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2016中国机器人产业发展白皮书发布 物尽其才解忧患

供稿:中国工控网 2016/5/26 15:00:28

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    2016中国(东莞)国际机器人领袖峰会召开之际,中国电子信息产业发展研究院发布了《中国机器人产业发展白皮书(2016版)》(以下简称《白皮书》),该白皮书全面梳理全球和我国机器人产业发展的近况,对国内外机器人产业的重点应用、企业发展及政策环境进行了详细阐述和归纳总结。在提出当前我国机器人产业发展存在问题的基础上,对2016年的产业发展进行展望,并提出发展建议。

  抓住机器人产业

  发展的关键机遇期

  当前全球机器人市场规模不断扩大,我国机器人产业发展势头迅猛,2015年国产自主品牌工业机器人占我国市场份额首次突破30%,未来机器人需求潜力巨大,当前是机器人产业蓬勃发展的关键机遇期,要抓住机遇,发展壮大自主品牌,全面提升我国机器人产业核心竞争力。

  全球机器人市场规模不断扩大

  据国际机器人联合会(IFR)统计,2015年全球工业机器人销量超过24万台,同比增长8%。2006-2015年,全球工业机器人销量年均增速约为14%。2014年亚洲销量约占2/3,中国、韩国、日本、美国和德国五大市场的销量占全球工业机器人总销量的75%左右。近十年全球工业机器人销量见图1所示。2014年全球专用服务机器人销量为2.4万台,较2013年同比增长11.5%;销售额达到37.7亿美元,较2013年同比增长3%。2014年,全球个人/家用服务机器人销量约为470万台,较2013年同比增长28%;销售额达到22亿美元。

2006-2015年全球工业机器人销量

我国机器人产业发展势头迅猛

  2015年我国工业机器人市场规模继续保持世界第一,达到6.6万台,约占全球销量的1/4,同比增长16%,约是2012年的3倍,保有量增长至25.6万台。骨干企业不断涌现,机器人产业园快速发展。工业机器人方面骨干企业有沈阳新松、埃夫特、广州数控、哈博实、哈工大机器人、新时达、埃斯顿等;服务机器人方面骨干企业主要有科沃斯、康力优蓝、纳恩博、风行天下、优比选等。《白皮书》选取了上海机器人产业园、常州武进机器人及智能装备产业园、芜湖机器人产业园等典型机器人产业园,对其发展战略、规划思路、企业培育、推广应用、技术研发、平台建设、模式创新、政策支持等方面的经验进行了梳理归纳。

  我国工业机器人已形成环渤海、长三角、珠三角和中西部四大产业集聚区。长三角地区机器人产业发展较早,实力雄厚,发展水平较高,四大家族、国内龙头企业和科研机构于此都有所分布。珠三角地区控制系统占有优势,广州数控是国内技术领先的专业成套机床数控系统供应商,年产销数控系统占国内同类产品市场的1/2份额;此外沿海经济发达地区是国内工业机器人的主要市场,珠三角地区市场应用空间大。环渤海地区以北京、哈尔滨、沈阳为代表,科研实力较强,研究机构众多;国内代表企业有沈阳新松、哈工大机器人、哈博实等,均属于行业龙头企业,龙头企业牵引作用明显。中西部地区机器人产业起步较晚,但不甘人后,近年来借助外部科技资源,发展势头强劲,行业龙头企业埃夫特从无到有再变强,骨干企业也快速发展;研究机构偏少,本地科研资源稍显不足。

我国工业机器人区域分布情况

  我国机器人未来需求潜力巨大

  中国现阶段的国民经济和社会发展水平与日本上世纪80年代初期相似,工业机器人市场需求处于爆发期。全球制造业每万名工人使用工业机器人数量由5年前的50台增加到66台,其中工业发达国家机器人密度普遍超过200台,我国制造业机器人密度由5年前的11台增加到36台,我国机器人密度较低但增速较快,未来工业机器人市场潜力巨大,需求将继续保持井喷态势。预计到2020年,我国工业机器人保有量在80万台以上,机器人密度达150台以上。

  我国从2012年开始进入人口老龄化快速发展期,“十二五”时期是我国第一个老年人口增长高峰,60岁以上老人将由1.78亿增加到2.21亿,老年人口比例由13.3%增加到16%,这将使我国养老服务面临极大挑战。此外,我国也是地震、洪涝等灾害多发国家。这些因素将使得我国有望形成全球最大的服务机器人市场。

预计2016年,我国机器人产业仍将面临较为复杂的发展形势,但随着我国劳动力成本快速上涨,人口红利逐渐消失,生产方式向柔性、智能、精细转变,构建以智能制造为根本特征的新型制造体系迫在眉睫,我国工业机器人新装机量有望继续保持较快速度增长,鉴于2015年数据,预计同比增长20%左右,低于《白皮书》预计的30%增速。应用领域和区域也将不断扩展。随着关键岗位机器人替代工程、安全生产(无)人化专项工程和新的应用示范政策的不断落实,工业机器人的应用领域将有望延伸到劳动强度大的纺织、物流行业,危险程度高的国防军工、民爆行业,对产品生产环境洁净度要求高的制药、半导体、食品等行业,以及危害人类健康的陶瓷、制砖等行业。随着我国西部开发、东北振兴、中部崛起、东部率先的区域发展总体战略的加快落实,中、西部工业机器人使用量也将不断增长,长三角、珠三角等高端制造业集中区域也将会更多地使用工业机器人。

  国内外企业动态

  《白皮书》选取了国内外工业机器人、服务机器人及关键零部件三大类企业,梳理了多家企业在产品研发、技术开发、投资布局、市场开拓等方面的经验做法。其中选取的国内外工业机器人企业有ABB、库卡、安川电机、发那科、那智不二越、新松、埃夫特、广州数控、哈博实,选取的国内外服务机器人企业有iROBOT、直觉外科公司、科沃斯、纳恩博、康力优蓝,选取的国内外关键零部件企业有纳博特斯克、哈默纳科、博世力士乐、南通振康、秦川机床、苏州绿的、固高科技。

  发达国家企业占工业机器人市场绝大份额

  目前,欧、美、日等发达国家和地区凭借既有的技术优势占据了市场绝大份额。总体来看,欧洲和日本是工业机器人本体主要供应商,ABB、库卡、发那科、安川电机四大巨头占据全球工业机器人本体约50%的市场份额。另外,在机器人系统集成方面,除了机器人本体企业的集成业务,知名的独立系统集成商还包括德国杜尔、徕斯和意大利柯马等。在关键零部件方面,机器人减速器70%以上市场份额被日本纳博特斯克(Nabtesco)和哈默纳科(Harmonic)垄断。

  我国工业机器人产业总体上还处于产业形成期,品牌认知度缺乏,应用市场基本被外资企业占据,四大巨头(瑞典ABB,日本发那科、安川,德国库卡)产品在中国市场的占有率在70%左右。随着国外机器人企业纷纷在我国投资建设生产基地,自主品牌工业机器人生产企业发展的市场空间将进一步受限。

2012-2015年工业机器人新装机量前五位国家情况

  全球科技巨头纷纷布局智能机器人领域

  随着新一代信息网络技术与机器人技术的加速融合,具备自学习能力和自主解决问题能力的智能机器人成为未来机器人发展的重要方向。谷歌、英特尔、ABB等全球领先的科技巨头通过收购机器人公司以及大量在人工智能技术方面取得先进成果的公司来加速布局智能机器人领域。2013年,美国谷歌公司收购了包括波士顿动力公司在内的,以人工智能、机器人、机械手臂、设计等领域为专长的8家机器人公司,正式进军机器人领域。2014年,ABB投资了拥有先进的人工智能技术公司的Vicarious,以此提高ABB工业机器人的人工智能化水平,增强工业机器人领域的发展优势。2016年,英特尔投资了酒店服务机器人厂商Savioke及其典型产品Relay,这款机器人能够在宾馆内传送牙膏、毛巾等物品,已经在十多家酒店应用。

  国内互联网企业积极进军服务机器人领域

  近年来,国内的阿里巴巴、百度、腾讯、小米等互联网企业纷纷进军机器人行业,相对于工业机器人,国内的互联网巨头更加青睐于投资服务机器人领域。2015年4月,阿里巴巴集团宣布联合富士康投资日本软银集团旗下机器人控股子公司SBRH,推进其全球首个具有感情的机器人产品“Pepper”启动量产。2015年6月,国内平衡车厂商纳恩博获得了小米科技、红杉资本、顺为资本、华山资本8000万美元的投资,并成功收购了平衡车鼻祖——赛格威Segway,成为全球最具影响力的智能短途交通行业领导品牌。2015年12月,科大讯飞股份有限公司战略入股深圳市优必选科技有限公司,有力促进了科大讯飞智能语音技术的推广和应用。

  认清我国机器人

  产业发展面临的挑战

  我国是主要的机器人销售国而不是生产国

  日本、韩国和德国是工业机器人主要产销国,其保有量和年度新增量都位居全球前列。2014年,日本、韩国、德国机器人市场规模分别为2.9万台、2.1万台、2万台,三国市场之和占全球的30.9%,相比2013年的36.3%有所下降。日本机器人制造商国际竞争力强,在全球机器人制造商四大家族中独占两席。2013年日本、韩国、德国机器人保有量分别为30.4万台、15.6万台、16.8万台。韩国、日本的机器人密度在全球列居前两位,2013年,韩国每万名工人工业机器人拥有量为437台,日本为323台。相比之下,我国是工业机器人主要的销售国而不是生产国,2015年我国机器人的新增量为6.6万台,其中国产自主品牌工业机器人销量为2.2万台,首次国内市场份额占比超过30%。

  发达国家纷纷对机器人产业进行战略布局

  发达国家机器人产业发展具有自身的特点。美国在系统集成、医疗机器人和国防军工机器人等方面存在优势。欧盟在工业机器人和医疗机器人领域处于领先地位。日本在机器人生产、应用、主要零部件供给和研究等各方面在全球优势明显。韩国机器人产业虽起步较晚,但依托汽车、电子等行业,产业竞争力快速提升。近年来,发达国家为了保持机器人产业方面的既有优势并进一步发展,纷纷进行战略部署。

发达国家战略部署情况

  应用量大行业自主品牌进入困难

  目前,工业机器人广泛应用于汽车、机械加工、电气/电子、橡胶及塑料、食品、物流等诸多工业行业,其中,汽车产业和电气/电子行业是应用量最大的行业。2015年我国自主品牌工业机器人应用于国民经济36个行业大类,87个行业中类,与上年相比应用领域进一步拓展。具体应用行业涉及金属制品业、农副食品加工业、医药制造业、有色金属冶炼和压延工业、食品制造业、专用设备制造业、电气机械和器材制造业、汽车制造业、橡胶和塑料制品业等领域。其中以金属加工机械制造、物料搬运设备制造为代表的通用设备制造业和以电子器件、通信设备、视听设备为代表的电子产品制造业,在自主品牌工业机器人销售总量中的占比最高,分别占18.9%和17.1%。相比在汽车行业中,四大家族的产品已经占据了整机厂商的大部分份额,目前自主品牌机器人性能与价格还不能与国外优势产品相比,造成其在汽车行业里竞争力较低。

2014年全球工业机器人应用行业分布

  外企加速在我国布局

  2015年,各大外资厂商加速在我国的战略布局。国外机器人企业在我国的投资大体呈现两个特征。一是从借助销售渠道发展到全产业链进入。国外机器人企业一般是从代理销售、提供售后服务(机器人的保养、维护、维修等)和技术支持开始进入我国市场,发展到把生产、研发、工程中心都转移到我国,提供全套系列的机器人系统。例如ABB、安川电机、KUKA、徕斯等。二是从整机组装深入到关键部件生产。ABB、安川电机等均已在我国建立了生产基地,安川电机在江苏省常州市建设的产业机器人工厂,不仅生产用来组装汽车、搬运、熔接及涂装等机器人,而且涉及附属品、零部件的开发、设计、生产;2015年日本纳博特斯克株式会社与上海机电联合投资,落户武进高新区,计划2016年底投产,年产20万台精密减速机;库卡机器人工程中心签约入驻顺德;ABB在珠海设立全资子公司并开展机器人应用集成业务;安川电机联合美的集团,全面进军中国家电制造市场。

中、美、欧、日机器人技术水平对比

  存在问题

  《白皮书》提出当前我国机器人产业发展存在的五个主要问题。一是自主创新能力不强,尽管我国基本掌握了本体设计制造、控制系统软硬件、运动规划等工业机器人相关技术,但总体技术水平与国外相比,仍存在较大差距;我国缺乏核心及关键技术的原创性成果和创新理念,缺乏面向企业及市场需求的问题依然突出;精密减速器、伺服电机、伺服驱动器、控制器等高可靠性基础功能部件方面的技术差距尤为突出,长期依赖进口。

  二是产品以中低端为主,国产工业机器人以中低端产品为主,主要是搬运和上下料机器人,大多为三轴和四轴机器人,应用于汽车制造、焊接等高端行业领域的六轴或以上高端工业机器人市场主要被日本和欧美企业占据,国产六轴工业机器人占全国工业机器人新装机量不足10%;来自国外产品的竞争激烈,2015年国产工业机器人在我国销量为2.2万台,在市场总额中占比首次突破30%;外资企业积极扩产,并且从整机组装深入到关键部件生产。

  三是企业成本压力大,核心部件长期依赖进口的局面依然难以改变,企业成本压力大,2015年约有75%的精密减速器由日本进口,主要供应商是哈默纳科、纳博特斯克和住友公司等;伺服电机和驱动超过80%依赖进口,主要来自日本、欧美以及中国台湾地区;关键零部件大量依赖进口,导致国内企业生产成本压力大,比之于外企,国内企业要以高出近4倍的价格购买减速器,以近2倍的价格购买伺服驱动器,企业的盈利能力不容乐观。

  四是自主品牌认可度不高,我国机器人市场由外企主导,自主品牌亟须发展壮大,由于用户企业已经习惯使用国外品牌,特别是使用量最大、对设备品质要求最高的汽车和电子工业,导致自主品牌的本体和零部件产品不能尽快投入市场,甚至有成功应用经验的产品也难以实现推广应用;我国工业机器人生产企业规模普遍偏小,九成企业规模在1亿元以下,即使龙头企业沈阳新松2015年销售收入达到了16.9亿元,但与安川、发那科、库卡等销售收入均超过百亿元的外企来比,仍然偏小。

  五是行业标准有待进一步规范,我国在机器人方面缺乏行业标准和认证规范,势必造成质低价廉的恶性竞争,企业在设计产品时缺乏统一的物理安全、功能安全、信息安全等规范指标,技术尚未成熟便抢先上市,导致国产机器人产品质量参差不齐;行业进入门槛低,部分企业未找准产品定位便盲目投入,忽略技术研发,产品以组装为主,造成大量低端产能。

  对策建议

  2016年我国机器人产业如何更好更快地发展,《白皮书》提出了五项对策建议。

  一是完善政策扶持体系,在资金、税收、产品销售补贴等方面出台相应的扶持政策,提高国产工业机器人使用率;落实生产企业税收优惠政策;扩充《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》,以促进自主品牌工业机器人的研发和应用;研究制定行业应用指导政策;允许成立租赁公司促进小企业对于机器人的使用;鼓励金融资本、风险投资及民间资本参与机器人产业,支持符合条件的企业在海外资本市场直接融资。

  二是加大技术研发力度,加快技术研发,突破产业技术瓶颈;针对应用需求,开展工业机器人全生命周期可靠性和制造工艺技术研究,攻克关键零部件技术并实现产业化;充分利用和整合现有资源,继续推进研发平台、应用验证平台和整机及关键部件检测中心的建设工作;建设人工智能、感知、识别、驱动和控制等下一代技术研发平台,同时关注没有被现有机器人技术体系所纳入的如能源、大数据、安全和材料等领域的技术创新。

  三是深入开展示范应用,围绕加快发展我国智能制造的需求,推动典型应用示范工程,在汽车、电子、纺织、物流、国防军工、民爆、制药、半导体、食品等行业开展自主品牌工业机器人的应用示范;推进减速器、控制器、伺服电机及驱动器、传感器等关键零部件的产业化示范应用。

  四是集中突破重点产品,以市场需求为导向,集中主要的技术力量和资金,重点突破面向汽车、电子等高端应用领域的2-3种工业机器人,掌握总体技术,并形成规模应用,进而带动我国工业机器人相关零部件生产企业的发展;根据客户多样化的需求特点,选择细分市场推出一些性价比高的产品,逐步抢占国内中小企业用户市场。

  五是加强人才队伍建设,切实推进产学研一体化人才培养模式,建立校企联合培养人才的新机制。依托中科院等知名研究机构,通过实施大型合作项目,联合企业培养出从研发、生产、维护到系统集成的多层次技术人才;运用职业培训、职业资格制度,通过实际项目锻炼来培育人才;加强高层次人才引进,吸引海外留学人员回国创新创业。 


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