工業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外行業(yè)發(fā)展現(xiàn)況概述

郭海燕

（廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院， 廣東 佛山 528300）

0 引言

隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的興起及勞動(dòng)力成本的提升， 大量的機(jī)器人產(chǎn)品層出不窮，國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟（IFR）依據(jù)應(yīng)用環(huán)境，將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人，其中工業(yè)機(jī)器人是指應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程與環(huán)境的機(jī)器人； 服務(wù)機(jī)器人是指除工業(yè)機(jī)器人以外， 用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種機(jī)器人。 當(dāng)前，大數(shù)據(jù)、人工智能、5G 等信息技術(shù)興起，工業(yè)機(jī)器人與信息技術(shù)不斷融合，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道，其應(yīng)用已遍布各行各業(yè)。本文著重探討工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。

1 工業(yè)機(jī)器人的基本組件

工業(yè)機(jī)器人具有多種安裝形式，包括固定式、移動(dòng)式等。 工業(yè)機(jī)器人的基本組件主要包括：控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。 其中，控制系統(tǒng)作為工業(yè)機(jī)器人的大腦，指揮機(jī)器人按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，記憶被給予的動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度等指令信息，能夠根據(jù)控制系統(tǒng)的信息發(fā)出執(zhí)行指令。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)控制指令，通過(guò)電氣、液壓、氣壓等驅(qū)動(dòng)形式支配執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。位置檢測(cè)裝置是檢測(cè)工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)位置、 運(yùn)動(dòng)速度和工作狀態(tài)的裝置，一般通過(guò)觸覺、視覺、速度、位置等傳感器進(jìn)行檢測(cè)，并及時(shí)向控制系統(tǒng)反饋，幫助執(zhí)行機(jī)構(gòu)到達(dá)設(shè)定的位置。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是指可抓持物體或執(zhí)行其他運(yùn)動(dòng)操作的裝置，一般由手部、腕部、手臂、基座等部件組成，它的動(dòng)作功能與人手相似[1]。 為了提高良品率、產(chǎn)出率、工作效率，在各種高強(qiáng)度、有風(fēng)險(xiǎn)、產(chǎn)量大、質(zhì)量要求和重復(fù)率較高的作業(yè)中，機(jī)器人都已逐步取代了人工。

2 國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)概況

我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速的發(fā)展， 機(jī)器人設(shè)計(jì)和制造水平顯著提高，新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，關(guān)鍵零部件的研制取得突破性進(jìn)展，為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)賦予了新的動(dòng)能。

我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)經(jīng)過(guò)前期爆炸式增長(zhǎng)后， 近兩年逐步進(jìn)入了良性的成長(zhǎng)期，產(chǎn)業(yè)具體特點(diǎn)如下：

2.1 工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量持續(xù)增加，但是產(chǎn)量增速放緩

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2015—2019 年工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量持續(xù)增加，見圖1。 2019 年工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量為18.7 萬(wàn)臺(tái)（套）， 比2018 年同期增長(zhǎng)27%， 增速比2016 年和2017年有所放緩，增速分別為120%和81%，見表1。

圖1 2015 年-2019 年工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量Fig.1 Output of industrial robots，2015-2019

表1 2015—2019 年工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量及增速Tab.1 Output and growth rate of industrial robots from 2015 to 2019

2.2 2018—2019年工業(yè)機(jī)器人銷量出現(xiàn)下滑

2018—2019 年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量呈下滑趨勢(shì)。 根據(jù)中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù) 顯 示，2017 年 我 國(guó)市場(chǎng)共銷售工業(yè)機(jī)器人15.9 萬(wàn)臺(tái)，2018 年約銷售15.6 萬(wàn)臺(tái)， 同比下降1.89%。 2019 年上半年我國(guó)共銷售1.9 萬(wàn)臺(tái)自主品牌工業(yè)機(jī)器人， 銷量同比下降13.6%。 工業(yè)機(jī)器人銷量下滑的首要原因是中國(guó)汽車和3C 電子行業(yè)的增速放緩，大約六成的工業(yè)機(jī)器人是銷往這兩個(gè)行業(yè)。

2.3 行業(yè)智能化改造升級(jí)加速，工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模仍將持續(xù)增長(zhǎng)

我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)前景廣闊，頗具需求潛力，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展空間。 我國(guó)制造業(yè)規(guī)模大、門類廣，各細(xì)分行業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及產(chǎn)品的不同需求為本土工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了大量市場(chǎng)機(jī)遇。 我國(guó)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的新時(shí)代， 制造業(yè)智能化改造升級(jí)已成為時(shí)代趨勢(shì)， 工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)需求日益旺盛。 據(jù)IFR 統(tǒng)計(jì)，2018 年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度達(dá)到140 臺(tái)/萬(wàn)人，已超過(guò)世界平均水平的99 臺(tái)， 但還遠(yuǎn)低于自動(dòng)化程度較高的日本、德國(guó)（有具體數(shù)據(jù)沒）等，市場(chǎng)潛力巨大。2019 年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模約為57.3 億美元， 同比增長(zhǎng)5.7%。2021 年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)將突破70 億美元。

2.4 國(guó)內(nèi)各區(qū)域機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平差異明顯

國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)主要集中在長(zhǎng)三角、 珠三角、 京津冀、中部地區(qū)（主要包括湖南、湖北）、西部地區(qū)（主要包括重慶、成都和西安等地）和東北地區(qū)。 在我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，長(zhǎng)三角地區(qū)基礎(chǔ)比較雄厚，珠三角地區(qū)、京津冀地區(qū)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)日益發(fā)展壯大，東北地區(qū)雖有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，但近年來(lái)產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展較慢， 中部地區(qū)和西部地區(qū)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)較為薄弱，但具有后發(fā)潛力。珠三角地區(qū)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)具有良好的技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)布局環(huán)境，重點(diǎn)聚焦在數(shù)控裝備、無(wú)人物流、自動(dòng)化控制器、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域。 在產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面，珠三角地區(qū)2018 年機(jī)器人產(chǎn)品銷售總收入達(dá)到108.5 億元， 其中深圳市以67 億元的銷售收入居首，佛山、廣州和東莞位列其后。

3 國(guó)外工業(yè)機(jī)器人行業(yè)概況

自1954 年美國(guó)人戴沃爾提出工業(yè)機(jī)器人的概念，半個(gè)多世紀(jì)發(fā)展以來(lái)， 工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用， 極大地提升了生產(chǎn)品質(zhì)并成功解放了勞動(dòng)力資源，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為高端智能制造的代表，帶來(lái)了制造業(yè)在模式、理念、技術(shù)等多層次的變革，作為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要新興技術(shù)，國(guó)家政策紅利、工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需求釋放、 人口紅利減弱等因素催生了市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，但存在低水平重復(fù)建設(shè)、高端產(chǎn)業(yè)低端化、重主機(jī)組裝生產(chǎn)、輕關(guān)鍵零部件制造等問題，使得目前工業(yè)機(jī)器人的質(zhì)量水平參差不齊， 發(fā)生了機(jī)器人使用過(guò)程中的安全事故，導(dǎo)致人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、信息泄露等問題。目前工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品主要是精度、 可靠性無(wú)法得到保證以及使用過(guò)程中存在各種危及人身安全的危險(xiǎn)因素。

目前世界上最大的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)在亞洲。 2018 年，該地區(qū)三大市場(chǎng)的增長(zhǎng)情況喜憂參半： 中國(guó)和韓國(guó)的安裝數(shù)量下降，而日本則大幅增長(zhǎng)。 總的來(lái)說(shuō)，亞洲增長(zhǎng)了1%；第二大市場(chǎng)歐洲的安裝量增長(zhǎng)了14%，增幅連續(xù)六年攀升；在北美洲，增長(zhǎng)率比前一年高出20%，也是連續(xù)六年攀升。

全球五大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)主要在中國(guó)、日本、韓國(guó)、美國(guó)和德國(guó)，2018 年工業(yè)機(jī)器人安裝量中，五大市場(chǎng)占全球總安裝量的74%。 世界上最大的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)仍然是中國(guó)。2018 年，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人安裝量約15.4 萬(wàn)臺(tái)，其占全球總安裝量的36%，與2017 年相比下降了1%，但超過(guò)了歐洲和美洲的工業(yè)機(jī)器人安裝總數(shù)； 中國(guó)工業(yè)機(jī)器人安裝價(jià)值達(dá)54 億美元，與前一年同比增長(zhǎng)21%。 2018年， 中國(guó)機(jī)器人供應(yīng)商占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總安裝量的27%，與2017 年相比增加了5 個(gè)百分點(diǎn)。 這一數(shù)據(jù)符合中國(guó)促進(jìn)國(guó)內(nèi)制造商發(fā)展的政策；另一方面，外國(guó)機(jī)器人供應(yīng)商（包括非中國(guó)供應(yīng)商在中國(guó)生產(chǎn)的設(shè)備）的安裝量減少了7%，約為11.3 萬(wàn)臺(tái)（2017 年約12.2 萬(wàn)臺(tái)）。 這一減少也是由于汽車工業(yè)的疲軟造成的。 日本的機(jī)器人銷量增長(zhǎng)了21%，達(dá)到55000 臺(tái)，創(chuàng)下了該國(guó)有史以來(lái)的最高值。 對(duì)于一個(gè)已經(jīng)高度自動(dòng)化的工業(yè)生產(chǎn)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，2013 年以來(lái)17%的平均年增長(zhǎng)率是驚人的。 日本目前也是世界第一大工業(yè)機(jī)器人制造商，2018 年交付了全球供應(yīng)量的52%。 美國(guó)機(jī)器人安裝量連續(xù)八年保持正增長(zhǎng)，2018 年達(dá)到新的峰值， 安裝量達(dá)40300 臺(tái)，與2017 年相比增加22%。自2010 年以來(lái)，美國(guó)由自動(dòng)化生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)制造業(yè)發(fā)展，從而增強(qiáng)制造業(yè)在其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和全球市場(chǎng)的實(shí)力。 自2013 年以來(lái)，韓國(guó)機(jī)器人安裝量保持平均每年增長(zhǎng)12%，但在2018 年，機(jī)器人安裝量同比下降了5%，安裝量共計(jì)約38000 臺(tái)。 該國(guó)安裝量下降的主要原因是當(dāng)年在很大程度上經(jīng)歷了電子行業(yè)的寒冬。 德國(guó)是世界第五、歐洲第一大機(jī)器人市場(chǎng)，意大利和法國(guó)在歐洲市場(chǎng)緊隨其后。得益于汽車工業(yè)的驅(qū)動(dòng)，2018 年，德國(guó)機(jī)器人銷量近27000 臺(tái)，創(chuàng)下歷史新高，同比增長(zhǎng)26%。 從工業(yè)機(jī)器人密度來(lái)看（每萬(wàn)名制造業(yè)員工所擁有的機(jī)器人數(shù)量），中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人密度（140 臺(tái)） 在全球各地區(qū)的平均水平之上，新加坡全球最高（831 臺(tái)），其次是韓國(guó)（774 臺(tái)）與德國(guó)（338 臺(tái)）。

4 結(jié)論

我國(guó)市場(chǎng)是全球工業(yè)機(jī)器人增長(zhǎng)的引擎， 銷量占比明顯提升并繼續(xù)穩(wěn)居全球第一，但從目前情況來(lái)看，我國(guó)與國(guó)際機(jī)器人還有較大差距。 一是工業(yè)機(jī)器人相關(guān)企業(yè)數(shù)量眾多但規(guī)模小，缺乏部分關(guān)鍵核心技術(shù)，自主研發(fā)創(chuàng)新能力相對(duì)較弱。 二是工業(yè)機(jī)器人部分核心零部件依賴進(jìn)口，大大影響了我國(guó)機(jī)器人的精度和可靠性。三是基礎(chǔ)零部件制造能力較差，裝配工藝水平有待提高，沒有形成可與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的品牌，缺乏市場(chǎng)認(rèn)知度。

綜上，我國(guó)機(jī)器人在破除低端重復(fù)供給、擴(kuò)展優(yōu)化產(chǎn)品種類、提供高端產(chǎn)品、降低本體成本、實(shí)現(xiàn)零部件國(guó)產(chǎn)化上還任重道遠(yuǎn)。