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大势所趋:工业机器人代替人工(图)

2013-08-16 来源:OFweek机器人网

  随着我国人工成本的递增,工业机器人与之相比,便有了巨大的优势。使用自动化设备或使用工业机器人替换人工将成为未来的趋势,而对工业机器人的需求量也急剧增加。

  被称为“史上最难就业年”的2013年,也是备受自动化领域的企业和专家们期待的“机器人爆发之年”。全球制造业自动化转型需求,极大的带动自动化装备市场的发展,在第三次工业革命推动下,全球或将引爆工业机器人市场需求。OFweek行业研究中心最新发布的《2013-2017年全球与中国工业机器人市场研究及预测分析报告》(下简称《报告》)显示,2012年全球工业机器人销量创出历史第二高,超过15.9万台;截至2012年末,全球工业机器人累计安装量达118.7万台,同比增长5.9%。《报告》进一步预计,2017年全球工业机器人销量将达到22万以上,年均增长率达6%。

  作为机器人增长最快的市场,2012年中国已成为仅次于日本的全球第二大机器人市场。在存量方面,《报告》显示,2002-2012年中国工业机器人年累计安装量几乎都以超过30%的速度增长,从2002年的2152台发展到2012年的96387台,即便是受金融危机影响的2009年,中国工业机器人累计安装量增长率也达到17.38%。截至2012年,中国占全世界正在服役工业机器人总量达8.12%。

  我国已经进入了工业机器人产业化加速发展阶段。从政策层面来看,国家对机器人产业政策支持力度也在逐步加码。2012年以来,国家部委制定的规划和专项政策陆续出台,使得工业机器人产业的发展轮廓得到进一步的明晰:2012年3月至4月,科技部相继发布《智能制造科技发展"十二五"专项规划》和《服务机器人科技发展"十二五"专项规划》,提出重点研发工业机器人、自动化生产线、流程工业的核心工艺和成套装备,重点发展公共安全机器人、医疗康复机器人、仿生机器人平台和模块化核心部件等;2012年7月,国务院发布《"十二五"国家战略性新兴产业发展规划》,提出要大力推进自动控制系统、工业机器人、关键零部件等装置的开发和产业化。截至2013年7月,工信部正积极推进工业机器人产业化发展,《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》正上报发改委和科技部及其他有关部委,相关政策出台在即。

  一、工业机器人的发展现状

  工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备,技术附加值很高,应用范围很广,作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测,机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会和国际机器人联合会(IFR)的统计,世界机器人市场前景看好,从20世纪下半叶起,世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代,机器人产品发展速度加快,年增长率平均在10%左右。2004年增长率达到创记录的20%。其中,亚洲机器人增长幅度最为突出,高达43%。

  二、工业机器人的应用领域日渐广泛

  经过四十多年的发展,工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中,尤其是在汽车产业中,工业机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压铸、)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中,机器人都已逐步取代了人工作业。随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机人智能化水平的提高,机器人的应用范周还在不断地扩大,已从汽车制造业推广到其他制造业,进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。此外,在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多,如无人侦察机(飞行器)、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人均有应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。

  三、工业机器人的发展趋势

  工业机器人在许多生产领域的使用实践证明,它在提高生产自动化水平,提高劳动生产率和产品质量以及经济效益,改善工人劳动条件等方面,有着令世人瞩目的作用,引起了世界各国和社会各层人士的广泛关注。在新的世纪,机器人工业必将得到更加快速的发展和更加广泛的应用。

  1、工业机器人的技术发展趋势

  从近几年世界机器人推出的产品来看,工业机器人技术正在向智能化、模块化和系统化的方向发展,其发展趋势主要为:结构的模块化和可重构化;控制技术的开放化、PC化和网络化;伺服驱动技术的数字化和分散化;多传感器融合技术的实用化;工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。

  2、工业机器人的产业发展趋势

  据UNECE/IFR预测,至2007年,全球新安装装机器人的数量将从2003年的81800套增至2007年的106000套,年平均增长7%。其中,日本2003-2007年工业机器人的销售将从2003年的31600增长至2007年的41000套;欧洲2003-2007年工业机器人将从2003年的27100套增长至2007年的34000套;北美2003-2007年工业机器人市场每年平均增5.8%,至2007年将增长到16000套。

  五、工业机器人产业发展模式的探讨

  纵观世界各国在发展工业机器人产业过程,可归纳为三种不同的发展模式,即日本模式、欧洲模式和美国模式:

  1、美国模式

  此种模式的特点是:采购与成套设计相结合。美国国内基本上不生产普通的工业机器人,企业需要时机器人通常由工程公司进口,再自行设计、制造配套的外围设备,完成交钥匙工程。

  2、欧洲模式

  此种模式的特点是:一揽子交钥匙工程。即机器人的生产和用户所需要的系统设计制造,全部由机器人制造厂商自己完成。

  3、日本模式

  此种模式的特点是:各司其职,分层面完成交钥匙工程。即机器人制造厂商以开发新型机器人和批量生产优质产品为主要目标,并由其子公司或社会上的工程公司来设计制造各行业所需要的机器人成套系统,并完成交钥匙工程。

  对于国外的先发、领先优势,我国的机器人产业的研发远远落后于美、日两国,甚至比起韩国也落后一步,尤其是在青少年中远未开展机器人的组装、制作的科学活动,这将关系到二、三十年后我国的产业发展。

  近年来,我们在研究文化创造性产业时,发现国外正在兴起一个与文化产业、科学技术有紧密关系的未来产业——机器人的研究、开发及制造,参与者除了传统从事学术研究的科技工作者、大学研究梯队、企业产品的专门研究人员之外,更有一大批的青少年积极加入此一新兴的科学技术新潮流之中。以下是我们对国外此一产业的发展状况的考察及思考。

  现状

  我国从上世纪80年代开始在高校和科研单位全面开展工业机器人的研究,近20年来取得不少的科研成果。但是由于没有和企业有机地进行联合,至今仍未形成具有影响力的产品和有规模的产业。目前国内除了一家以组装为主的中日合资的机器人公司外,具有自主知识产权的工业机器人尚停留在高校或科研单位组织的零星生产,未能形成气候。

   近10年来,进口机器人的价格大幅度降低,对我国工业机器人的发展造成了一定的影响,特别是我国自行制造的普通工业机器人在价格上根本无法与之竞争。特别是我国在研制机器人的初期,没有同步发展相应的零部件产业,使得国内企业在生产的机器人过程中,只能依赖配套进口的零部件,更削弱了我国企业的价格竞争力。

  工业机器人发展长期以来受限于成本较高与国内劳动力价格低廉的状况,随着中国经济持续快速的发展,近几年的国民生产总值年平均增长率更是保持在9%左右,人民生活水平不断地提高,劳动力供应格局已经逐步从“买方”市场转为“卖方”市场、由供远大于求转向供求平衡。作为制造业主力的农民工也从早期的仅解决温饱问题到现在对薪资和工作条件提出了更高的要求。这些情况使得许多劳动密集型企业为了提高劳动生产率所采用的增加工人数量、延长工人劳动时间的方法变得成本高昂,同时也受到法律的限制和政策的阻碍。

  无论是企业还是社会都认识到必须采取从改善机器设备入手,提高技术和资金的密集度来减少用工量以应对这种改变。总之,劳动力过剩程度降低、单个工人成本上升、对产品质量更高的要求、国家对装备制造业的重视等变化改善了机器人的使用环境,工业机器人及技术在中国已逐步得到了政府和企业的重视。随着机器人知识的广泛普及,人们对于各种机器人的了解与认识逐步深化,利用机器人技术提升我国工业发展水平、从制造业大国向强国转变,提高人民生活质量成为全社会的共识。

  我国的机器人产业应走什么道路,如何建立自己的发展模式,确实值得探讨。中国工程院在2003年12月完成并公开的《我国制造业焊接生产现状与发展战略研究总结报告》中认为,我国应从“美国模式”着手,在条件成熟后逐步向“日本模式”靠近。

  而我国作为亚洲第三大的工业机器人需求国,市场发展稳定,汽车及其零部件制造仍然是工业机器人的主要应用领域,随着我国产业结构调整升级不断深入和国际制造业中心向中国的转移,我国的机器人市场会进一步加大,市场扩展的速度也会进一步提高。

 

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