和產(chǎn)業(yè)結構升級的壓力，廉價(jià)按勞動(dòng)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(dòng)化展區火熱展商入駐趨勢也印證了這一點(diǎn)。

　　中國機器人市場(chǎng)期待大爆發(fā)

　　2013年11月，一份來(lái)自于國際機器人聯(lián)合會(huì )(IFR)數據再次牽動(dòng)了機器人產(chǎn)業(yè)從業(yè)者的神經(jīng)。數據顯示，在2005-2012年間，全球工業(yè)機器人的年均銷(xiāo)售增長(cháng)率為9%，而同期中國工業(yè)機器人的年均銷(xiāo)售增長(cháng)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(chǎng)，占全球市場(chǎng)15%。國際機器人聯(lián)合會(huì )預測，2014年中國將成為全球最大的機器人市場(chǎng)，到2015年中國國內工業(yè)機器人年供應量將超過(guò)2萬(wàn)臺，保有量將超過(guò)13萬(wàn)臺。

　　以工業(yè)機器人在國外的行業(yè)應用經(jīng)驗來(lái)看，結合中國國內以往的應用領(lǐng)域，中高端工業(yè)機器人將在汽車(chē)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用。

　　實(shí)際上，我國的機器人研發(fā)起步并不晚，據中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書(shū)長(cháng)宋曉剛介紹，早在20世紀70年代，我國就開(kāi)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(diǎn);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(shí)，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(chē)廠(chǎng)建立了自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(xiàn)、駕駛室焊接線(xiàn)、弧焊工作站等應用示范點(diǎn)。近日，中科院重慶研究院與立謙汽車(chē)電子儀表廠(chǎng)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(shí)現批量生產(chǎn)。

　　事實(shí)也是如此，工業(yè)機器人現在已經(jīng)越來(lái)越多地介入到了工業(yè)生產(chǎn)中。據深圳機器人協(xié)會(huì )會(huì )長(cháng)畢亞雷介紹，在珠三角地區，機器人使用的年增速已達到30%到60%，尤其在裝配、點(diǎn)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(zhuān)業(yè)展會(huì )NEPCON中國電子展上可以得到明顯體現，從2012年開(kāi)始加重電子制造自動(dòng)化板塊的拓展后，工業(yè)機器人廠(chǎng)商增長(cháng)非?？?，展示產(chǎn)品比例也在增長(cháng)。

　　平安證券的一份報告顯示，過(guò)去5年我國工業(yè)機器人行業(yè)復合增速約30%，我國工業(yè)機器人數量?jì)H為日本的10%和德國的25%，市場(chǎng)空間很廣闊。對于與中國當前近似的日本上世紀80年代的狀況，未來(lái)3年中國該行業(yè)復合增速可達30%，兩到三年后機器人將開(kāi)始爆發(fā)性成長(cháng)。

　　自動(dòng)化與工業(yè)機器人這個(gè)趨勢的興起背后有多重因素。2014NEPCON中國專(zhuān)家顧問(wèn)委員會(huì )成員馮忠鵬博士表示，“首先，隨著(zhù)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增加。自動(dòng)化生產(chǎn)設備固然價(jià)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(cháng)遠來(lái)看，能創(chuàng )造比人工更多的價(jià)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(dòng)頻繁的問(wèn)題。尤其是近幾年，生產(chǎn)線(xiàn)操作工的流動(dòng)性要比以往來(lái)得更大，“用工荒”迫使企業(yè)不得不想方法去解決這個(gè)問(wèn)題。“另一2014 NEPCON中國專(zhuān)家顧問(wèn)委員會(huì )成員黃照晨先生認為，”制造企業(yè)對產(chǎn)品品質(zhì)的日益嚴格的要求也從一定程度上加快了自動(dòng)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(guò)程中的穩定性和精確度，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(huì )對人體產(chǎn)生健康危害的環(huán)境下工作。“

　　國家戰略政策已先行

　　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(kāi)國家政策的支持。近幾年來(lái)，中國政府相關(guān)機構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”國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃中就明確表示，在智能制造裝備產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，要重點(diǎn)發(fā)展包括工業(yè)機器人在內的核心關(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(zhuān)項規劃，提出要突破重點(diǎn)技術(shù)方向的重要基礎理論和核心關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現仿人、四足高端仿生平臺系統集成，引領(lǐng)服務(wù)機器人技術(shù)發(fā)展方向等多項目標。

　　隨著(zhù)政策的不斷落實(shí)，機器人產(chǎn)業(yè)鏈上下游都開(kāi)始行動(dòng)起來(lái)。

　　2013年4月，由中國機械工業(yè)聯(lián)合會(huì )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(jìn)我國工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展，指導國內企業(yè)間的合作與技術(shù)進(jìn)步。

　　2013年底，工信部出臺的《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見(jiàn)》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(gè)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(chǎng)占有率提高到45%以上，機器人密度達到100以上，基本滿(mǎn)足國防建設、國民經(jīng)濟和社會(huì )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(kāi)始亮相NEPCON2013的“電子自動(dòng)化展區”后，今年擴大了NEPCON2014的展覽力度。據NEPCON組委會(huì )介紹，KUKA、FESTO、IPTE、VST等知名廠(chǎng)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舉行了盛大的亞洲新工廠(chǎng)開(kāi)幕典禮,該工廠(chǎng)擁有350名員工，每年可生產(chǎn)5000臺機器人。新工廠(chǎng)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(diǎn)，輻射亞洲業(yè)務(wù)。庫卡集團首席執行官Till Reuter博士表示：“中國是世界最大、發(fā)展最快的機器人市場(chǎng)，我們與眾多中國的大客戶(hù)建立了密切的長(cháng)期合作關(guān)系。為了確保業(yè)務(wù)持續發(fā)展，我們當機立斷，將更多產(chǎn)能集中在上海。”

　　Festo為中國市場(chǎng)提供工廠(chǎng)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化的氣動(dòng)和電動(dòng)技術(shù)及全面解決方案，主要服務(wù)于汽車(chē)、輪胎/橡塑、食品飲料、平板和太陽(yáng)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，Festo將帶來(lái)平面門(mén)架EXCM，其靈活的接口可為用戶(hù)提供多樣選擇。

　　當然，摩拳擦掌準備借力此次電子制造業(yè)革命的并非只有傳統機器人制造商，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機器人。

　　機器人引領(lǐng)基礎產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　作為一套智能化的設備，機器人一般由執行機構、驅動(dòng)裝置、檢測裝置和控制系統和復雜機械等組成，而其中的每一部分都需要強大的基礎產(chǎn)業(yè)來(lái)支撐，借機器人市場(chǎng)的大發(fā)展，中國基礎產(chǎn)業(yè)可以獲得長(cháng)足的進(jìn)步，形成真正的自主知識產(chǎn)權產(chǎn)品。

　　工業(yè)機器人產(chǎn)品涉及的上游領(lǐng)域相當寬泛，包括機器人及零部件、夾治具技術(shù)、坐標定位設備、拾取放置設備、電機及其驅動(dòng)、定位平臺運動(dòng)平臺、控制系統PLC、啟動(dòng)元器件、工業(yè)相機及鏡頭、光源、傳感器、機器視覺(jué)及軟件等等。

　　電機和伺服系統是機器人系統的核心組成部分，工業(yè)機器人的大量普及必將帶動(dòng)中國本土電機和伺服系統供應商的進(jìn)步。

　　電機用于驅動(dòng)機器人的關(guān)節，要求是要有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高啟動(dòng)轉矩、低慣量和較寬廣且平滑的調速范圍。特別是像機器人末端執行器(手爪)應采用體積、質(zhì)量盡可能小的電動(dòng)機，尤其是要求快速響應時(shí)，伺服電動(dòng)機必須具有較高的可靠性，并且有較大的短時(shí)過(guò)載能力。

　　目前，中國的高效節能電機技術(shù)正在加速革新過(guò)程中，各種變頻技術(shù)的成果的應用正期待著(zhù)機器人這一市場(chǎng)。目前，高啟動(dòng)轉矩、大轉矩、低慣量的交、直流伺服電動(dòng)機在工業(yè)機器人中得到廣泛的應用。

　　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。伺服控制系統就像是一個(gè)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(dòng)控制系統，無(wú)論是其中的控制芯片，數模轉換、電源管理芯片等等，都為本土的電子零部件供應商提供了相當大的市場(chǎng)空間。

　　目前，中國國內工業(yè)機器人未來(lái)的市場(chǎng)需求為每年10億元-15億元，如此規模的機器人市場(chǎng)，需要集設計、研發(fā)、提供單元產(chǎn)品、成套裝備以及售后服務(wù)在內的完整產(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(lái)說(shuō)，人們都可以接受這種說(shuō)法，即機器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現各種功能的一種機器。聯(lián)合國標準化組織采納了美國機器人協(xié)會(huì )給機器人下的定義：“一種可編程和多功能的操作機;或是為了執行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動(dòng)作的專(zhuān)門(mén)系統。”

　　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)、醫學(xué)、農業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途。