Robotics All Industrial Robots
來源:前瞻产业研究院
2017年全球工業機器人發展現狀
工業機器人是智慧製造業,最具代表性的裝備。日本、美國、德國和韓國是工業機器人強國。日本號稱「機器人王國」,在工業機器人的生產、出口和使用方面都居世界榜首;日本工業機器人的裝備量,約佔世界工業機器人裝備量的60%。
美國是機器人的發源地,早在1962年,就研製出世界上第一台工業機器人,儘管美國在機器人發展史上,走過一條重視理論研究、忽視應用開發研究的曲折道路,但是美國的機器人技術在國際上,仍一直處於領先地位,其技術全面、先進,適應性也很強。
德國工業機器人的總數佔世界第三位,僅次於日本和美國;德國工業機器人的研究和應用,在世界上處於領先地位。
韓國是工業機器人的後起之秀,於20世紀80年代末開始大力發展工業機器人技術,在政府的資助和引導下,韓國近幾年來已躋身機器人強國之列。
與此同時,工業機器人領域的全球知名生產廠商,也主要集中在以日、美、德等為代表的發達國家,如瑞典ABB,日本的發那科(FANUC)、安川電機(YASKAWA),德國的庫卡(KUKA)、美國American Robot和意大利柯馬(COMAU)等,這些廠商生產的工業機器人,已成為一種工業標準,在全球得到廣泛應用。
圖表1:全球機器人發展現狀
根據國際機器人聯合會(IFR)統計,國際工業機器人市場,於2010年開始恢復成長。
從全球範圍來講,由於金融危機的影響,2009年運行中的工業機器人,比2008年下降了0.5%。2010年,全世界新安裝的工業機器人數量,逐步接近2005-2008年的高峰期,共供應了12.1萬台工業機器人,這就意味著工業機器人的全球銷售量,與不景氣的2009年相比幾乎翻倍。
從全球範圍來講,由於金融危機的影響,2009年運行中的工業機器人,比2008年下降了0.5%。2010年,全世界新安裝的工業機器人數量,逐步接近2005-2008年的高峰期,共供應了12.1萬台工業機器人,這就意味著工業機器人的全球銷售量,與不景氣的2009年相比幾乎翻倍。
最新數據顯示,2016年全球工業機器人銷量約29.4萬台,同比成長16%,預計2017年在34.6萬台左右;2016年全球工業機器人銷售額,首次突破132億美元,預計2017年可達147億美元。
圖表2:2010-2017年全球工業機器人發展規模(單位:萬台,億美元)
未來全球工業機器人趨勢前景預測
前瞻产业研究院分析認為,工業大國提出機器人產業政策,如德國工業4.0、日本機器人新策略、美國先進製造夥伴計劃、中國大陸十三五規劃與《中國製造2025》等國家級政策,皆納入機器人產業發展為重要內涵,將促使工業機器人市場持續成長,IFR預計到2025年,全球工業機器人銷量將達到85萬台。
圖表3:2017-2025年全球工業機器人銷量預測(單位:台,%)
前瞻产业研究院發佈的《2018-2023年中国工业机器人行业战略规划和企业战略咨询报告》認為,未來全球工業機器人主要有以下四大趨勢:
1)機器人與資訊技術深入融合
大數據和雲儲存技術,使得機器人逐步成為物聯網的終端和節點。資訊技術的快速發展,將工業機器人與網路融合,組成複雜性強的生產系統,各種算法如蟻群算法、免疫算法等,可以逐步應用於機器人應用中,使其具有類人的學習能力,多台機器人協同技術,使一套生產解決方案成為可能。
2)機器人產品易用性與穩定性提升
隨著機器人標準化結構、整合一體化關節、自組裝,與自修復等技術的改善,機器人的易用性與穩定性不斷被提高。
一是機器人的應用領域,已經從較為成熟的汽車、電子產業延展至食品、醫療、化工等,更廣泛的製造領域,服務領域和服務對象不斷增加,機器人本體向體積小、應用廣的特點發展。
二是機器人成本快速下降。機器人技術日趨成熟,機器人初期投資,相較於傳統專用設備的價格差距縮小,在客製化程度高、技術和流程繁瑣的產品製造中,替代傳統專用設備,具有更高的經濟效率。
三是人機關係發生深刻改變。例如,工人和機器人共同完成目標時,機器人能夠透過簡易的感應方式,理解人類語言、圖形、身體指令,利用其模組化的插頭和生產組件,免除工人複雜的操作。
現有階段的人機協作,存在較大的安全問題,儘管具有視覺和先進傳感器的輕型工業機器人,已經被開發出來,但是目前仍然缺乏可靠安全的工業機器人協作的技術規範。
現有階段的人機協作,存在較大的安全問題,儘管具有視覺和先進傳感器的輕型工業機器人,已經被開發出來,但是目前仍然缺乏可靠安全的工業機器人協作的技術規範。
3)機器人向模組化、智慧化和系統化方向發展
目前全球推出的機器人產品,向模組化、智慧化和系統化方向發展。
第一,模組化改變了傳統機器人的構型,僅能適用有限範圍的問題,工業機器人的研發更趨向採用組合式、模組化的產品設計思路,重構模組化幫助用戶解決產品品種、規格與設計製造週期,和生產成本之間的矛盾。
例如,關節模組中伺服電機、減速機和檢測系統的三位一體化,由關節、連桿模組重組的方式,構造機器人整機。
例如,關節模組中伺服電機、減速機和檢測系統的三位一體化,由關節、連桿模組重組的方式,構造機器人整機。
第二,機器人產品向智慧化發展的過程中,工業機器人控制系統,向開放性控制系統整合方向發展,伺服驅動技術向非結構化、多移動機器人系統改變,機器人協作已經不僅是控制的協調,而是機器人系統的組織與控制方式的協調。
第三,工業機器人技術不斷延伸,目前的機器人產品正在嵌入工程機械、食品機械、實驗設備、醫療器械等傳統裝備之中。
4)新型智慧機器人市場需求增加
新型智慧機器人,尤其是具有智慧性、靈活性、合作性和適應性的機器人需求持續成長。
第一,下一代智慧機器人的精細作業能力,被進一步提升,對外界的適應感知能力不斷增強。在機器人精細作業能力方面,波士頓咨詢集團調查顯示,最近進入工廠和實驗室的機器人,具有明顯不同的特質,它們能夠完成精細化的工作內容,如組裝微小的零組件,預先設定程序的機器人,不再需要專家的監控。
第二,市場對機器人靈活性方面的需求不斷提高。雷諾使用了一批29公斤的擰螺絲機器人,它們在僅有的1.3米長機械臂中,嵌入6個旋轉接頭的機器臂,均能靈活操作。
第三,機器人與人協作能力的要求不斷增強。未來機器人能夠靠近工人執行任務,新一代智慧機器人採用聲吶、攝影機或者其他技術,感知工作環境是否有人,如有碰撞可能,它們會減慢速度或者停止運作。
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