焊接機(jī)器人“十三五”銷售狀況與“十四五”展望

李憲政，陳丹，李曉佳

（1.中國焊接協(xié)會焊接設(shè)備分會，北京 100020；2.中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，北京 100711）

0 前言

通過“十三五”持續(xù)創(chuàng)新、深化應(yīng)用，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)良好發(fā)展勢頭，產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長，年均復(fù)合增長率達(dá) 15%，2020 年制造業(yè)工業(yè)機(jī)器人密度達(dá)到 246 臺/萬人，是全球平均水平的近 2倍[1]。焊接是金屬加工制造的主要方法和手段，焊接技術(shù)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的諸多領(lǐng)域。焊接裝備是實現(xiàn)焊接加工的必備條件，主要產(chǎn)品包括電焊機(jī)（即焊接電源）、焊接專機(jī)、焊接機(jī)器人及其配套的輔助機(jī)械和工裝夾具等，這些產(chǎn)品統(tǒng)稱為焊接設(shè)備或焊接裝備，廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、建筑、化工、冶金、高鐵、能源、航空航天、軍工、海工船舶、電器、五金制品等行業(yè)[2]。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步，國內(nèi)人口紅利的消失和雙碳戰(zhàn)略的實施，需求端和供應(yīng)端的變化都對焊接裝備的發(fā)展產(chǎn)生著重要影響。綠色、優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、自動化焊接等技術(shù)在“十三五”期間成為焊接技術(shù)發(fā)展的主流，為之提供基礎(chǔ)條件的焊接裝備也取得了巨大的進(jìn)步。通過對其中的關(guān)鍵焊接裝備—焊接機(jī)器人在“十三五”期間的銷售應(yīng)用狀況進(jìn)行量化分析，梳理焊接機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈需求端的變化和焊接機(jī)器人供給端的研發(fā)制造能力，理清行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)，引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展，無疑是很有意義的。

中國作為制造業(yè)大國，制造規(guī)模大，制造業(yè)體系完整，是全球制造業(yè)門類最多最全的市場，焊接制造涉及其中的十幾個大的行業(yè)，從這個角度講，中國也是焊接制造大國。從統(tǒng)計資料看，國內(nèi)焊接機(jī)器人的應(yīng)用主要集中在汽車制造、3C 電子、裝備制造（工程機(jī)械、煤礦機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等）、金屬加工、結(jié)構(gòu)件制造等行業(yè)，“十三五”期間逐步向其它行業(yè)的細(xì)分市場拓展。需要說明的是，以下圖表的數(shù)據(jù)分別來源于國際機(jī)器人聯(lián)合會（IFR）和中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CRIA）的年度統(tǒng)計報告。

1 焊接機(jī)器人總體銷售情況

“十三五”期間（2016 年～2020 年），全球累計銷售工業(yè)機(jī)器人188 萬臺，其中焊接機(jī)器人銷售38 萬臺，占比20%。前3 年逐年遞增，增幅分別為7%，26%和9%。2019 年受到全球焊接機(jī)器人應(yīng)用最大的汽車行業(yè)需求大幅降低的影響，全球焊接機(jī)器人需求同比下降16%，2020 年受到全球新冠疫情等因素影響，全球焊接機(jī)器人需求同比下降11%，如圖1 所示。

圖1 全球焊接機(jī)器人銷售情況

國內(nèi)累計銷售工業(yè)機(jī)器人72.6 萬臺，其中焊接機(jī)器人16.7 萬臺，占比23%?！笆濉逼陂g國內(nèi)市場焊接機(jī)器人占工業(yè)機(jī)器人銷量比重在20%～25%波動，沒有明顯趨勢性變化?！笆濉蹦┡c“十二五”末相比，國內(nèi)焊接機(jī)器人銷量同比增幅68%，5 年年均增幅11%，前3 年逐年遞增，增幅分別為8%，57%和13%，均高于當(dāng)年全球焊接機(jī)器人銷售增幅，特別是2017 年，增幅高出一倍多，達(dá)31 個百分點。2018年是國內(nèi)焊接機(jī)器人在“十三五”期間的銷售高峰年，當(dāng)年銷售4 萬臺。2019 年受汽車行業(yè)需求大幅降低影響，國內(nèi)焊接機(jī)器人銷量同比下降16%。2020 年的全球新冠疫情雖然對國內(nèi)經(jīng)濟(jì)有一定影響，但日常生產(chǎn)生活、物流、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈比國外好得多，企業(yè)減少對人員依賴、降低人工成本、制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求，對國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人，包括焊接機(jī)器人銷售有一定促進(jìn)作用，與全球焊接機(jī)器人需求下降不同，國內(nèi)焊接機(jī)器人銷量同比增長5%。如圖2 所示。

圖2 國內(nèi)焊接機(jī)器人銷售情況

受有效勞動力的減少、勞動力成本持續(xù)快速增長、工作環(huán)境差、焊工難招、焊接制造的數(shù)字化智能化需求、焊接機(jī)器人技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用成本的顯著下降等因素影響，中國正走向焊接機(jī)器人應(yīng)用普及化的快速發(fā)展階段。如圖3 所示，“十三五”期間國內(nèi)焊接機(jī)器人的市場銷量在全球的占比逐年提升，“十三五”末達(dá)到53%，年均占比44%，意味著“十三五”期間全球近一半的焊接機(jī)器人銷售到中國，體現(xiàn)國內(nèi)焊接機(jī)器人市場需求端在全球的影響力，也表明中國是焊接制造大國，正在快速走向焊接制造強(qiáng)國，同時也顯示出“十三五”期間國內(nèi)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，焊接機(jī)器人代替焊工，實現(xiàn)焊接自動化的發(fā)展步伐和成果在全球都是最顯著的。

圖3 國內(nèi)外焊接機(jī)器人銷售情況

“十三五”期間自主品牌焊接機(jī)器人銷量呈現(xiàn)逐年增長的態(tài)勢，其中連續(xù)4 年保持10%以上的增幅，5 年年均增幅16%，2020 年達(dá)到近8 000 臺，5 年累計銷售3.26 萬臺。但“十三五”期間自主品牌焊接機(jī)器人在國內(nèi)焊接機(jī)器人年銷量的占比基本沒有變化，在20%左右波動，如圖4 所示。

圖4 自主品牌焊接機(jī)器人銷售情況

外資品牌焊接機(jī)器人在國內(nèi)五年累計銷售13.4萬臺，銷量最高年份是2018 年，達(dá)3.3 萬臺，2019 年受到汽車行業(yè)需求下降，降幅到21%。外資品牌焊接機(jī)器人在國內(nèi)市場占據(jù)主導(dǎo)地位，“十三五”期間占比在77%～84%波動，平均為80%，如圖5 所示。

圖5 外資品牌焊接機(jī)器人銷售情況

從以上分析可以看出，“十三五”期間自主品牌焊接機(jī)器人的應(yīng)用得到快速發(fā)展，但與外資品牌比較，銷售占比沒有提高，發(fā)展速度不具優(yōu)勢，目前主要應(yīng)用在中低端市場，體現(xiàn)在焊接機(jī)器人的工作可靠性、主要性能指標(biāo)、性價比等方面與外資品牌比較還有一定的差距。特別是在對焊接機(jī)器人綜合性能要求較高的汽車制造行業(yè)，自主品牌焊接機(jī)器人應(yīng)用較少，從焊接應(yīng)用領(lǐng)域看，薄板點焊、中厚板弧焊的焊接機(jī)器人差距最大。

2 弧焊機(jī)器人銷售情況

“十三五”期間國內(nèi)市場銷售弧焊機(jī)器人6.4 萬臺，除2016 年3%的較小增幅和2019 年7%的負(fù)增長，其余3 年都大幅增長，2017 年43%、2018 年49%、2020 年22%，2020 年銷售達(dá)到最高峰近2 萬臺，五年年均增幅20%，如圖6 所示。

圖6 弧焊機(jī)器人銷售情況

自主品牌弧焊機(jī)器人累計銷售1.4 萬臺，除2020 年-2%小幅下降外，其余年份均實現(xiàn)增長，2019 年銷售達(dá)到最高峰近3 800 臺。如圖7 所示。

圖7 自主品牌弧焊機(jī)器人銷售情況

外資品牌弧焊機(jī)器人累計銷售5 萬臺，2016 年和2019 年下降，其余年份均實現(xiàn)30% 以上的增長，2020 年銷售達(dá)到最高峰近1.6 萬臺，如圖8 所示。

圖8 外資品牌弧焊機(jī)器人銷售情況

3 點焊機(jī)器人

“十三五”期間點焊機(jī)器人銷售7.1 萬臺，2016 年小幅增長，2017 年大幅增長85%，并達(dá)到最高峰近2萬臺，2018 年～2020 年都是負(fù)增長，年均降低幅度達(dá)20%?！笆濉蹦┠赇N售1.1 萬臺，回到了“十三五”初的銷售水平，如圖9 所示。分析認(rèn)為，點焊機(jī)器人主要應(yīng)用于汽車行業(yè)，2017 年國內(nèi)汽車制造行業(yè)大量新上或升級產(chǎn)能，固定資產(chǎn)投資大幅增加，之后數(shù)年投資減少所致。

圖9 點焊機(jī)器人銷售情況

自主品牌點焊機(jī)器人累計銷售3 000 余臺，前三年實現(xiàn)較大幅度增長，除2018 年銷售突破1 000 臺，之后兩年大幅下降，2020 年銷售不足300 臺，如圖10所示。自主品牌點焊機(jī)器人產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展緩慢，主要原因：一是目前點焊機(jī)器人主要應(yīng)用在汽車行業(yè)的部件或總成的生產(chǎn)線，點焊機(jī)器人只是生產(chǎn)線的部分裝備，投資只占少部分的比例，同時自動化生產(chǎn)線對機(jī)器人的可靠性要求極高，用戶大都愿意采用外資成熟品牌的點焊機(jī)器人；二是國內(nèi)汽車廠家主要以合資和獨(dú)資為主，其機(jī)器人點焊生產(chǎn)線及集成商習(xí)慣采用原來熟悉的外資點焊品牌和商家。以上兩個原因?qū)е伦灾髌放泣c焊機(jī)器人應(yīng)用的機(jī)會少；三是自主品牌點焊機(jī)器人的研究投入少。

圖10 自主品牌點焊機(jī)器人銷售情況

外資品牌點焊機(jī)器人累計銷售6.8 萬臺，2017 年銷售增長幅度達(dá)88%，并實現(xiàn)銷售高峰1.9 萬臺，之后逐年下降，2020 年銷售回到了“十三五”的起點，約1 萬臺的水平，如圖11 所示。

圖11 外資品牌點焊機(jī)器人銷售情況

4 釬焊機(jī)器人

釬焊機(jī)器人主要應(yīng)用于3C 行業(yè)，“十三五”期間釬焊機(jī)器人累計銷售1.3 萬臺，年銷售臺數(shù)在2 200～3 000 臺之間波動，年均2 500 臺，如圖12 所示。從這些數(shù)據(jù)看，3C 行業(yè)對釬焊機(jī)器人的需求在“十三五”期間有較大的波動，總體增長不明顯。

圖12 釬焊機(jī)器人銷售情況

相對而言，釬焊機(jī)器人的承載能力、作業(yè)半徑、重復(fù)定位精度和位置精度等技術(shù)指標(biāo)要求不高，而且大部分是三軸或四軸機(jī)器人，自主品牌在產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量方面都能滿足市場要求，其成本和價格優(yōu)勢及現(xiàn)地服務(wù)的優(yōu)勢愈發(fā)明顯。十三五期間，自主品牌釬焊機(jī)器人累計銷售1.27 萬臺，國內(nèi)市場銷售基本是自主品牌的天下，外資品牌累計銷售不足300 臺，如圖13 所示。

圖13 自主品牌釬焊機(jī)器人銷售情況

5 激光焊機(jī)器人

“十三五”期間激光焊機(jī)器人總的銷量不大，而且銷量沒有顯著變化，累計銷售了3 300 余臺，年均670 臺，如圖14 所示。這一點似乎與近些年激光焊接技術(shù)及應(yīng)用高速發(fā)展不太匹配，可能原因之一是現(xiàn)有激光焊技術(shù)對激光機(jī)器人的精度，包括軌跡精度要求比弧焊機(jī)器人和點焊機(jī)器人要求更高，激光焊機(jī)器人精度保證難度大或成本高，因而大量采用激光焊專機(jī)進(jìn)行激光焊。但隨著激光焊技術(shù)的進(jìn)步，對機(jī)器人的精度要求顯著降低，同時激光焊具有熱輸入低、焊縫熱影響區(qū)少、接頭組織良好、焊縫成形好、焊接變形小、焊接速度快、效率高等優(yōu)勢，加之激光器成本的快速降低以及大功率激光器的普遍應(yīng)用，激光焊機(jī)器人的應(yīng)用在“十四五”期間將有較大的發(fā)展空間，尤其是在新能源領(lǐng)域中新能源汽車、光伏等行業(yè)及新材料的焊接應(yīng)用。

圖14 激光焊機(jī)器人銷售情況

自主品牌激光焊機(jī)器人累計銷售1 700 余臺，前四年均實現(xiàn)較大幅度增長，整體呈現(xiàn)增長態(tài)勢，如圖15 所示。

圖15 自主品牌激光焊機(jī)器人銷售情況

外資品牌激光焊機(jī)器人累計銷售1 600 余臺，2017 年銷售高峰近700 臺，之后呈整體下降趨勢，如圖16 所示。“十三五”期間在國內(nèi)市場自主品牌和外資品牌激光焊機(jī)器人的銷量接近，但從逐年的數(shù)據(jù)看，自主品牌激光焊機(jī)器人在“十四五”期間將隨著激光焊接技術(shù)和應(yīng)用場景的快速發(fā)展，會有更大的發(fā)展空間。

圖16 外資品牌激光焊機(jī)器人銷售情況

6 其它焊接機(jī)器人

“十三五”期間其它焊接機(jī)器人銷售4 000 余臺，呈現(xiàn)先降后升的趨勢，年銷售在600～1 100 臺范圍，年均800 臺，如圖17 所示。

圖17 其它焊接機(jī)器人銷售情況

自主品牌其它焊接機(jī)器人累計銷售1 200 余臺，年均240 臺，如圖18 所示。

圖18 自主品牌其它焊接機(jī)器人銷售情況

外資品牌其它焊接機(jī)器人累計銷售2 800 臺，呈現(xiàn)逐年遞增的態(tài)勢，如圖19 所示。

圖19 外資品牌其它焊接機(jī)器人銷售情況

7 焊接機(jī)器人銷售占比

在國內(nèi)焊接機(jī)器人的銷量中，弧焊機(jī)器人和點焊機(jī)器人占比最大，“十三五”期間兩者占比合計在84%～90%范圍?；『笝C(jī)器人的占比自2017 年的33%逐年遞增到2020 年的55%，點焊機(jī)器人的占比從2017 年的56%逐年遞減到2020 年的31%，兩者此消彼長，從數(shù)據(jù)趨勢和技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展看，弧焊機(jī)器人的占比將繼續(xù)增加，點焊機(jī)器人的占比繼續(xù)減少。其余三類焊接機(jī)器人的占比變化不大，釬焊機(jī)器人占比在6%～11%范圍波動（平均為8%），激光焊機(jī)器人和其它焊接機(jī)器人的占比在2% 左右，如圖20 所示。從技術(shù)發(fā)展、市場需求和產(chǎn)品供應(yīng)端看，激光焊機(jī)器人的應(yīng)用未來有較大的發(fā)展空間，占比將逐步提升。

圖20 各類焊接機(jī)器人銷售占比

在自主品牌焊接機(jī)器人中，弧焊機(jī)器人和釬焊機(jī)器人的銷量占比較大，“十三五”期間兩者占比合計在76%～89%范圍?；『笝C(jī)器人的占比呈現(xiàn)增長趨勢，從2016 年的30% 遞增到2020 年的49%，2019 年的占比最大，達(dá)到52%。釬焊機(jī)器人的占比呈現(xiàn)趨勢性降低，從2016 年的47% 連續(xù)三年下降，2019 年降到29%，2020 年回升到40%。點焊機(jī)器人的占比2018 年最高，為15%，之后逐年下滑，2020 年僅為4%。激光焊機(jī)器人占比呈現(xiàn)增長趨勢，從2016 年的2% 增長到2019 年的9%。其它焊接機(jī)器人的占比由2016 年的10%下降到2017 年的2%，之后基本維持在2%～3%的水平，如圖21 所示。

圖21 自主品牌各類焊接機(jī)器人銷售占比

在外資品牌焊接機(jī)器人中，弧焊機(jī)器人和點焊機(jī)器人的銷量占比較大，“十三五”期間兩者占比合計在95%～97%之間?；『笝C(jī)器人的占比從2016 年的37%逐年遞增到2020 年的57%，點焊機(jī)器人的占比從2016 年的58%增長到2017 年的65%，之后三年逐年下滑，2020 年降到39%。其余三類焊接機(jī)器人的占比變化不大，都在3%以內(nèi)，如圖22 所示。

圖22 外資品牌各類焊接機(jī)器人銷售占比

在各類焊接機(jī)器人的銷量中，自主品牌釬焊機(jī)器人的占比最大，其中四年是100%。自主品牌激光焊機(jī)器人的占比增長較快，2018 年～2020 年的占比都在60%以上。自主品牌點焊機(jī)器人的占比基本維持在3%～5%的水平，沒有進(jìn)步。自主品牌弧焊機(jī)器人、其它焊接機(jī)器人以及全部焊接機(jī)器人的占比在“十三五”期間基本維持在20%左右，如圖23 所示。

圖23 各類焊接機(jī)器人自主品牌銷售占比

在各類焊接機(jī)器人的銷量中，外資品牌釬焊機(jī)器人的占比最小，其中四年是零，2018 年為8%。外資品牌激光焊機(jī)器人的占比降幅較大，從70%～80%降到不足40%。外資品牌點焊機(jī)器人的占比最高，基本維持在95%～97% 的水平。外資品牌弧焊機(jī)器人、其它焊接機(jī)器人以及全部焊接機(jī)器人的占比在“十三五”期間基本維持在80%左右，如圖24 所示。

圖24 各類焊接機(jī)器人外資品牌銷售占比

8 “十四五”展望

中國《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》在“增加高端產(chǎn)品供給”內(nèi)容的第一項任務(wù)就是“研制面向汽車、航空航天、軌道交通等領(lǐng)域的高精度、高可靠性的焊接機(jī)器人”?！吨袊附釉O(shè)備行業(yè)“十四五”規(guī)劃》中也明確將發(fā)展焊接機(jī)器人作為行業(yè)“十四五”的最重要發(fā)展目標(biāo)。

通過以上分析，結(jié)合全球機(jī)器人發(fā)展趨勢和“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃及焊接行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，可以得出以下結(jié)論。

自2007 年中國開始步入焊接機(jī)器人應(yīng)用時代[3]，目前正走向焊接機(jī)器人應(yīng)用普及化發(fā)展階段，“十三五”期間焊接機(jī)器人在國內(nèi)銷量占全球銷量比例逐年攀升，全球新安裝焊接機(jī)器人50%以上在中國，2020年達(dá)到53%，預(yù)計“十四五”期間將繼續(xù)保持這一趨勢，占比將很快達(dá)到60%以上，中國正在從焊接制造大國向焊接機(jī)器人應(yīng)用大國和焊接制造強(qiáng)國邁進(jìn)。

全球焊接機(jī)器人的應(yīng)用快速增長，國內(nèi)焊接機(jī)器人需求年均增幅更大達(dá)11%。中國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入提高發(fā)展質(zhì)量、制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級新階段，預(yù)計“十四五”期間將繼續(xù)保持增長趨勢，國內(nèi)焊接機(jī)器人的應(yīng)用將繼續(xù)保持年均兩位百分?jǐn)?shù)的增長幅度。

與外資品牌比較，自主品牌在國內(nèi)市場銷量的占比在20%左右波動，基本沒有進(jìn)步，外資品牌焊接機(jī)器人在國內(nèi)市場仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。預(yù)計“十四五”期間會有所變化，自主品牌焊接機(jī)器人的發(fā)展速度加快，在國內(nèi)市場的份額可能會達(dá)到25%～30%。

隨著工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用場景的不斷擴(kuò)大，全球焊接機(jī)器人在工業(yè)機(jī)器人的占比將持續(xù)下降，國內(nèi)市場可能會降到20%以下。

國內(nèi)市場弧焊機(jī)器人的銷售占比自2017 年的33%逐年遞增到2020 年的55%，預(yù)計“十四五”期間弧焊機(jī)器人的銷售占比將繼續(xù)增加，自主品牌弧焊機(jī)器人有更大的增長空間，預(yù)計將繼續(xù)保持年均20%左右的增幅。

國內(nèi)市場點焊機(jī)器人的銷售占比自2017 年的56%逐年遞減到2020 年的31%。點焊機(jī)器人應(yīng)用最大的汽車行業(yè)已發(fā)展到一個特殊階段，國內(nèi)汽車保有量已到一定規(guī)模，需求增長乏力，汽車制造產(chǎn)能過剩，投資萎縮，點焊機(jī)器人的銷售占比將呈現(xiàn)下降趨勢，自主品牌點焊機(jī)器人希望能有較大的進(jìn)步。

自主品牌激光焊機(jī)器人銷售自2016 年的2%增長到2019 年的9%，2018 年～2020 年國內(nèi)市場占有率都在60%以上。激光焊是二十一世紀(jì)最有發(fā)展前途的焊接技術(shù)，從技術(shù)發(fā)展、市場需求和產(chǎn)品供應(yīng)端看，自主品牌激光焊機(jī)器人的應(yīng)用在“十四五”期間將有很大的發(fā)展空間。

9 結(jié)束語

通過以上的分析和展望可以看出，“十三五”期間國內(nèi)焊接機(jī)器人在應(yīng)用的數(shù)量上呈現(xiàn)高速增長，自主品牌焊接機(jī)器人在應(yīng)用的數(shù)量和產(chǎn)品質(zhì)量上實現(xiàn)穩(wěn)步提升。自主品牌不同類型焊接機(jī)器人的發(fā)展雖然有一定的差別，但主要類別額焊接機(jī)器人都具有很大的發(fā)展空間。當(dāng)前正處于全球制造業(yè)數(shù)字化與與智能化轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，需求端將為國內(nèi)外焊接機(jī)器人的應(yīng)用創(chuàng)造新的增長點，疊加國內(nèi)焊接行業(yè)日益嚴(yán)重的勞動力短缺，國內(nèi)焊接機(jī)器人的需求會進(jìn)一步快速增長。自主品牌各類焊接機(jī)器人通過前期的發(fā)展，不斷積累技術(shù)、經(jīng)驗、人才和研發(fā)制造能力，產(chǎn)品的品質(zhì)將有顯著提升，銷售量會有更大的增長。由于中國是目前全球制造業(yè)門類最多最全的市場，焊接機(jī)器人的應(yīng)用會不斷拓展到更多的焊接細(xì)分領(lǐng)域。