大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)促進(jìn)“中國制造”轉(zhuǎn)型升級

　　引言

　　毋庸置疑，中國已經(jīng)成為世界汽車、消費(fèi)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(shù)含量和高附加值的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)型，這需要更加精密的加工與制造手段。與此同時(shí)，未來10年中國正面臨著人口老齡化，勞動(dòng)力成本上升和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的壓力，廉價(jià)按勞動(dòng)力優(yōu)勢不在，工業(yè)機(jī)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(qū)火熱展商入駐趨勢也印證了這一點(diǎn)。

　　中國機(jī)器人市場期待大爆發(fā)

　　2013年11月，一份來自于國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)數(shù)據(jù)再次牽動(dòng)了機(jī)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(jī)器人的年均銷售增長率為9%，而同期中國工業(yè)機(jī)器人的年均銷售增長率達(dá)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(jī)器人市場，占全球市場15%。國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)預(yù)測，2014年中國將成為全球最大的機(jī)器人市場，到2015年中國國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人年供應(yīng)量將超過2萬臺(tái)，保有量將超過13萬臺(tái)。

　　以工業(yè)機(jī)器人在國外的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來看，結(jié)合中國國內(nèi)以往的應(yīng)用領(lǐng)域，中高端工業(yè)機(jī)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(yīng)用。

　　實(shí)際上，我國的機(jī)器人研發(fā)起步并不晚，據(jù)中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長宋曉剛介紹，早在20世紀(jì)70年代，我國就開始研發(fā)機(jī)器人;1985年，工業(yè)機(jī)器人被列入了國家“七五”科技攻關(guān)計(jì)劃研究重點(diǎn);1990年，工業(yè)噴漆機(jī)器人PJ-1如期完成。這是我國第一臺(tái)噴漆機(jī)器人。與此同時(shí)，其他幾種機(jī)器人的樣機(jī)也順利完成，并分別在一汽、二汽和南京汽車廠建立了自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線、駕駛室焊接線、弧焊工作站等應(yīng)用示范點(diǎn)。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(tái)經(jīng)濟(jì)型貼片機(jī)器人產(chǎn)品,并已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

　　事實(shí)也是如此，工業(yè)機(jī)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(jī)器人協(xié)會(huì)會(huì)長畢亞雷介紹，在珠三角地區(qū)，機(jī)器人使用的年增速已達(dá)到30%到60%，尤其在裝配、點(diǎn)膠、搬運(yùn)、焊接等工業(yè)領(lǐng)域。在中國最具影響力的電子制造專業(yè)展會(huì)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(dòng)化板塊的拓展后，工業(yè)機(jī)器人廠商增長非常快，展示產(chǎn)品比例也在增長。

　　平安證券的一份報(bào)告顯示，過去5年我國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)復(fù)合增速約30%，我國工業(yè)機(jī)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(dāng)前近似的日本上世紀(jì)80年代的狀況，未來3年中國該行業(yè)復(fù)合增速可達(dá)30%，兩到三年后機(jī)器人將開始爆發(fā)性成長。

　　自動(dòng)化與工業(yè)機(jī)器人這個(gè)趨勢的興起背后有多重因素。2014NEPCON中國專家顧問委員會(huì)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(dòng)化生產(chǎn)設(shè)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，從長遠(yuǎn)來看，能創(chuàng)造比人工更多的價(jià)值，投資回報(bào)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)頻繁的問題。尤其是近幾年，生產(chǎn)線操作工的流動(dòng)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(gè)問題。“另一2014 NEPCON中國專家顧問委員會(huì)成員黃照晨先生認(rèn)為，”制造企業(yè)對產(chǎn)品品質(zhì)的日益嚴(yán)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(zhì)量;而且機(jī)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(zhàn)略政策已先行

　　作為大有可為的重要性產(chǎn)業(yè)，機(jī)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(guān)機(jī)構(gòu)相繼出臺(tái)了一系列文件，旨在加強(qiáng)對產(chǎn)業(yè)的扶持。

　　2012年，國務(wù)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(lǐng)域，要重點(diǎn)發(fā)展包括工業(yè)機(jī)器人在內(nèi)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(jī)器人科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃，提出要突破重點(diǎn)技術(shù)方向的重要基礎(chǔ)理論和核心關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)仿人、四足高端仿生平臺(tái)系統(tǒng)集成，引領(lǐng)服務(wù)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展方向等多項(xiàng)目標(biāo)。

　　隨著政策的不斷落實(shí)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上下游都開始行動(dòng)起來。

　　2013年4月，由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)牽頭成立的中國機(jī)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(jī)器人行業(yè)發(fā)展，指導(dǎo)國內(nèi)企業(yè)間的合作與技術(shù)進(jìn)步。

　　2013年底，工信部出臺(tái)的《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確，到2020年，形成較為完善的工業(yè)機(jī)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(jī)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(qiáng)，高端產(chǎn)品市場占有率提高到45%以上，機(jī)器人密度達(dá)到100以上，基本滿足國防建設(shè)、國民經(jīng)濟(jì)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(jī)器人巨頭們早已躍躍欲試。像ABB、庫卡

　　等工業(yè)機(jī)器人巨頭從去年開始亮相NEPCON2013的“電子自動(dòng)化展區(qū)”后，今年擴(kuò)大了NEPCON2014的展覽力度。據(jù)NEPCON組委會(huì)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(lǐng)先的工業(yè)機(jī)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(tái)機(jī)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(jī)器人和控制臺(tái)，使庫卡以中國為立足點(diǎn)，輻射亞洲業(yè)務(wù)。庫卡集團(tuán)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(jī)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(guān)系。為了確保業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展，我們當(dāng)機(jī)立斷，將更多產(chǎn)能集中在上海。”

　　Festo為中國市場提供工廠自動(dòng)化和過程自動(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、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(shù)/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(dāng)然，摩拳擦掌準(zhǔn)備借力此次電子制造業(yè)革命的并非只有傳統(tǒng)機(jī)器人制造商，諸如臺(tái)達(dá)電子和富士康科技集團(tuán)，也在努力尋求打造更好的機(jī)器人。

　　機(jī)器人引領(lǐng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　作為一套智能化的設(shè)備，機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械等組成，而其中的每一部分都需要強(qiáng)大的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)來支撐，借機(jī)器人市場的大發(fā)展，中國基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)可以獲得長足的進(jìn)步，形成真正的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品。

　　工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品涉及的上游領(lǐng)域相當(dāng)寬泛，包括機(jī)器人及零部件、夾治具技術(shù)、坐標(biāo)定位設(shè)備、拾取放置設(shè)備、電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)、定位平臺(tái)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、控制系統(tǒng)PLC、啟動(dòng)元器件、工業(yè)相機(jī)及鏡頭、光源、傳感器、機(jī)器視覺及軟件等等。

　　電機(jī)和伺服系統(tǒng)是機(jī)器人系統(tǒng)的核心組成部分，工業(yè)機(jī)器人的大量普及必將帶動(dòng)中國本土電機(jī)和伺服系統(tǒng)供應(yīng)商的進(jìn)步。

　　電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的關(guān)節(jié)，要求是要有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機(jī)器人末端執(zhí)行器(手爪)應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的電動(dòng)機(jī)，尤其是要求快速響應(yīng)時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)必須具有較高的可靠性，并且有較大的短時(shí)過載能力。

　　目前，中國的高效節(jié)能電機(jī)技術(shù)正在加速革新過程中，各種變頻技術(shù)的成果的應(yīng)用正期待著機(jī)器人這一市場。目前，高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的交、直流伺服電動(dòng)機(jī)在工業(yè)機(jī)器人中得到廣泛的應(yīng)用。

　　高精度的機(jī)器人不但需要高效電機(jī)，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(gè)智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它是一種以機(jī)械位置或角度作為控制對象的自動(dòng)控制系統(tǒng)，無論是其中的控制芯片，數(shù)模轉(zhuǎn)換、電源管理芯片等等，都為本土的電子零部件供應(yīng)商提供了相當(dāng)大的市場空間。

　　目前，中國國內(nèi)工業(yè)機(jī)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(jī)器人市場，需要集設(shè)計(jì)、研發(fā)、提供單元產(chǎn)品、成套裝備以及售后服務(wù)在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈的支撐。

　　附：

　　概念解析

　　何謂機(jī)器人?

　　國際上對機(jī)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(jī)器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。聯(lián)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國機(jī)器人協(xié)會(huì)給機(jī)器人下的定義：“一種可編程和多功能的操作機(jī);或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動(dòng)作的專門系統(tǒng)。”

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