1、工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能够完成各种作业的可编程的 操作机。本文研究的工业机器人指面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人，是自 动执行工作、靠自身动力和控制能力来实现各种功能的机器装置不一定是拟人形态的产品， 可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，还可以根据人工智能技术制定的原则 纲领行动。（二）产业演进工业机器人产业的发展经历了漫长的萌芽、研发和应用阶段，工业机器人从1959年问 世，从简单的可编程机器人，逐步发展为高精度、智能化的机器人，在这期间，美国、日本 等制造业发达的国家经过多年技术积累与经验沉淀，掌握了大批的专利及核心技术。图1工业机器人发展历
2、史二.我国工业机器人产业发展现状与问题（一）发展现状横瞰国内，工业机器人产业的发展与本地区的工业基础和科研实力有较大关联，目前我 国工业机器人产业大体分布于环渤海、长三角、珠三角和中西部地区。环渤海地区是龙头企 业聚集的自动化制造基地，依托北京、天津等高校及研究所提供的技术优势，逐渐形成了产 学研相结合的工业机器人产业链；长三角地区是巨龙云集的机器人研发生产基地，同时是汽 车应用优势明显的工业机器人集聚区,目前机器人产业基础才段，呈现全产业链发展态势； 珠三角地区是市场机会广阔的机器人应用基地，地区制造业发达，但集中在装配和包装等劳 动密集型环节；中西部地区是成本优势明显的机器人生产基地，能够
3、吸引一批企业入驻并共 建机器人发展基地，抓住国家工业转型升级的发展契机。图2中国机器人产业重点区域布局在产业政策的激励和市场需求的带动下，近年来我国工业机器人产业实现快速增长，业内领军企业产业化能力不断提升，与此同时越来越多的新企业也积极投身于机器人产业当中。据赛迪顾问统计，2015年中国工业机器人产量15600台，同比增长29.5%。图3 2013-2015年中国工业机器人产量与增长（二）发展趋势1.产品：协作型机器人为生产装配环节带来新机遇在行业需求变迁，柔性化要求提升等影响下，ABB、KUKA、新松等国内外工业机器人 知名企业纷纷推出人机协作型机器人产品。协作型机器人又名人机协同作业机器
4、人，旨在引 导或辅助人类实现特定作业任务，在降低人类劳动负担的同时还能够感知人类的偏差操作并 及时纠正。一方面，协作型机器人柔性化程度更高，相比传统汽车中产业应用的体型大、重 型的机器人，协作型机器人具备工序轻量化、小型化、精细化的特点，能够满足未来消费电 子产业对机器人的供应需求和要求；另一方面,人机协作机器人提升了感知能力，可以通过 被示范训练来学习执行各类任务，可对其程序和算法进行编程，并进行可视化操作，为开拓 新应用领域打下必要基础。协作型机器人不但更能适应业内对机器人柔性化和感知能力等方 面提出的要求，而且把人类的灵活性、适应性和解决问题的能力与机器人的力量、耐久性和 动作的准确性结
5、合起来，为生产装配环节带来新的机遇。2、技术：机器视觉技术助力国内企业切入上游环节机器视觉技术是用机器代替人眼来做测量和判断，主要用计算机软件来模拟人的视觉功 能，从客观事物图像中提取信息进行处理并最终用于实际检测、测量和控制工作。从市场需 求来看，世界工业机器人数量逐年递增，工业机器人数量规模的增加同时也在拉动对机器视 觉功能的需求;从技术层面来看，近年来我国机器视觉行业的专利数量快速增加，将推动机 器视觉技术向更箴I度、更高要求方向发展。由于机器视觉技术主要依靠的软件服务、半导 体芯片和传感器等硬件产品已经在我国已具备良好的发展基础，从而有助于国内企业快速进 入产业链上游开发环节，而且对于
6、加快制造业转型升级，提高生产效率,实现制造过程的智 能化和绿色化发展具有重要的意义。3、应用：众多新兴下游领域需求还在形成与增长中工业机器人作为高技术战略，无论在推动国防军事、智能制造、资源开发，还是在培育 发展未来机器人产业上都具有重要意义。从行业结构变化趋势来看，汽车、金属制品及电子 加工行业对机器人应用已经相对成熟，并且这些行业仍是未来工业机器人的主要应用领域。 结合我国目前的产品结构来看，工业机器人在新兴行业的应用将不断深化。这些行业包括烟 草医药、家用电器、仓储物流、五金卫浴、石油化工等。特别是近年来国家十分重视环保和 民生问题，比如塑料橡胶等高污染行业、与民生相关的食品饮料和制药行
7、业，都有望深入应 用机器人，来帮助企业实现自动化、智能化、绿色化生产。（三）面临问题目前，我国机器人产业化发展已经取得了一些成就并形成了一定的规模和集聚，但仍存 在几个关键问题。从产业链环节来看，虽然我国在相关零部件方面有了一定的基础，但是无 论从质量、产品系列全面性，还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性 能交流伺服电机和精密减速机方面的差距尤其明显，形成严重依赖进口的局面，影响了国产 机器人的市场竞争力。从品牌影响力来看国内机器人企业在过去十年中取得了不菲的成就， 虽然我国已经拥有一大批企业从事机器人的开发，但都没有形成较大的规模，缺乏市场的品 牌认知度，在市场层面一直面临
8、国外品牌的打压。从产业化层面来看，一是由于关键零部件 依赖进口，造成国产工业机器人成本居高不下，产品无法推广应用，二是工业机器人诸多技 术方面仍然停留在仿制层面，创新能力不足，制约了机器人市场的拓展。三、我国工业机器人产业化发展战略思考（一）稳扎稳打，夯实技术基础降低成本是关键从目前国内机器人生产模式看，其单价如果不降低，产业化形成将面临困难。机器人主 要由四大部分组成，其中机器人本体成本约占整体的22% ,伺服系统约占24% ,减速机约 占36% ,控制器约占12% ,其他约占6% ,三大核心部件（伺服系统、减速机、控制器） 决定了产品的性能、质量和价格我国机器人三大核心部件主要依赖进口导致
9、其成本过高、 规模效应难以成型、产业化进程缓慢。因此，我国工业机器人在技术层面需要坚持稳才偏打 的发展路线，通过夯实基础技术、突破核心技术、降低产品成本来提升我国工业机器人整体 水平和竞争力，是机器人产业化战略的关键。（二）兼并重组，培育龙头扶持自主品牌是抓手受国家政策鼓励的影响，我国机器人相关企业如雨后春笋，数量迅速扩大。据工信部数 据统计，目前我国与机器人有关的企业达800余家，但多以中小企业为主，具备行业影响 力和较高知名度的企业仅有数十家，尚没有年产销量突破千台的企业。不难看出，我国尚缺 乏国际级机器人龙头制造企业，产业化水平亟待提高。因此，大力鼓励业内企业通过实施兼 并重组快速培育行
10、业龙头，扶持和发展具备行业竞争力和影响力的民族品牌，形成龙头引领 的产业发展格局，是机器人产业化发展的战略抓手。（三）避硬就软，强化服务应用突破规模是出路工业机器人在汽车、电子制造、食品饮料、制药等众多领域将拥有更大的市场空间，但 我国机器人在关键零部件、本体制造等方面与国外产品存在较大差异短时间内恐难以突破。因此，在加速国产机器人产业化进程方面，要着重加强行业应用和客户服务。例如焊接、搬运、打磨、喷涂、装配机器人需要与周边工作站的工装夹具、传送装置、检测装置、操作对 象等紧密结合，这就可发挥行业应用和客户服务等软实力优势，暂时避开关键零部件和机器 人本体等硬件的不足提升软实力优先带动产业规模
11、增长是机器人产业化发展战略的出路。四、我国工业机器人产业链发展路径研究工业机器人产业链包括核心零部件、本体制造、系统集成和行业应用四个核心环节。对 于工业机器人来说，零部件环节是重中之重，尤其是减速机、伺服电机等核心零部件，需要 突破发展；本体制造对于上下游有拉动和引领作用，需要较好的技梓累；系统集成环节是 机器人产业的最终应用体现，需要依托良好的案例积累和广阔的应用环境来支撑。图4工业机器人产业链全景图（一）零部件环节：顺应强国趋势，布局核心兼顾软件发展机器人的核心零部件包括伺服系统、减速器、控制器、传感器等，机器人的控制过程是 由控制器发指令给伺服驱动，驱动伺服电机旋转，通过减速机执行动作
12、。从技术角度来看， 目前国内技术门槛最高的是减速机其次是伺服系统再次是控制器。从产业发展前景来看， 未来国家层面将着力布局核心零部件环节，直接应用于国内企业生产，以期取代进口产品， 从而实现产业链的完整化和自主化，意义重大。在发展重点上，除了以上核心零部件，业内 企业还需着重发展机器人驱动系统、传感系统、可视化和智能决策系统等软件领域，实现软 件系统化、整体化、融合化的特征，保证各类机器人的需要。（二）本体制造环节：瞄准下游应用,突出特色化专业化发展机器人本体也称为机器人裸机,按照机械结构分，可以分为直角坐标机器人、SCARA 机器人、关节型机器人、圆柱坐标机器人等。其中，关节型机器人技术门槛
13、相对较高，单机 售价较高，是外资机器人品牌主攻领域，外资品牌销量也占据全球大部分市场；而直角坐标 机器人是国产机器人的优势领域，其销量在国内占比最高。从产业发展前景来看，国外工业 机器人本体发展成熟，国内仍处于初步发展阶段，但已有企业从事关节型机器人本体的研发 和生产工作未来随着机器人应用市场的扩大本体生产企业仍会持续增加。在发展重点上， 机器人本体未来技术趋势将向更加灵活的方向发展，同时会发展例如汽车焊装集成等特定行 业的机器人本体，目前工业机器人本体已经发展到六轴时代，但是四轴、直角坐标机器人还 有很大的市场。（三）系统集成环节：发挥服务优势，营造智能制造生产环境系统集成是指在本体上安装夹
14、具及其他配套系缴视觉控制、力控等以完成特定功能， 集成按照应用分类可以分为搬运应用、焊接应用、喷涂应用、切割应用等等。其中搬运应用 机器人在全球销量中占比最高，国产机器人在搬运及喷涂封胶领域应用较广，焊接、装配、 打磨等应用领域由于对工艺应用较高，外资品牌占据较多，国产机器人渗透进度较慢。从产 业发展前景来看，各行业面临工业现代化等多方面压力，迫切需要提升数字化、智能化的生 产环境，这也为机器人行业带来旺盛的需求态势，未来发展空间广阔。在发展方向方面，可 结合各地区企业自身的生产工艺及工作效率，配合相关产业的更新升级，发展码垛、焊接、 装配和配送等作业领域的工业机器人集成产品。（四）行业应用环节：重视民生环保，挎掘领域需求深入拓展工业机器人行业应用可以按照行业分为汽车、电子、塑料、石化、金属、食品等等。据 统计，汽车制造业是工业机器人占比最高的应用领域，涵盖了汽车整车及汽车零部件生产、 加工及仓储的全过程；电子行业由于制造柔性化和生产高速性的要求，必将对工业机器人产 生大量需求；金属和机械加工行业引入工业机器人，有利于产品的批量化生产，降低人力成 本，提高生产效率和管理水平；近年来国家十分重视环保和民生问题，塑料橡胶等高污染行业以及民生相关的食品饮料和制药等行业也将是工业机器人十三五阶段的重要应用领域。
