一、引言
工業機器人誕生于20世紀60年代,在20世紀90年代得到迅速發展,是最先產業化的機器人技術。它是綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科而形成的高新技術,是當代研究十分活躍、應用日益廣泛的領域。它的出現是為了適應制造業規模化生產,解決單調、重復的體力勞動和提高
生產質量而代替人工作業。在我國,工業機器人的真正使用到現在已經接近20多年了,已經基本實現了試驗、引進到自主開發的轉變,促進了我國制造業、勘探業等行業的發展。隨著我國門戶的逐漸開放,國內的工業機器人產業將面對越來越大的競爭與沖擊,因此,掌握國內工業機器人市場的實際情況,把握我國工業機器人研究的相關進展,顯得十分重要。
二、工業機器人帶來的效益
發達國家的使用經驗表明:使用工業機器人可以降低廢品率和產品成本,提高了機床的利用率,降低了工人誤操作帶來的殘次零件風險等,其帶來的一系列效益也是十分明顯的,例如減少人工用量、減少機床損耗、加快技術創新速度、提高企業競爭力等。機器人具有執行各種任務特別是高危任務的能力,平均故障間隔期達60000小時以上,比傳統的自動化工藝更加先進。采用工業機器人還有如下優點:第一,改善勞動條件,逐步提高生產效率;第二,更強與可控的生產能力,加快產品更新換代;第三,提高零件的處理能力與產品質量;第四,消除枯燥無味的工作,節約勞動力;第五,提供更安全的工作環境,降低工人的勞動強度,減少勞動風險;第六,提高機床;第七,減少工藝過程中的工作量及降低停產時間和庫存;第八,提高企業競爭力。
在面臨全球性競爭的形勢下,制造商們正在利用工業機器人技術來幫助生產價格合理的優質產品。一個公司想要獲得一個或多個競爭優勢,實現機器人自動化生產將是推動業務發展的有效手段。
三、國內工業機器人市場
（一）國內工業機器人的需求情況
工業機器人發展長期以來受限于成本較高與國內勞動力價格低廉的狀況,隨著中國經濟持續快速的發展,近幾年的國民生產總值年平均增長率更是保持在9%左右,人民生活水平不斷地提高,勞動力供應格局已經逐步從“買方”市場轉為“賣方”市場、由供遠大于求轉向供求平衡。作為制造業主力的農民工也從早期的僅解決溫飽問題到現在對薪資和工作條件提出了更高的要求。這些情況使得許多勞動密集型企業為了提高勞動生產率所采用的增加工人數量、延長工人勞動時間的方法變得成本高昂,同時也受到法律的限制和政策的阻礙。無論是企業還是社會都認識到必須采取從改善機器設備入手,提高技術和資金的密集度來減少用工量以應對這種改變。總之,勞動力過剩程度降低、單個工人成本上升、對產品質量更高的要求、國家對裝備制造業的重視等變化改善了機器人的使用環境,工業機器人及技術在中國已逐步得到了政府和企業的重視。隨著機器人知識的廣泛普及,人們對于各種機器人的了解與認識逐步深化,利用機器人技術提升我國工業發展水平、從制造業大國向強國轉變,提高人民生活質量成為全社會的共識。
（二）國內工業機器人的銷售情況
國家863機器人技術主題自成立以來一直重視機器人技術在產業中的推廣和應用,長期以來推進機器人技術以提升傳統產業,利用機器人技術發展高新產業。目前,政府正在使用各種辦法加大中國裝備制造業在市場中占據的份額,并提供優惠措施鼓勵更多企業使用機器人及技術以提升技術水平。國內越來越多的企業在生產中采用了工業機器人,各種機器人生產廠家的銷售量都有大幅度的提高。根據我國海關統計,最近4年來許多企業在華的銷售量甚至是前面十幾年銷售量的幾倍,年平均增長率超過40%。2001年我國工業機器人海關進出口數量不過是3774臺,國內生產數量約700臺左右。2004年市場規模已經增長到萬臺左右,數量和金額相對于2001年都增長了兩倍。2004年國產工業機器人數量突破了1400臺,產值突破8億元人民幣。進口機器人數量超過9000臺,其中多功能機器人約1700臺,簡易機器人7500臺,進口額約25億美元。德國CLOOS公司在華焊接機器人銷售量2000年以前為47臺,2000年以后已經突破121臺,銷售量翻了近3倍。可以預見,中國的工業機器人產業不久后將會作為一種在國民經濟中占據重要地位的產業而存在。
（三）國內工業機器人的市場特征
1.以汽車制造業為主的制造業發展促進了工業機器人的發展。汽車制造業屬于技術、資金密集型產業,也是工業機器人應用最廣泛的行業。在我國,工業機器人的最初應用是在汽車和工程機械行業,主要用于汽車及工程機械的噴涂及焊接。2000年開始,受國家宏觀政策調控及居民消費水平提高的影響,我國汽車工業進入了一個高速增長期。面對這種局面,國際汽車巨頭紛紛進入中國市場并與我國企業合資設廠或擴大原有生產規模,國內企業也紛紛轉型或加大對汽車行業的投資,整個行業增產擴能增加了對工業機器人需求。據不完全統計,最近幾年國內廠家所生產的工業機器人有超過一半是提供給汽車行業的,海關進出口增長數據與汽車行業增長數據具有較高的相關度。可知,汽車工業的發展是近幾年我國工業機器人增長的原動力之一。
2.沿海經濟發達地區是工業機器人的主要市場。我國工業機器人的使用集中在廣東、江蘇、上海、北京等地,工業機器人的擁有量占全國的一半以上,這種分布態勢和增長趨勢符合我國現階段經濟發展狀況。我國經濟最具活力的地區已經從珠江三角洲地區擴展到長江三角洲地區,而且長江三角洲地區在制造業中所占的比重越來越大。
3.外商獨資企業、中外合資企業和國有企業是工業機器人的主要客戶。工業機器人屬于技術含量高,價格相對昂貴的制造裝備,采用工業機器人較多的企業,一般對產品的質量要求較高,企業在市場上具有更高的影響力。現階段,工業機器人使用量最多的仍是外商獨資或中外合資企業 。國有企業也在加大對工業機器人的采購用于技術改造,如汽車行業中的一汽、二汽、上汽等,它們的產品在市場上已經具有了相當強的競爭力,它們對工業機器人有著較大的需求,同時采購上它們能夠得到國家和政府的支持,因此制造業中的大中型國有企業的工業機器人使用量一直很大,而且在未來相當長的時間內仍將保持這種增長勢頭。另外,我國的民營企業正逐漸認識到工業機器人的優勢,對工業機器人的采用量也在逐步增加,雖然裝備的數量上與以上企業仍存在較大差距,但是增長的速度驚人,將很快成為工業機器人市場的重要客戶。
4.國內進口工業機器人的國家和地區分布。2001～2004年我國進口的工業機器人主要來自日本與臺灣,2004年日本對華出口金額占我國進口工業機器人金額的一半。
四、我國機器人技術應用研究進展及發展趨勢
中國工業機器人經過“七五”攻關計劃、“九五”攻關計劃和863計劃的支持已經取得了較大進展,工業機器人市場也已經成熟,應用上已經遍及各行各業,但進口機器人占了絕大多數。我國在某些關鍵技術上有所突破,但還缺乏整體核心技術的突破,具有中國知識產權的工業機器人則很少。目前我國機器人技術相當于國外發達國家20世紀80年代初的水平,特別是在制造工藝與裝備方面,不能生產高精密、高速與高效的關鍵部件。我國目前取得較大進展的機器人技術有:數控機床關鍵技術與裝備、隧道掘進機器人相關技術、工程機械智能化機器人相關技術、裝配自動化機器人相關技術。現已開發出金屬焊接、噴涂、澆鑄裝配、搬運、包裝、激光加工、檢驗、真空、自動導引車等的工業機器人產品,主要應用于汽車、摩托車、工程機械、家電等行業。
我國機器人技術主題發展的戰略目標是:根據2l世紀初我國國民經濟對先進制造及自動化技術的需求,瞄準國際前沿高技術發展方向創新性地研究和開發工業機器人技術領域的基礎技術、產品技術和系統技術。未來工業機器人技術發展的重點有:第一,危險、惡劣環境作業機器人:主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人;第二,醫用機器人:主要有腦外科手術輔助機器人,遙控操作輔助正骨等;第三,仿生機器人:主要有移動機器人,網絡遙控操作機器人等。其發展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。
五、結語
工業機器人市場競爭越來越激烈,中國制造業面臨著與國際接軌、參與國際分工的巨大挑戰,加快工業機器人技術的研究開發與生產是我們抓住這個歷史機遇的主要途徑。因此我國工業機器人行業要認識到以下幾點情況:第一,工業機器人技術是我國由制造大國向制造強國轉變的主要手段和途徑,政府要對國產工業機器人有更多的政策與經濟支持,參考國外先進經驗,加大技術投入與改造;第二,在國家的科技發展計劃中,應該繼續對智能機器人研究開發與應用給予大力支持,形成產品和自動化制造裝備同步協調的新局面;第三,部分國產工業機器人已經與國外相當,企業采購工業機器人時不要盲目進口,應該綜合評估,立足國產。
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