在2014年中國IT市場年會上,有專家指出:未來三年,中國工業(yè)機器人處于國家政策紅利、工業(yè)轉(zhuǎn)型升級需求釋放、人口紅利減弱、市場需求增長的機遇疊加期。預計2014年,中國工業(yè)機器人新安裝量將達32000臺,同比增長16%,增長率不斷提高。中國工業(yè)機器人發(fā)展元年正式到來!
中國已經(jīng)成為世界汽車、消費電子、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含量和高附加值的方向進行轉(zhuǎn)型,這需要更加精密的加工與制造手段。與此同時,未來10年中國正面臨著人口老齡化,勞動力成本上升和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的壓力,廉價按勞動力優(yōu)勢不在,工業(yè)機器人代替人工將成為發(fā)展趨勢。2014年NEPCONChina(NEPCON中國電子展)EMA電子制造自動化展區(qū)火熱展商入駐趨勢也印證了這一點。
中國機器人元年襲來
2013年11月,一份來自于國際機器人聯(lián)合會(IFR)數(shù)據(jù)再次牽動了機器人產(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)機器人的年均銷售增長率為9%,而同期中國工業(yè)機器人的年均銷售增長率達到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器人市場,占全球市場15%。國際機器人聯(lián)合會預測,2014年中國將成為全球最大的機器人市場,到2015年中國國內(nèi)工業(yè)機器人年供應量將超過2萬臺,保有量將超過13萬臺。
以工業(yè)機器人在國外的行業(yè)應用經(jīng)驗來看,結(jié)合中國國內(nèi)以往的應用領域,中高端工業(yè)機器人將在汽車產(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用。
實際上,我國的機器人研發(fā)起步并不晚,據(jù)中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長宋曉剛介紹,早在20世紀70年代,我國就開始研發(fā)機器人;1985年,工業(yè)機器人被列入了國家“七五”科技攻關計劃研究重點;1990年,工業(yè)噴漆機器人PJ-1如期完成。這是我國第一臺噴漆機器人。與此同時,其他幾種機器人的樣機也順利完成,并分別在一汽、二汽和南京汽車廠建立了自動噴漆生產(chǎn)線、駕駛室焊接線、弧焊工作站等應用示范點。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)出我市首臺經(jīng)濟型貼片機器人產(chǎn)品,并已實現(xiàn)批量生產(chǎn)。
事實也是如此,工業(yè)機器人現(xiàn)在已經(jīng)越來越多地介入到了工業(yè)生產(chǎn)中。據(jù)深圳機器人協(xié)會會長畢亞雷介紹,在珠三角地區(qū),機器人使用的年增速已達到30%到60%,尤其在裝配、點膠、搬運、焊接等工業(yè)領域。在中國最具影響力的電子制造專業(yè)展會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化板塊的拓展后,工業(yè)機器人廠商增長非???,展示產(chǎn)品比例也在增長。
平安證券的一份報告顯示,過去5年我國工業(yè)機器人行業(yè)復合增速約30%,我國工業(yè)機器人數(shù)量僅為日本的10%和德國的25%,市場空間很廣闊。對于與中國當前近似的日本上世紀80年代的狀況,未來3年中國該行業(yè)復合增速可達30%,兩到三年后機器人將開始爆發(fā)性成長。
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。自動化生產(chǎn)設備固然價格不菲,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,從長遠來看,能創(chuàng)造比人工更多的價值,投資回報率高;其次,全國制造企業(yè)普遍存在招工難、招工成本高、工人流動頻繁的問題。尤其是近幾年,生產(chǎn)線操作工的流動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問題。制造企業(yè)對產(chǎn)品品質(zhì)的日益嚴格的要求也從一定程度上加快了自動化升級改造的日程,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;而且機器人還可以取代人工在一些可能會對人體產(chǎn)生健康危害的環(huán)境下工作。
國家力推利好戰(zhàn)略政策
作為大有可為的重要性產(chǎn)業(yè),機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展自然離不開國家政策的支持。近幾年來,中國政府相關機構(gòu)相繼出臺了一系列文件,旨在加強對產(chǎn)業(yè)的扶持。
2012年,國務院發(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)領域,要重點發(fā)展包括工業(yè)機器人在內(nèi)的核心關鍵技術。
也就在那一年,中國科學技術部發(fā)布了機器人科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃,提出要突破重點技術方向的重要基礎理論和核心關鍵技術,實現(xiàn)仿人、四足高端仿生平臺系統(tǒng)集成,引領服務機器人技術發(fā)展方向等多項目標。
隨著政策的不斷落實,機器人產(chǎn)業(yè)鏈上下游都開始行動起來。
2013年4月,由中國機械工業(yè)聯(lián)合會牽頭成立的中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在北京成立。該聯(lián)盟旨在促進我國工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展,指導國內(nèi)企業(yè)間的合作與技術進步。
2013年底,工信部出臺的《關于推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》明確,到2020年,形成較為完善的工業(yè)機器人產(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個配套產(chǎn)業(yè)集群;工業(yè)機器人行業(yè)和企業(yè)的技術創(chuàng)新能力和國際競爭能力明顯增強,高端產(chǎn)品市場占有率提高到45%以上,機器人密度達到100以上,基本滿足國防建設、國民經(jīng)濟和社會發(fā)展需要。
行業(yè)巨頭搶灘中國市場
中國國家政策扶持的利好消息影響下,世界機器人巨頭們早已躍躍欲試。像ABB、庫卡等工業(yè)機器人巨頭從去年開始亮相NEPCON2013的“電子自動化展區(qū)”后,今年擴大了NEPCON2014的展覽力度。據(jù)NEPCON組委會介紹,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,全球領先的工業(yè)機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臺機器人。新工廠占地面積20,000平方米,主要將生產(chǎn)庫卡工業(yè)機器人和控制臺,使庫卡以中國為立足點,輻射亞洲業(yè)務。庫卡集團首席執(zhí)行官TillReuter博士表示:“中國是世界最大、發(fā)展最快的機器人市場,我們與眾多中國的大客戶建立了密切的長期合作關系。為了確保業(yè)務持續(xù)發(fā)展,我們當機立斷,將更多產(chǎn)能集中在上海。”
機器人引領基礎產(chǎn)業(yè)發(fā)展
作為一套智能化的設備,機器人一般由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)和復雜機械等組成,而其中的每一部分都需要強大的基礎產(chǎn)業(yè)來支撐,借機器人市場的大發(fā)展,中國基礎產(chǎn)業(yè)可以獲得長足的進步,形成真正的自主知識產(chǎn)權產(chǎn)品。
工業(yè)機器人產(chǎn)品涉及的上游領域相當寬泛,包括機器人及零部件、夾治具技術、坐標定位設備、拾取放置設備、電機及其驅(qū)動、定位平臺運動平臺、控制系統(tǒng)PLC、啟動元器件、工業(yè)相機及鏡頭、光源、傳感器、機器視覺及軟件等等。
電機和伺服系統(tǒng)是機器人系統(tǒng)的核心組成部分,工業(yè)機器人的大量普及必將帶動中國本土電機和伺服系統(tǒng)供應商的進步。
電機用于驅(qū)動機器人的關節(jié),要求是要有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高啟動轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機器人末端執(zhí)行器(手爪)應采用體積、質(zhì)量盡可能小的電動機,尤其是要求快速響應時,伺服電動機必須具有較高的可靠性,并且有較大的短時過載能力。
目前,中國的高效節(jié)能電機技術正在加速革新過程中,各種變頻技術的成果的應用正期待著機器人這一市場。目前,高啟動轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的交、直流伺服電動機在工業(yè)機器人中得到廣泛的應用。
高精度的機器人不但需要高效電機,更為重要的是伺服控制系統(tǒng)。伺服控制系統(tǒng)就像是一個智能神經(jīng)網(wǎng)絡,它是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(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商提供了相當大的市場空間。
目前,中國國內(nèi)工業(yè)機器人未來的市場需求為每年10億元-15億元,如此規(guī)模的機器人市場,需要集設計、研發(fā)、提供單元產(chǎn)品、成套裝備以及售后服務在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈的支撐。