工業(yè)自動化新引擎:工業(yè)機器人引領(lǐng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級

隨著我國經(jīng)濟進入新常態(tài),制造業(yè)面臨著產(chǎn)能過剩、成本上升、人口紅利減退、產(chǎn)業(yè)升級等諸多挑戰(zhàn),在此背景下應(yīng)用新興技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)自動化,以抗衡人口負(fù)增長帶來的生產(chǎn)壓力變得尤為迫切。
如今,新一代信息技術(shù)正在深刻改變生產(chǎn)方式和商業(yè)模式,推動制造業(yè)數(shù)字化、自動化、智能化轉(zhuǎn)型。在市場需求和國家政策的支持下,我國機器人行業(yè)近年來發(fā)展迅猛,中國已成為全球最大的機器人消費市場和生產(chǎn)國之一。
近10年來,我國工業(yè)機器人的銷量從近3.7萬臺直升到超30萬臺,全球份額從20%提升到50%以上,連續(xù)九年成為全球最大工業(yè)機器人消費國,穩(wěn)居全球第一大工業(yè)機器人市場。

不斷邁進,創(chuàng)造無限可能
起步階段:1959年,美國Unimation公司就推出了世界第一臺工業(yè)機器人,比我國整整早了二十多年。20世紀(jì)70年代,中國開始關(guān)注工業(yè)機器人技術(shù),80年代,中科院沈陽自動化所研制出了國內(nèi)第一臺工業(yè)機器人,拉開中國機器人產(chǎn)業(yè)化的序幕。
發(fā)展階段:進入21世紀(jì),隨著中國經(jīng)濟的快速增長和制造業(yè)的蓬勃發(fā)展,對于工業(yè)機器人的需求也不斷增長,制造業(yè)迎來了黃金時期。
中國政府開始加大對工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的支持力度,2006年2月,國務(wù)院發(fā)布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》,首次將機器人列入長期發(fā)展規(guī)劃,推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,國內(nèi)企業(yè)也開始加大研發(fā)投入,不少工業(yè)機器人企業(yè)都相繼涌出。
爆發(fā)階段:2010年時期,中國工業(yè)機器人市場出現(xiàn)爆發(fā)式增長,在人工成本急劇上升的大背景下,企業(yè)對提高生產(chǎn)自動化水平的需求也越來越迫切,特別是在汽車制造領(lǐng)域,工業(yè)機器人大批量替代了人工進行產(chǎn)業(yè)加工。此外,政策導(dǎo)向工業(yè)機器人的趨向也越來越明顯,2016年,機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展被寫入“十三五”規(guī)劃,中央及地方密集出臺工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的支持政策,中國機器人產(chǎn)業(yè)地位再次推向新的高度。
2021年,工信部等15部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,明確提出將加大對工業(yè)機器人技術(shù)的支持,重點推動工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)升級;《中國制造2025》規(guī)劃中提出了“智能制造”和“工業(yè)機器人”為重點發(fā)展方向,鼓勵企業(yè)建立數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的生產(chǎn)體系。
除此以外,國內(nèi)外工業(yè)機器人紛紛涌入中國市場,推動了市場競爭和技術(shù)創(chuàng)新,人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的發(fā)展,進一步推動了工業(yè)機器人的智能化和自主化。
工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)
工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈包括上游、中游、下游三大環(huán)節(jié),上游是指核心零部件制造,中游是指機器人本體制造,下游是指系統(tǒng)集成以及終端應(yīng)用。
核心零部件制造:伺服電機、減速器、控制器三大核心零部件占工業(yè)機器人總成本70%,決定了機器人的性能和穩(wěn)定性等重要指標(biāo)。
機器人本體制造:負(fù)責(zé)將核心零部件組裝成完整的機器人系統(tǒng)。
系統(tǒng)集成以及終端應(yīng)用:通過把機器人本體、末端執(zhí)行器、控制器、外圍機器設(shè)備集成起來,形成應(yīng)用于不同行業(yè)領(lǐng)域、實現(xiàn)不同功能的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備。

中游的機器人本體制造相對核心零部件技術(shù)壁壘較低,市場參與者較多,競爭激烈。
從國內(nèi)市場上來看,工業(yè)機器人市場份額仍被外資企業(yè)占據(jù),比如發(fā)那科、ABB、庫卡、安川等,但隨著國產(chǎn)工業(yè)機器人廠商取得技術(shù)突破以及認(rèn)可度逐漸提升,自主品牌工業(yè)機器人市場份額也在逐步提升,與外資品牌機器人的差距在逐漸縮小,中國也已經(jīng)形成了比較完善的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈,已具備從上游核心零部件到中游本體制造再到下游系統(tǒng)集成的全產(chǎn)業(yè)鏈自主生產(chǎn)能力,國產(chǎn)化率正在提高,國產(chǎn)替代也在不斷加速中。
邁向智能化新紀(jì)元
隨著人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展,機器人行業(yè)呈現(xiàn)出多元化、高端化、智能化、服務(wù)化的趨勢,目前中國機器人行業(yè)已經(jīng)形成了以工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、特種機器人為主的市場格局,涵蓋了汽車、電子、醫(yī)療、食品飲料、教育、半導(dǎo)體等多個領(lǐng)域。
根據(jù)不同的功能和用途,工業(yè)機器人可以分為焊接機器人、搬運機器人、碼垛機器人、噴涂機器人、包裝機器人、切割機器人以及凈室機器人,其中焊接機器人是工業(yè)機器人的重要組成部分,據(jù)不完全統(tǒng)計我國工業(yè)機器人中大約有一半被運用于汽車制造領(lǐng)域,而這些工業(yè)機器人當(dāng)中,又有超過一半是焊接機器人,應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛。

2020年中國市場涌現(xiàn)出了新興的工業(yè)機器人廠商,比如聯(lián)想在2020聯(lián)想創(chuàng)新科技大會上發(fā)布了首款自研工業(yè)機器人——晨星工業(yè)機器人;富士康聯(lián)合凌華科技合資成立法博智能,進軍自主移動機器人領(lǐng)域。

總體來說,工業(yè)機器人行業(yè)近5年來市場規(guī)模不斷擴大,應(yīng)用場景也不斷拓展,技術(shù)不斷創(chuàng)新,雖然目前國內(nèi)工業(yè)機器人行業(yè)只在中低端領(lǐng)域有所突破,高端領(lǐng)域仍有大量技術(shù)難題待解,但國產(chǎn)替代仍有機會。
《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提到:要補齊產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板,推動用產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān),補齊專用材料、核心元器件、加工工藝等短板,提升機器人關(guān)鍵零部件的功能、性能和可靠性;開發(fā)機器人控制軟件、核心算法等,提高機器人控制系統(tǒng)的功能和智能化水平。
政府和企業(yè)仍需加大對工業(yè)機器人領(lǐng)域的研發(fā)投入,縮短與國外廠商之間的技術(shù)差距,提高自主創(chuàng)新能力,培育具有國際競爭力的品牌,并且將工業(yè)機器人與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的企業(yè)相互合作,推動技術(shù)的融合和創(chuàng)新進一步提升中國制造業(yè)的整體競爭能力,迎來更多的機遇和挑戰(zhàn),促進中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,同時工業(yè)機器人也能帶來更高效、更精確、更安全、更舒適的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。
顯揚科技由香港中文大學(xué)博士團隊創(chuàng)建,主要研究并產(chǎn)業(yè)化高速高清三維機器視覺系統(tǒng),以及智能工業(yè)機器人系統(tǒng)。其研發(fā)的三維機器視覺設(shè)備精度能達(dá)亞微米級,三維數(shù)據(jù)采集幀率高達(dá)310幀,此外還具有高精度、大景深、高穩(wěn)定性的優(yōu)勢,可實現(xiàn)高效率機器人引導(dǎo),以及工業(yè)檢測與測量。顯揚科技的產(chǎn)品主要應(yīng)用在對采集速度要求較高的快速工業(yè)產(chǎn)線、物流樞紐以及對測量精度要求高的精密制造、軍工航天、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等。