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2014年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)研究報(bào)告

2014-09-04 15:42:30 出版:《伺服與運(yùn)動(dòng)控制》2014年第四期

定義
A.產(chǎn)品定義
    本報(bào)告研究對(duì)象主要包括多關(guān)節(jié)機(jī)器人、水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人、直角坐標(biāo)型等3軸以上(含三軸)工業(yè)機(jī)器人。

工業(yè)機(jī)器人:工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。本報(bào)告主要指的是多關(guān)節(jié)機(jī)器人、水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人、直角坐標(biāo)型等3軸以上工業(yè)機(jī)器人。

關(guān)節(jié)機(jī)器人:也稱關(guān)節(jié)手臂機(jī)器人或關(guān)節(jié)機(jī)械手臂,是當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域中最常見的工業(yè)機(jī)器人的形態(tài)之一。適合用于諸多工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械自動(dòng)化作業(yè),比如,自動(dòng)裝配、噴漆、搬運(yùn)、焊接等工作。

水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人:也稱選擇順應(yīng)性裝配機(jī)器手臂,是一種水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人,具有四個(gè)軸和四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度:X,Y,Z方向的平動(dòng)自由度和繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品工業(yè),汽車工業(yè),塑料工業(yè),藥品工業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域。用以完成搬取,裝配,噴涂,焊接等操作。

直角坐標(biāo)型機(jī)器人:工業(yè)應(yīng)用中,能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、運(yùn)動(dòng)自由度間成空間直角關(guān)系、多用途的操作機(jī)。主要用于完成如焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測(cè)、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼、(軟仿型)噴涂、目標(biāo)跟隨、排爆等一系列工作。

B.行業(yè)定義
    目前,國(guó)家統(tǒng)計(jì)局尚未對(duì)機(jī)器人做出明確定義,國(guó)際上,聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)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)。本次報(bào)告亦采用該定義。

    我國(guó)的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā),將機(jī)器人分為兩大類,即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。本報(bào)告的研究也基于這個(gè)定義,主要關(guān)注的是中國(guó)工業(yè)機(jī)器人整體市場(chǎng)研究和自動(dòng)化產(chǎn)品在工業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用和研究。

C.時(shí)間定義
    報(bào)告中所有數(shù)據(jù)基于自然年,即2013年1月1日—2013年12月31日。對(duì)于一些國(guó)外的供應(yīng)商,財(cái)政年度和自然年不相符的,我們將數(shù)據(jù)調(diào)整為自然年的數(shù)據(jù),并將市場(chǎng)數(shù)據(jù)拆分到四個(gè)季度當(dāng)中。

機(jī)器人行業(yè)概述
A.工業(yè)機(jī)器人的基本構(gòu)成
    工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu),包括臂部、腕部和手部,有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3~6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度,其中腕部通常有1~3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu),用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作;控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào),并進(jìn)行控制。

B.國(guó)家行業(yè)政策及解讀
    2013年,中國(guó)第四代領(lǐng)導(dǎo)集體上任的第一年,我國(guó)的重大經(jīng)濟(jì)政策將保持一定的連續(xù)性,2013年上半年,國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)政策環(huán)境沒有發(fā)生大的變化,2013年下半年一些重大經(jīng)濟(jì)政策逐步出臺(tái)。與機(jī)器人行業(yè)發(fā)展緊密相關(guān)的是汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2012年,中國(guó)汽車產(chǎn)銷量超過1900萬(wàn)輛,成為毫無(wú)疑問的全球最大汽車市場(chǎng),2013年,中國(guó)汽車產(chǎn)銷突破2000萬(wàn)輛。2013年上半年公司自動(dòng)化成套裝備成功應(yīng)用在汽車整車測(cè)試生產(chǎn)線,這標(biāo)志著公司汽車自動(dòng)化成套裝備打破國(guó)外技術(shù)與市場(chǎng)壟斷,進(jìn)入與外資全面抗衡的階段。目前公司機(jī)器人與自動(dòng)化成套裝備全方位覆蓋汽車行業(yè)制造、檢測(cè)的全流程,處于行業(yè)領(lǐng)先地位。據(jù)2013年的中報(bào)披露,公司研制的伺服控制器和伺服電機(jī)等產(chǎn)品已直接應(yīng)用于公司機(jī)器人產(chǎn)品,取代進(jìn)口。

    2013年10月,控股子公司科捷為了推進(jìn)機(jī)器人業(yè)務(wù)的發(fā)展,擬在青島高新區(qū)投資建設(shè)工業(yè)及服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地項(xiàng)目。擬設(shè)立機(jī)器人公司負(fù)責(zé)上述項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)作,主要產(chǎn)品為直角機(jī)器人、物流自動(dòng)化及其他加工、服務(wù)機(jī)器人等。該項(xiàng)目將購(gòu)置210畝土地,一期建設(shè)重點(diǎn)為廠房建設(shè)和基本的設(shè)備投入,預(yù)計(jì)總投資額不超過1.2億元。

    十二五”期間,國(guó)家863項(xiàng)目、國(guó)家支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目、國(guó)際合作重大項(xiàng)目等多個(gè)項(xiàng)目都有涉及機(jī)器人項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)各個(gè)地區(qū)、省市也在大力投資機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)建設(shè)。

    我國(guó)工業(yè)機(jī)器人研究開始于20世紀(jì)70年代。“七·五”科技攻關(guān)計(jì)劃中將工業(yè)機(jī)器人列入了發(fā)展計(jì)劃,由機(jī)械工業(yè)部牽頭組織了點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、搬運(yùn)等型號(hào)的工業(yè)機(jī)器人攻關(guān),其他部委積極立項(xiàng)支持,形成了中國(guó)工業(yè)機(jī)器人第一次高潮。

    20世紀(jì)90年代后,863計(jì)劃確定了特種機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用工程并重、以應(yīng)用帶動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)研究的發(fā)展方針。開發(fā)了出7種工業(yè)機(jī)器人系列產(chǎn)品,102種特種機(jī)器人,實(shí)施了100余項(xiàng)機(jī)器人應(yīng)用工程。

    20世紀(jì)90年代末期,我國(guó)投資建立了9個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地和7個(gè)科研基地,包括沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所的新松機(jī)器人公司、哈爾濱工業(yè)大學(xué)的博實(shí)自動(dòng)化設(shè)備有限公司、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所機(jī)器人開發(fā)中心、海爾機(jī)器人公司等。

C.機(jī)器人行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
    中國(guó)作為亞洲第三大的工業(yè)機(jī)器人需求國(guó),市場(chǎng)發(fā)展穩(wěn)定,汽車及其零部件制造仍然是工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域,隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí)不斷深入和國(guó)際制造業(yè)中心向中國(guó)的轉(zhuǎn)移,我國(guó)的機(jī)器人市場(chǎng)會(huì)進(jìn)一步加大,市場(chǎng)擴(kuò)展的速度也會(huì)進(jìn)一步提高。

C1.工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
    中國(guó)勞動(dòng)力價(jià)格上漲推高生產(chǎn)成本,被認(rèn)為是工業(yè)機(jī)器人快速進(jìn)入生產(chǎn)的原因之一。自2008年1月1日,新勞動(dòng)法實(shí)施以來(lái),中國(guó)各地上調(diào)了最低工資水平,沿海地區(qū)勞動(dòng)力成本不斷攀升,出現(xiàn)民工荒,中國(guó)人口紅利漸失,一些生產(chǎn)型企業(yè)開始外遷。并且近幾年中國(guó)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線已經(jīng)不斷出現(xiàn),其中最為典型的是汽車及電子行業(yè)。隨著中國(guó)工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高,機(jī)器人自動(dòng)化線的市場(chǎng)也會(huì)越來(lái)越大,并且逐漸成為自動(dòng)化生產(chǎn)線的主要方式。

    2013年,中國(guó)市場(chǎng)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)容量為113655套,其中以直角坐標(biāo)類型工業(yè)機(jī)器人為最,占整體的55.4%,達(dá)到62965臺(tái)。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年也會(huì)持續(xù)以20%以上的增長(zhǎng)率進(jìn)行增長(zhǎng)。我國(guó)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線裝備的市場(chǎng)剛剛起步,而國(guó)內(nèi)裝備制造業(yè)正處于由傳統(tǒng)裝備向先進(jìn)制造裝備轉(zhuǎn)型的時(shí)期,這就給機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線研究開發(fā)者帶來(lái)巨大商機(jī)。人工替代和產(chǎn)業(yè)升級(jí)被認(rèn)為是推動(dòng)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)快速發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素,與此同時(shí),我國(guó)目前的機(jī)器人密度(每萬(wàn)名生產(chǎn)工人占有的機(jī)器人數(shù)量)相對(duì)較低也給未來(lái)市場(chǎng)的開拓提供了余地。

C2.工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域
    經(jīng)過四十多年的發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人已在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在制造業(yè)中,尤其是在汽車產(chǎn)業(yè)中,工業(yè)機(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用。如在毛坯制造(沖壓、壓鑄、鍛造等)、機(jī)械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料、裝配、檢測(cè)及倉(cāng)庫(kù)堆垛等作業(yè)中,機(jī)器人都已逐步取代了人工作業(yè)。

    隨著工業(yè)機(jī)器人向更深更廣方向的發(fā)展以及機(jī)器人智能化水平的提高,機(jī)器人的應(yīng)用范圍還在不斷地?cái)U(kuò)大,已從汽車制造業(yè)推廣到其他制造業(yè),進(jìn)而推廣到諸如采礦機(jī)器人、建筑業(yè)機(jī)器人以及水電系統(tǒng)維護(hù)維修機(jī)器人等各種非制造行業(yè)。此外,在國(guó)防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、生活服務(wù)等領(lǐng)域機(jī)器人的應(yīng)用也越來(lái)越多,如無(wú)人偵察機(jī)(飛行器)、警備機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、家政服務(wù)機(jī)器人等均有應(yīng)用實(shí)例。機(jī)器人正在為提高人類的生活質(zhì)量發(fā)揮著重要的作用。

C3.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展
    從近幾年世界機(jī)器人推出的產(chǎn)品來(lái)看,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正在向智能化、模塊化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展,其發(fā)展趨勢(shì)主要為:結(jié)構(gòu)的模塊化和可重構(gòu)化;控制技術(shù)的開放化、PC化和網(wǎng)絡(luò)化;伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的數(shù)字化和分散化;多傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化;工作環(huán)境設(shè)計(jì)的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面。

C4.工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式
    縱觀世界各國(guó)在發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)過程,可歸納為三種不同的發(fā)展模式,即日本模式、歐洲模式和美國(guó)模式:

1、日本模式
    此種模式的特點(diǎn)是:各司其職,分層面完成交鑰匙工程。即機(jī)器人制造廠商以開發(fā)新型機(jī)器人和批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品為主要目標(biāo),并由其子公司或社會(huì)上的工程公司來(lái)設(shè)計(jì)制造各行業(yè)所需要的機(jī)器人成套系統(tǒng),并完成交鑰匙工程;

2、歐洲模式
    此種模式的特點(diǎn)是:一攬子交鑰匙工程。即機(jī)器人的生產(chǎn)和用戶所需要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造,全部由機(jī)器人制造廠商自己完成;

3、美國(guó)模式
    此種模式的特點(diǎn)是:采購(gòu)與成套設(shè)計(jì)相結(jié)合。美國(guó)國(guó)內(nèi)基本上不生產(chǎn)普通的工業(yè)機(jī)器人,企業(yè)需要時(shí)機(jī)器人通常由工程公司進(jìn)口,再自行設(shè)計(jì)、制造配套的外圍設(shè)備,完成交鑰匙工程。

D.工業(yè)機(jī)器人業(yè)務(wù)模式
    目前,中國(guó)市場(chǎng)上工業(yè)機(jī)器人廠家很多,市場(chǎng)發(fā)展較快。各工業(yè)機(jī)器人廠家的銷售方式略有不同。歐美工業(yè)機(jī)器人廠家開拓中國(guó)市場(chǎng)時(shí),采用直接面向客戶銷售和機(jī)器人系統(tǒng)集成為主的雙向業(yè)務(wù)模式,存在少量代理商或代理店,如ABB直接銷售機(jī)器人和通過系統(tǒng)集成商銷售機(jī)器人的方式各占50%,史陶比爾則全部通過系統(tǒng)集成商銷售機(jī)器人。日韓系的機(jī)器人廠商在一般會(huì)在國(guó)內(nèi)鋪設(shè)廣大的經(jīng)銷商代理網(wǎng)絡(luò)以擴(kuò)大機(jī)器人在中國(guó)的占有率,也有相當(dāng)一部分的廠商也會(huì)通過系統(tǒng)集成商合作的形式銷售產(chǎn)品,如安川。

    在中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)上,系統(tǒng)集成商占據(jù)相當(dāng)重要的地位,由于工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)發(fā)展歷史較短,應(yīng)用程度不如PLC或變頻器這樣的自動(dòng)化產(chǎn)品廣泛,所以還沒建立起穩(wěn)定而完備的銷售網(wǎng)絡(luò),各大機(jī)器人廠家對(duì)系統(tǒng)集成商有一定的依賴性。

工業(yè)機(jī)器人行業(yè)市場(chǎng)分析
A.工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)-整體增長(zhǎng)及預(yù)測(cè)
    2013年,中國(guó)市場(chǎng)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)容量在113655套左右,和2012年相比,增速達(dá)9.6%,工業(yè)機(jī)器人整體規(guī)模增幅比較樂觀。由于中國(guó)有著全球最大的勞動(dòng)力市場(chǎng),機(jī)器人替代空間巨大,預(yù)計(jì)未來(lái)幾年,中國(guó)將會(huì)在2014至2015年超過日本,成為工業(yè)機(jī)器人需求量最大的市場(chǎng)。如表1所示。

B.工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)-按照負(fù)載重量劃分
    目前工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)容量還主要集中于小型負(fù)載類型機(jī)器人即負(fù)債小于50KG,其占整體市場(chǎng)的84.3%,市場(chǎng)占有量偏低的是大型負(fù)載(200~500KG)及超大型負(fù)載(大于500KG)的機(jī)器人。分別占有3.5%以及1.2%。國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)容量按照負(fù)載重量來(lái)劃分的情況如表2所示。

C.工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)——按照工業(yè)機(jī)器人類型劃分
    在工業(yè)機(jī)器人類型分類當(dāng)中,占比最大的是Articulated鉸鏈型手臂及直角坐標(biāo)型機(jī)器人,二者占整體市場(chǎng)的78%。

    各類型工業(yè)機(jī)器人所占市場(chǎng)份額如圖2所示。

    在所劃分的類型中了,直角坐標(biāo)類型的工業(yè)機(jī)器人為主流機(jī)型,主要應(yīng)用于液晶及電子行業(yè)生產(chǎn)線;旋轉(zhuǎn)臂機(jī)型為第二的主流機(jī)型,其相當(dāng)于注塑機(jī)上專用的機(jī)器手,市場(chǎng)用量也較大,現(xiàn)發(fā)展也相對(duì)較為成熟;輥運(yùn)動(dòng)型機(jī)械手臂及Delta三角洲型用量相對(duì)較少,目前輥運(yùn)動(dòng)型機(jī)械手臂主要用于重載行業(yè),量相對(duì)來(lái)說(shuō)較小,Delta三角洲型在醫(yī)藥行業(yè)用的比較多,現(xiàn)在生產(chǎn)這種類型的機(jī)器人廠商很少,只有ABB,fanuc現(xiàn)在在做。

D.中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)容量
    按行業(yè)劃分工業(yè)機(jī)器人與自動(dòng)化成套裝備是生產(chǎn)過程的關(guān)鍵設(shè)備,能夠用于制造、安裝、檢測(cè)、物流等多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),因此,工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于注塑機(jī)械、汽車整車及汽車零部件、電子制造、食品飲料、家電等多行業(yè)。除去注塑市場(chǎng),近幾年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)主要受汽車行業(yè)發(fā)展帶動(dòng),目前主要以“汽車+電子”雙輪驅(qū)動(dòng)的形式進(jìn)行發(fā)展。與此同時(shí),隨著工業(yè)機(jī)器人向著更深更遠(yuǎn)的方向發(fā)展以及智能化水平的提高,工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用將從傳統(tǒng)制造業(yè)推廣到其他制造業(yè),今兒推廣到諸如采礦、建筑、農(nóng)業(yè)等各種非制造行業(yè)。

供稿/德佳咨詢(www.delkaconsulting.com)

供稿:《伺服與運(yùn)動(dòng)控制》2014年第四期

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