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国际工业机器人产业发展路径及对我国的启示

点击: 74534  编辑:lol竞猜平台 时间:2020-11-19

随着全球传统产业转型升级和新兴产业发展壮大发展,新的产业形态、科技推展和发展路径获得世界各国的高度重视。工业机器人产业是新兴科技和新兴产业的深度融合,有技术密集度低、人才密集度低、资本密集度低的特点,是取决于一个国家科技创新和高端制造业水平的最重要标志之一,是国际科技发展的最重要方向,也是我国未来产业工业经济发展的支柱产业之一。

本文将辨别国际工业机器人产业的发展现状和趋势,重点分析我国工业机器人产业的发展基础、机遇和障碍,并明确提出我国工业机器人产业发展路径优化的可行性建议。  一、国际工业机器人产业发展概况  (一)国际工业机器人产业发展现状  发展工业机器人产业是发展中国家和发达国家构建传统产业转型升级和挽回制造业的战略途径之一,“机器人革命”作为“第三次工业革命”的切入点和增长点,影响全球制造业的发展格局。欧盟在“第七个框架计划”和“地平线2020”项目中重点投资机器人技术研发,并于2014年启动SPARC机器人研发计划。

德国实行 “工业4.0”战略大力发展以“智能工厂”为焦点的机器人产业,法国在“机器人发展计划”中将目标订为世界机器人领域前5强劲,英国发售首个官方机器人战略“RAS2020”大力发展机器人产业,美国《先进设备生产伙伴计划》中明确指出通过发展工业机器人产业提振本国制造业。可见,工业机器人产业在各国产业发展战略中占到举足轻重的地位。

  联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)数据表明,从20世纪下半叶起,全球工业机器人产业仍然维持稳步增长的趋势,美国、日本、德国、韩国沦为全球机器人市场的“四大家族”,引导“机器人革命”发展的趋势,构成了KUKA、ABB、安川、FANUC等一批在国际上有影响力的龙头机器人企业。IFR数据表明,工业机器人产业长年占有机器人应用领域80%左右的份额,是机器人中增长速度仅次于的市场,2010-2014年全球工业机器人平均值每年销售快速增长17%(图1)。  (二)国际工业机器人产业发展模式  从发展历程来看,机器人经历了三代演化过程:第一代机器人是“示教重现型”非常简单个体机器人,目前在工业机器人领域应用于依然普遍;第二代机器人是具备感官功能的群体劳动机器人;第三代机器人是“人机协作”的智能机器人,是当前工业机器人产业发展方向。

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  国际机器人产业发展的模式各有差异。作为机器人“四大家族”的美国、日本、德国、韩国的工业机器人产业发展模式最不具代表性;美国使用订购与成套设计结合,企业必须的机器人一般来说由工程公司进口,再行自行设计、生产设施的外围设备;日本以技术引人注目,构成仅有产业链展开设计-研发-生产过程;德国以培育龙头企业为核心,展开产业规模化生产;韩国“以市场换技术”政策,增强工业机器人的应用于普及率,各国呈现出有所不同的发展历程和发展特点(表格1)。

  (三)国际工业机器人产业发展趋势  应用领域多元化。全球工业机器人最主要应用领域是汽车及汽车零部件制造业,2010-2015年汽车及汽车零部件制造业对工业机器人的市场需求填充年均增长率大约为25%。

当前工业机器人应用领域渐趋多样化,已覆盖面积到工程机械、塑胶塑料、建筑工业、轨道交通等行业,未来应用于前景悲观,在光伏产业、动力电池、国防军事、医疗卫生、生活服务等领域都有应用于的环节和空间,工业机器人在提升工业生产效率和居民的生活质量方面充分发挥着关键的起到。  龙头企业规模化。

世界工业机器人龙头企业ABB、FANUC、安川、KUKA掌控了机器人本体和核心零部件的生产技术。2014年ABB、FANUC、安川、KUKA收益分别为398亿、59亿、29亿和23亿美元,四大龙头企业业务收入大约为55亿美元,占到全球工业机器人市场大约50%的份额,占到中国市场多达70%的份额,生产规模较小,其中ABB机器人性能较好,FANUC全球销量最低,安川价格比较低廉,KUKA主要应用于汽车生产领域。

  核心技术智能化。随着各国的智能生产、智能工厂、工业物联网、工业4.0框架的前进,工业机器人的软件编程和协作运作都渐趋自动化和智能化,工业机器人产业的核心技术更加智能化、系统化、精细化,主要反映在控制技术渐趋对外开放简化和精细化、装配结构渐趋模块化和可重构化、控制器驱动技术渐趋系统化和数字化、多传感器融合技术渐趋实用化和多样化、工作环境设计渐趋优化和作业的柔性化,以及整体控制系统渐趋网络化和智能化。  二、我国工业机器人产业发展内部环境分析  (一)我国工业机器人产业发展基础  我国工业机器人产业先后经历了20世纪70年代的萌芽期、80年代的成长期、90年代的转型期,21世纪后转入到以第二代机器人为基础、以第三代机器人为方向的飞到期。工业机器人产业是我国传统产业转型升级的新亮点,是科技与产业融合发展的突破点,是我国高端装备制造业的承托产业之一,具备较好的发展基础。

一是政策环境受到影响。机器人产业“十三五发展规划”和《中国生产2025》包含我国工业机器人产业发展蓝图,各地相继实施涉及扶植政策,营造了工业机器人产业发展的良好环境。二是市场需求快速增长。

2013年中国市场占到全球机器人市场的1/5,2014年下降到1/4,倒数两年是全球仅次于的机器人消费国,是国际工业机器人主要目标市场,2020年我国工业机器人年销量将超过15万台,2025年将约26万台(IFR统计资料),我国工业机器人市场需求呈圆形稳定增长趋势。三是应用领域不断扩大。2014年我国工业机器人市场共计销售5.5万台,牵涉到诸多制造业领域,已普遍应用于国民经济25个行业大类、52个行业中类市场需求年快速增长多达25%。

四是产业核心区初具规模。我国工业机器人产业在珠三角、长三角、中西部和环渤海地区争相部署建设产业园,重庆、天津、上海、武汉、广州、深圳等地区都将工业机器人产业作为当地重点发展项目,2014年我国国产机器人厂家已多达800家,工业机器人产业园早已剧增至近40个(IFR),到“十三五”末,我国机器人产业集群产值未来将会突破千亿元。  (二)我国工业机器人产业正处于最佳发展时期  一是国际环境优化。

智能生产蓬勃发展为我国工业机器人产业发展带给机遇,全球工业机器人产业蓬勃发展,德国工业4.0、日本机器人新战略、美国“先进设备生产伙伴计划”等国际战略背景,推展了国际工业机器人产业的科技创新,促成我国工业机器人市场持续增长,“一带一路”战略强化了我国与生产强国战略的接入和合作,建构工业机器人产业协同化发展格局。  二是政策导向明朗。政策受到影响为工业机器人产业发展营造较好发展环境,行业强化政策扶植,工信部和行业协会希望在材料、输变电设备、危险品生产等重点行业的机器人研发和应用于;地方财政反对力度减小,目前上海、深圳、辽宁、湖北、黑龙江等省市已实施与机器人涉及扶植政策,如东莞明确提出深化“机器换人”专项行动,深圳市2014-2020年财政每年5亿元扶植机器人、可穿着设备和智能装备产业;进口市场优惠,我国采行严格的税收政策,对工业机器人进口整机和成套设备实行减免税收政策,且没类似监管条件,希望国产机器人企业设计和研发,减少我国市场需求市场对国外整机产品的倚赖程度。

  三是产业升级市场需求。产业转型升级为我国工业机器人产业拓展发展空间,“中国生产2025”唤起了工业机器人的市场活力,传统制造业生产日益智能化,珠三角、长三角等传统制造业聚集地未来将经常出现智能工厂。随着人口红利渐渐消失,工业机器人的替代优势渐渐显著,传统的劳动密集产业向技术密集型产业转型升级空间越大,重点前进在电子电气、塑胶橡胶、食品饮料等应用领域的突破。

  (三)我国工业机器人产业调整的结构空间较小一是基于产业链视角,亟需从下游向中上游改变。工业机器人产业链主要分成上游核心零部件、中游设备制造商和机器人本体、下游系统集成商三个层面,我国工业机器人产业链上游的减速机等核心零部件制约了国内机器人成本,产业链中游的本体技术被国外龙头企业独占,国内的机器人企业多为产业链下游的系统集成商,95%企业将利润挤满在下游环节上。

二是基于产业集群视角,尚待强化核心区效应。我国相结合珠三角、长三角和京津冀地区工业机器人发展的区域优势,工业机器人产业园呈现出遍地开花的现象,但重点产业集群的规模并不大,缺少上下游产品设施设备,较难构成加工深度低、集约规模大、市场竞争力强劲的产业体系,仍未构建龙头产业规模化、产业园区集群化、设施产业系统化。

三是基于市场结构视角,供需结构尚待优化。市场份额方面,2014年我国多关节型机器人市场90%以上的份额被外资占有,在比较低端的直角坐标和并联机器人国产占到比分别为75%和67%。此外,2014年用作汽车整车生产的国产机器人约1172台,同比快速增长440%。在食品生产行业、塑料化工、电子产品国产占到比分别为54%、60%、42%,应用于分化相当严重,汽车制造业90%被外资占有,可见,我国工业机器人市场结构与国外不存在较小差距。

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  (四)我国工业机器人产业的创意驱动力急待强化  机器人在我国制造业和全球制造业中密度仅有为0.3%和0.62%,即我国制造业99.7%和全球制造业的99.38%依赖人力,我国工业机器人产业的创意驱动与国际生产强国不存在一定差距,工业机器人产业面对发展瓶颈。  一方面,核心技术被独占。我国工业机器人产业发展仅次于障碍是核心技术被国外品牌企业独占,我国工业机器人以三轴、四轴居多,正处于单价较低的工业机器人。

由于我国零部件类、机器人本体、机器人构建技术无法突破,核心技术空心化,主要依赖进口,减少了产品成本,产业竞争力上升。国内市场75%被国外品牌独占,其中ABB、FANUC、安川、KUKA分别占有了16.5%、15.8%、12.8%和10.5%的份额。另一方面,高端技术人才紧缺。

工业机器人产业是人才密集度低的产业,研发生产的关键是大批掌控先进设备系统控制、装备机械人组、核心部件研发、自动化系统工程构建等领域的高素质、高技能的专业人才,我国工业机器人产业面对人才壁垒,一是由于我国工业自动化行业跟上时间较早、发展时间较短,高端人才储备比较补短缺,二是对于各地自动化研究中心、掌控系由研究所和高等院校研发生产工业机器人的资金投入严重不足,人才培育较难符合工业机器人的“精、粗、定”技术拒绝。  三、我国工业机器人产业发展路径的对策建议  (一)增强政策承托,增进高端品牌建设  贯彻落实国家反对新兴产业及高端装备制造业发展的各项政策,制订并实行工业机器人专项规划,强化顶层设计,推展制订工业机器人国家标准研究,中央和地方政府对工业机器人展开战略布局,增强政策承托。糅合德国“工业4.0”经验,对标“中国生产2025”战略规划,通过政策手段和优惠措施,不断扩大工业机器人的应用领域,增大创意项目推广应用力度。

推崇国产品牌建设,引入先进设备技术,增大技术投放与改建,创建工业机器人零部件类科技创新的长效机制,充分发挥驱动起到,强化对沈阳新松、安徽埃夫特、广州数控等龙头企业扶植,构成规划国际运营模式,打造出国际高端企业品牌。  (二)强化研发能力,守住产业链中上游  再行以“美国模式”稳固交钥匙工程,再行自学“日本模式”守住国际工业机器人产业技术制高点,构成仅有产业链发展,从产业链下游的集成商向中上游本体和核心技术移往,前进工业机器人的技术突破和产业发展。一是强化研发机构建设,强化自律知识产权的新技术成果产业化,创建工业机器人研发平台、企业产卵与创业等平台,完善科技创新体系。

二是强化研发能力,相结合实力雄厚的产业基础、人才资源优势,在工业机器人系统本体设计和关键零部件的核心技术上谋求重点突破,攻陷伺服电机、减速器、控制器等附加值较高的核心技术,突破可信、安全性和稳定性指标。  (三)培育专业人才,探寻技术研发模式  制订机器人加装实行的专业人才培育政策,创建集设计-研发-生产-应用于一体的产学研联盟的组织,希望科研院和企业研发中心充分发挥自身的人才优势,强化“产学研”合作,培育机器人系统集成、软件开发、零部件研发等“机器人革命”的关键性人才,充份减少具备生产线设计、技术研发、经验丰富的高级人才储备,探寻技术研发,提升专业人才的整体素质,提高产业核心竞争力。增强科技融合,相结合互联网技术和大数据平台建设,增强传统机器人技术与大数据、云计算、互联网、物联网等先进设备技术的融合,推展“互联网+机器人”的应用于模式,增进工业机器人产业创意发展。

  (四)增大投放力度,重新组建产业技术联盟  成立工业机器人财政专项资助资金,一是增大对研发和生产工业机器人核心零部件企业的扶植,攻陷机器人零部件关键技术,二是希望和资助应用于企业的技术改造,不断扩大企业应用范围,改建和提高传统生产线和运营管理模式,三是增大设施投放,主要是机器人智能生产装备产业基地建设和设施基础设施建设。重新组建集政府、科研、生产、人才、应用于等资源于一体的联盟,以企业为主体,以工业机器人产业与应用于项目为载体,以产业链为纽带,以技术创新为核心,强化产业关联度,增进我国工业机器人产业长足发展和高端跃居。

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