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行業新聞

機器人產業分析報告

工業機器人產業分析研究報告

一、我國工業機器人發展

我國機器人研究開始於20世紀70年代,至今已有30多年。1977年,北京機械工業自動化研究所曹祥康在江蘇嘉興召開了全國性機械手技術交流大會,是我國第一個以機器人為主題的大型會議。198312月在廣州成立中國機械工程學會工業機器人專業委員會。19859月在沈陽成立中國自動化學會機器人專業委員會,這兩個委員會在國家主管部門的領導下協助製定“七·五”、“八·五”機器人攻關項目的發展規劃、機器人的有關標準及“863”科技發展規劃。1986年《高技術研究發展綱要》,規定在自動化領域成立專家委員會,其下設立集成製造係統和智能機器人兩個主題組。19958月,國家科技部舉辦“機器人與自動化生產應用工程合作協議”的簽字儀式,標誌著“智能機器人主題”初步戰略目標調整工作完成。經過“七·五”攻關和“八·五”、“九·五”、國家“863”計劃支持的應用工程開發,我國第一代工業機器人設計、製造和應用技術已趨於成熟。

國家“863”高技術計劃中,將沈陽新鬆機器人自動化股份有限公司、哈爾濱博實自動化設備有限責任公司、一汽集團塗裝技術開發中心、國家機械局北京自動化所工業機器人與應用技術工程研究中心、大連賢科機器人技術有限公司、天津市南開太陽高技術有限公司、上海機電一體工程有限公司、上海交大海泰科技發展有限公司、四川綿陽四維焊接自動化設備有限公司等確立為智能機器人主題的9個國家級產業化基地。此外,大連組合機床所、上海富安工廠自動化公司、國家機械局機械研究院及北京機電研究所、東風汽車公司、濟南第二機床廠、濟南鑄鍛研究所、昆明船舶公司、哈爾濱焊接研究所、北京精藝公司、哈爾濱風華機器廠、航天測控公司、首鋼莫托曼公司、安川北科公司等都以其開發生產的特色機器人或應用工程項目而活躍在我國工業機器人市場上。

1 我國主要工業機器人研發生產單位相關情況

單位名稱

主要產品係列

研發、生產、應用情況

備注

國家機械局北

京機械工業自

動化研究所機

器人中心

·PG係列噴塗機器人

·PM係列自動噴塗機

·龍門仿形自動噴塗機

·弧焊、搬運、碼垛、裝箱、裝配、水切割等多種機器人產品係列

·完成噴塗、包裝碼垛、焊接、塗膠、上下料、水切割、裝配等共26條線(站),含45台機器人

·用於汽車、陶瓷、醫藥、電器、木業、航空、玻璃、石化、鐵路車輛等行業26家用戶

·共裝備70多條自動生產線和工作站,含170多台工業機器人,95%以上整機自主開發

·工業機器人行業歸口單位,“863”產業化基地

沈陽新鬆機器

人自動化股份

有限公司

·弧焊、水切割、等離子切割、注塑、澆鑄等工業機器人係列

·特種機器人(水下有纜、無纜等)

·物流與倉儲自動化,自動化生產線,AGV小車

·弧焊、衝壓、AGV運輸、點焊、裝配、澆鑄、注塑等共41條線(站),含114台工業機器人及機械手、AGV小車

·用於汽車、摩托車、航空、機械、材料、教育、煙草、電器、科研等行業,共39家用戶

·已完成100餘項機器人應用

工程和自動化生產線項目

·機器人技術國家工程研究中心,“863”產業化基地

哈爾濱博實自

動化設備有限

責任公司

·自動包裝碼垛生產線

·點、弧焊機器人

·管道、爬壁機器人

·滌綸長絲餅、化肥等自動稱重、包裝碼垛生產線共16條線,含機器人16台,機械手16

·用於石油、化工、化纖、化肥等行業9家用戶

·共裝備30多條生產線,含各類機器人數十台

·“863”產業化基地

上海機電一體

工程有限公司

·搬運、上下料移載等各類工業機器人

·自動化立體倉庫

·機器人焊接單元、自動化生產線及裝配線

·玻璃生產線用移載機器人、鈑材FMS、弧焊工作站、裝配線等5條線(站),含40台機器人

·用於機械、汽車、電器等行業5家用戶

·累計完成100多項工程項目,提供80餘台套機電一體化產品,60餘台工業機器人

·“863”產業化基地

上海富安工廠

自動化有限公

·工廠自動化成套設備

·專用工業機器人成套設備

·工業機器人應用工程

·弧焊、焊裝、裝配及專用機器人13條線(站),含42台機器人,7台機械手

·用於汽車、交通、玻璃等行業5家用戶

中國華錄大連

賢科機器人技

術有限公司

·HLRQD係列裝配機器人

·A係列AGV小車

·自動供料裝置

·裝配生產線、自動生產線共6條,含7台機器人,數台AGV3台供料裝置

·用於電器、教育行業7家用戶

·華錄自動進口機器人384

·“863”產業化基地

四川綿陽四維

焊接自動化設

備有限公司

·TF係列弧焊機器人、點焊機器人

·焊接機器人應用工程

·弧焊生產線(工作站)6條(站),含14台機器人

·用於汽車、摩托車、電器開關等行業6家用戶

·“863”產業化基地

濟南第二機床

集團有限公司

·全自動薄板衝壓生產線

·衝壓線上下料機械手

·拆垛裝置、穿梭傳送裝置

·衝壓生產線4條含上下料機械手及拆垛、穿梭傳送裝置20餘台

·用於汽車、電器行業4家用戶

·衝壓生產線已有20多條用於國內各大汽車廠

昆明船舶設備

有限公司

·物流自動化係統

·立體倉庫

·碼垛、搬運機器人

·LGV

· 物流自動化係統、高架多貨位立體倉庫兩套,含16台搬運和碼垛機器人,LGVAGV數台

·用於煙草行業2家用戶。

二、我國工業機器人技術現狀

在機器人技術基礎方麵,我國開展了機器人運動學、動力學與構型綜合研究,機器人運動控製算法及機器人編程語言的研究,機器人內、外部傳感器的研究與開發,多傳感器控製係統的研究,離線編程技術、自診斷、安全保護技術等,基本掌握了工業機器人的所有關鍵技術。

在機器人控製裝置研製方麵,我國已經開發出雙處理器、多處理器和分層控製裝置,不少裝置已經投入實際應用,主控計算機的檔次也逐漸升級。

在機器人操作器研製方麵,我國已經能夠設計和生產點焊、弧焊、噴漆、裝配等各類機器人,不少機器人擁有自主知識產權。其中,國產自動導引小車市場開拓最為成功,不僅牢牢占據國內市場,而且批量出口海外。

在機器人應用工程方麵,世界各國主要行業對工業機器人的需求分布及應用類型見圖1、圖2,我國根據實際情況,設計建成多條機器人焊裝生產線、裝配機器人生產線和噴塗生產線,還設計開發了很多關鍵工位機器人工作站。

1 2005年全球主要行業對工業機器人的需求分布

2 2005年全球工業機器人應用類型分布

三、我國工業機器人市場需求

長期以來,由於我國人口眾多、勞動力價格低廉、生產技術水平又相對落後,工業機器人的應用受到了很大限製。但是,隨著工業機器人價格的不斷降低和性能的不斷提高,勞動力成本不斷上升,尤其是汽車業的快速發展,我國工業機器人應用情況將發生質的變化。

據統計,“九·五”期間,我國工業機器人的需求量以每年30%以上的速度快速增長。至2000年時,我國工業機器人的擁有量已達3500台左右,主要包括點焊、弧焊、噴漆、注塑、裝配、搬運、衝壓等各類機器人,銷售額為67億元。2005年時擁有量達到7OOO台,年銷售額增長至287億元。近幾年來,隨著經濟的快速增長,特別是汽車業的高速發展,我國每年新增的工業機器人台數以及總安裝量都在快速增長。例如,2006年我國工業機器人新安裝台數為5770台,2007年為6581台,2008年為7900台,2009年為5000台,截至2009年末,我國工業機器人安裝量為36800台。根據國際機器人聯合會和美國國家機器人協會最新推測數據數據,2012年我國工業機器人年安裝台數將達10000,屆時安裝量將達60400台。

從工業機器人密度(汽車製造業中,每萬名生產工人占有的機器人數量)分析,我國的汽車市場遠未飽和。從汽車工業協會會200811月提供的具體數據看,日本和意大利分別達到17101600,德國為1180,法國1120台,西班牙950台,美國770台,英國610台,瑞典630台,我國還不到90(08年我國汽車從業工人約為356),即使我國達到600台的密度,則擁有213600台的市場潛力。

歸納起來,國內工業機器人市場具有如下特征:

一是國內汽車業的高速發展有力促進了工業機器人市場的發展,自2000年,我國汽車行業進入高速增長期,作為自動化程度高、技術資金密集型產業,汽車行業的增產擴能拉動了工業機器人的需求。

二是沿海經濟發達地區是工業機器人的主要市場。我國工業機器人的使用主要集中在廣東、江蘇、上海、北京等地,其工業機器人擁有量占全國一半以上。

三是外商獨資企業、中外合資企業是目前工業機器人的主要用戶。外商獨資或中外合資企業自動化程度一般比較高,也導致工業機器人的需求量較大。

四是國內一些現代化水平比較高的企業開始越來越多地應用工業機器人。國內一些汽車廠家如奇瑞等為了提高產品競爭力,開始較多地應用工業機器人,軍工企業特別是坦克裝甲車等開始應用焊接機器人,特種船舶,如液化石油氣運輸船舶也開始采用焊接機器人,焊接速度和焊接質量得到明顯提高。

五是勞動力成本的不斷提高促使工業機器人不斷進入企業。隨著經濟的發展,製造業工人從早期的僅解決溫飽問題到現在對薪資和工作條件提出更高要求,像焊接、噴塗等惡劣工作條件的崗位將會被機器人代替。

六是我國日益增長的工業機器人市場以及巨大的市場潛力吸引世界著名機器人生產廠家的目光。目前,我國進口的工業機器人主要來自日本,2004年日本對華出口金額占我國進口工業機器人金額的一半。中國是ABB在全球的第一大市場和意大利機器人的第一大進口國。

四、國外工業機器人發展模式

日本模式:各司其職,分層麵完成交鑰匙工程,即政府製定相應政策,機器人製造廠商以開發新型機器人和批量生產優質產品為主要目標,由其子公司或社會工程公司來設計製造各行業所需要的機器人成套係統。

歐洲模式:一攬子交鑰匙工程,即機器人的生產和用戶所需要的係統設計製造全部由機器人製造廠商自己完成。

美國模式:采購與成套設計相結合。美國國內基本不生產普通工業機器人,企業需要的機器人通常由工程公司進口,再自行設計製造配套的外圍設備,完成交鑰匙工程。

中國工程院在200312月完成並公開的《我國製造業焊接生產現狀與發展戰略研究總結報告》指出,我國應從“美國模式”著手,在條件成熟後逐步向“日本模式”靠攏,同時歐洲的經驗也值得我們學習。

五、工業機器人產業化的幾個條件

工業機器人是先進製造業中不可替代的重要裝備和手段,是衡量一個國家製造業水平和科技水平的重要標誌。我國已經是世界公認的製造業大國,但隨著勞動力成本的不斷提高,經濟發展模式必須進行調整,生產自動化、發展高科技產業已經成為必由之路。

一是國家政策支持,是加速高新技術產業化的重要前提,機器人屬於國家戰略性高技術,是多項前沿技術和綜合實力的體現,國家應該製定長遠政策加以規劃和發展。國家在資金、稅收等各個方麵給予一定的優惠政策,把機器人產業發展納入到重要產業政策中,鼓勵企業采用國產機器人。

二是推動產學研聯盟建設,形成強大的研究,開發和應用隊伍。工業機器人涉及機械、自動化、計算機、人工智能等諸多學科,隻有將國內所有力量組織起來,群策群力,才能將技術研究搞上去,並與國外大公司進行競爭。

三是盡快改變關鍵元器件主要依賴進口的局麵。成本和整體解決方案己成為企業選擇工業機器人的首要因素,成本居高不下是製約國產機器人進一步發展的關鍵因素之一,除了受到批量較小影響外,國產機器人發展主要受到關鍵元器件價格的製約。

四是除了努力提高工業機器人性能外,我國還要大力加強大型、專業應用工程軟件開發工作。在工業機器人作業係統中,周邊裝備和控製單元占總成本的80%,這些裝置的研發與集成決定著整個作業係統的開發周期,其技術性能直接影響係統的生產效率和產品質量,機器人作業係統開發已成為製約工業機器人推廣應用的關鍵因素之一。

五是努力進入汽車領域,並積極開拓新的應用市場。汽車業是工業機器人應用太戶,我國將汽車業作為支柱產業加以發展,雖然國外工業機器人廠家在此領域具有較明顯優勢,但仍可以避實就虛,在眾多中小企業中大顯身手。

六是加強人才隊伍建設。給高技術人才創造發揮聰明才智的長效機製,吸引人才,培養人才,留住人才,高新技術企業的競爭是人才的競爭,沒有人才,何談發展。

七是機器人知識的普及程度對機器人產業化的進程起著很大的製約作用,因此,要進一步加大工業機器人宣傳力度。

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