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这是一个「中国制造」向「中国智造」转型的时代

时间:2017-08-26


导读: 工业机 器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自 身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以 按照预先编排的程序运行,现代的 工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

    工业机 器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自 身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以 按照预先编排的程序运行,现代的 工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

  组成结构

  工业机器人由主体、驱动系统和三个基本部分组成。主体即机座和,包括臂部、腕部和手部,有的机 器人还有行走机构。大多数工业机器人有3~6个运动自由度,其中腕部通常有1~3个运动自由度。驱动系 统包括动力装置和传动机构,用以使 执行机构产生相应的动作。控制系 统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。

  工业机器人种类

  移动机器人(AGV)

  工业机 器人的一种类型,它由计算机控制,具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能。

  广泛应用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等 行业的柔性搬运、传输等功能,也用于立体仓库、柔性加工系统、柔性装配系统(以AGV作为活动装配平台);同时可在车站、机场、邮局的 物品分捡中作为运输工具。

  点焊机器人

  具有性能稳定、工作空间大、运动速 度快和负荷能力强等特点,焊接质 量明显优于人工焊接,大大提 高了点焊作业的生产率。

  主要用 于汽车整车的焊接工作,生产过 程由各大汽车主机厂负责完成。国际工 业机器人企业凭借与各大汽车企业的长期合作关系,向各大 型汽车生产企业提供各类点焊机器人单元产品并以与整车 生产线配套形式进入中国,在该领 域占据市场主导地位。

  弧焊机器人

  主要应 用于各类汽车零部件的焊接生产。在该领域,国际大 型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。

  激光加工机器人

  激光加 工机器人是将机器人技术应用于激光加工中,通过高 精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业。

  真空机器人

  一种在 真空环境下工作的机器人,主要应 用于半导体工业中,实现晶 圆在真空腔室内的传输。真空机械手难进口、受限制、用量大、通用性强,其成为 制约了半导体装备整机的研发进度和整机产品竞争力的关键部件。而且国 外对中国买家严加审查,归属于禁运产品目录,真空机 械手已成为严重制约我国半导体设备整机装备制造的“卡脖子”问题。直驱型 真空机器人技术属于原始创新技术。

  洁净机器人

  一种在 洁净环境中使用的工业机器人。随着生 产技术水平不断提高,其对生 产环境的要求也日益苛刻,很多现 代工业产品生产都要求在洁净环境进行,洁净机 器人是洁净环境下生产需要的关键设备。

  工业机 器人产业链分析

  工业机 器人行业上游是核心零部件,主要的 是减速机和控制系统,这相当于机器人的“大脑”,中游是机器人本体,就是机器人的“身体”,下游是系统集成商,国内企 业都集中在这个环节上。

 

  中国工业机 器人产业链分析

  中国工 业机器人上游零部件行业主要是减速机、、控制器等,其中、伺服在工业 机器人成本中所占比重较大,分别为39%,28%,本体制造占比为22%。

  虽然减速机、伺服系统在工业 机器人成本中所占比重较大,但国内减速机、伺服电 机等关键零部件发展相对滞后,技术水平较低,产品稳定性差,与国外 产品相比存在不少差距,导致国 内工业机器人减速机、伺服电 机等零部件主要依赖进口,国内企 业工业机器人生产成本较高,竞争力较弱。其中进 口减速机主要有纳博、ABB、Harmonic、住友等品牌,伺服电机主要有安川、库卡、松下、三菱等品牌




  不同类型销量变化

  在工业 机器人类型方面,高端机器人增速加快。

  

  2015国产机器人销量占比(来源:CRIA)

  在应用领域方面,搬运上 下料机器人仍居第一,占总销量的53%,同比增长109%;焊接销量占比19%,同比增长32%。

  2015国产工 业机器人应用占比(来源:CRIA)

  政策推动力度更大

  中明确提出,到2020年工业 机器人销量达到15万台,保有量达到80万台。

  

中国制造2025重点领域技术路线图(来源:工信部)




    3C产业

  3C产业是 机器人密度最低的行业,但也是 增长空间最大的行业。

 

  2012年至2017年中国3C产业规模

 

  中日韩三国3C产业机器人密度比较(来源:IFR)

 

 

  国内外 工业机器人产业链供应商一览(来源:WIND)



  未来10年发展趋势

  机器人自身在变革,总体向更安全易用、更利于普及、更智能的方向发展。未来十 年以下三大发展趋势可以解决行业痛点,促进机器人真正普及,也蕴藏 着巨大投资机会。

  通用软 件平台降低机器人行业门槛

  电脑和 智能手机的快速普及主要内在动力就是通用的操作系统和应用软件,机器人也一样。不同的 机器人厂商使用的操作系统、中间件 以及编程语言各有区别,,增加了 使用成本和机器人应用范围。通用软件平台(操作系统)就是解决这一问题,让使用 机器人像使用智能手机一样便利。

  图表1:常用机 器人软件开发平台

  通用软 件平台大大降低了机器人的开发门槛,社区中 的成熟软件可以直接刷入机器人使用;未来配合技术,使小企 业甚至个人也有机会成为机器人开发者。蕴含的机会在于,可能出现针对ROS系统的 二次开发或者优秀的应用软件,成为像智能手机APP那样的“爆款”。

  人机协 作促进机器人普及,机器人 走向融合的开端

  人机协 作是工业机器人发展的新形态,把人的 智能和机器人的高效率结合在一起,共同完成作业;简单来说就是“人”直接用“手”来操作机器人。人机协 作是机器人进化的必然选择,特点是安全、易用、成本低,普通工 人可以像使用电器一样操作它。

  根据美国ABIResearch的报告,2015年至2020年期间,协作机 器人市场份额有望增长10倍,从接近9500万美元升值到超过10亿美元。将由以 下三个主要市场驱动:电子制造和电子智造、中小型 企业及寻求机器人优化解决方案的企业。

  图表2:2014-2020E协作机 器人出货量预测


  结束语

  这是一个「中国制造」向「中国智造」转型的时代。机器人 代替人去干一些重复性的事情,这样才 能推进科技进步,人才才会进入新行业,每一个 人的生产价值才会提高。

  前不久,作为全 球第一大代工厂商富士康,在自动 化探索的道路上给众多企业敲响了「机器替代人」的号角。我们可以大胆地预测,未来十 年工业机器人市场会更加广阔,「机器替代人」会深入到各行各业,自动化 转型也会成为众多企业发展的目标。



(转载:工控网)


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