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

　　引言

　　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含量和高附加值的方向進行轉型，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)結構升級的壓力，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年中國國內工業(yè)機器人年供應量將超過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)應用經(jīng)驗來看，結合中國國內以往的應用領域，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?？?，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。對于與中國當前近似的日本上世紀80年代的狀況，未來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?！傲硪?014 NEPCON中國專家顧問委員會成員黃照晨先生認為，”制造企業(yè)對產(chǎn)品品質的日益嚴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?！?/p>

　　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)領域，要重點發(fā)展包括工業(yè)機器人在內的核心關鍵技術。

　　也就在那一年，中國科學技術部發(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方向的重要基礎理論和核心關鍵技術，實現(xiàn)仿人、四足高端仿生平臺系統(tǒng)集成，引領服務機器人技術發(fā)展方向等多項目標。

　　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，指導國內企業(yè)間的合作與技術進步。

　　2013年底，工信部出臺的《關于推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》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、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。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系。為了確保業(yè)務持續(xù)發(fā)展，我們當機立斷，將更多產(chǎn)能集中在上海?！?/p>

　　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及全面解決方案，主要服務于汽車、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/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(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(zhí)行機構、驅動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)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)來支撐，借機器人市場的大發(fā)展，中國基礎產(chǎn)業(yè)可以獲得長足的進步，形成真正的自主知識產(chǎn)權產(chǎn)品。

　　工業(yè)機器人產(chǎn)品涉及的上游領域相當寬泛，包括機器人及零部件、夾治具技術、坐標定位設備、拾取放置設備、電機及其驅動、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)供應商的進步。

　　電機用于驅動機器人的關節(jié)，要求是要有最大功率質量比和扭矩慣量比、高啟動轉矩、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(zhí)行器（手爪）應采用體積、質量盡可能小的電動機，尤其是要求快速響應時，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)能電機技術正在加速革新過程中，各種變頻技術的成果的應用正期待著機器人這一市場。目前，高啟動轉矩、大轉矩、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，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空間。

　　目前，中國國內工業(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，需要集設計、研發(fā)、提供單元產(chǎn)品、成套裝備以及售后服務在內的完整產(chǎn)業(yè)鏈的支撐。

　　附：

　　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)合國標準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)行不同的任務而具有可用電腦改變和可編程動作的專門系統(tǒng)?！?/p>

　　它是高級整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學的產(chǎn)物。在工業(yè)、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領域中均有重要用途。