国际工业机器人产业发展路径及对我国的启示

国际工业机器人产业发展路径及对我国的启示

喻一帆 华中科技大学

随着全球传统产业转型升级和新兴产业壮大发展，新的产业形态、科技推动和发展路径得到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，有技术密集度高、人才密集度高、资本密集度高的特点，是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志之一，是国际科技发展的重要方向，也是我国未来产业发展的支柱产业之一。本文将梳理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实现传统产业转型升级和重振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。德国推行 “工业4.0”战略大力发展以“智能工厂”为重心的机器人产业，法国在“机器人发展计划”中将目标定为世界机器人领域前5强，英国推出首个官方机器人战略“RAS2020”大力发展机器人产业，美国《先进制造伙伴计划》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）数据显示，从20世纪下半叶起，全球工业机器人产业一直保持稳步增长的趋势，美国、日本、德国、韩国成为全球机器人市场的“四大家族”，引领“机器人革命”发展的趋势，形成了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数据显示，工业机器人产业长期占据机器人应用领域80%左右的份额，是机器人中增速最大的市场，2010-2014年全球工业机器人平均每年销售增长17%（图1）。

图1  全球工业机器人产业年均供应量

数据来源：根据国际机器人联合会（IFR）数据整理，*为IFR估计值

（二）国际工业机器人产业发展模式

从发展历程来看，机器人经历了三代进化过程，第一代机器人是“示教再现型”简单个体机器人，目前在工业机器人领域应用仍然广泛，第二代机器人是具有感知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。

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具代表性，美国采用采购与成套设计相结合，企业需要的机器人通常由工程公司进口，再自行设计、制造配套的外围设备，日本以技术突出，形成全产业链进行设计-开发-生产过程，德国以培育龙头企业为核心，进行产业规模化生产，韩国“以市场换技术”，政策强化工业机器人的应用普及率，各国呈现不同的发展历程和发展特点。（表1）

表1 “美日德韩”工业机器人产业发展历程及特点

（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需求复合年均增长率约为25％。当前工业机器人应用领域趋于多样化，已覆盖到工程机械、塑胶塑料、建筑工业、轨道交通等行业，未来应用前景乐观，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的环节和空间，工业机器人在提高工业生产效率和居民的生活质量方面发挥着关键的作用。

龙头企业规模化。世界工业机器人龙头企业ABB、FANUC、安川、KUKA，掌握了机器人本体和核心零部件的生产技术，2014年ABB、FANUC、安川、KUKA收入分别为398亿、59亿、29亿、23亿美元，四大龙头企业业务收入约为55亿美元，占全球工业机器人市场约50%的份额，占中国市场超过70%的份额，生产规模较大，其中ABB机器人性能较好，FANUC全球销量最高，安川价格相对便宜，KUKA主要应用于汽车生产领域。

核心技术智能化。随着各国的智能制造、智能工厂、工业物联网、工业4.0框架的推进，工业机器人的软件编程和协作运作都趋于自动化和智能化，工业机器人产业的核心技术越来越智能化、系统化、精细化，主要体现在控制技术趋于开放化和精细化、组装结构趋于模块化和可重构化、伺服驱动技术趋于系统化和数字化、多传感器融合技术趋于实用化和多样化、工作环境设计趋于优化和作业的柔性化，以及整体控制系统趋于网络化和智能化。（点击阅读）