全球工業(yè)機(jī)器人正在向智能化模塊化和系統(tǒng)化方向發(fā)展

工業(yè)機(jī)器人巨頭企業(yè)主要集中在日本、美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的研究主體早期主要集中在高校和科研院所，隨著我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，尤其是2013年躍居全球首位以來(lái)，越來(lái)越多的企業(yè)參與其中，并取得了不俗的成績(jī)，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的市場(chǎng)份額也在不斷擴(kuò)大。

人工智能、機(jī)器人、5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等科技現(xiàn)已成為各國(guó)競(jìng)相角逐的核心技術(shù)。機(jī)器人在新工業(yè)革命中占據(jù)著重要地位，作為第四次工業(yè)革命的重要體現(xiàn)之一，工業(yè)機(jī)器人既是智能裝備產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是支撐我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要基礎(chǔ)。

我國(guó)自2013年起成為全球大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)市場(chǎng)，但高端機(jī)器人市場(chǎng)長(zhǎng)期被國(guó)外品牌壟斷，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人以中低端產(chǎn)品為主且僅占市場(chǎng)份額的30％左右。從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，產(chǎn)業(yè)附加值高的上游幾乎被日本和德國(guó)企業(yè)壟斷，產(chǎn)業(yè)鏈中游成為各國(guó)爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)，而我國(guó)主要集中在下游集成應(yīng)用環(huán)節(jié)。

工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上游被全球龍頭企業(yè)壟斷，如日本發(fā)那科（fanuc）工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)和控制系統(tǒng)能自制，且可以享受機(jī)床業(yè)務(wù)中零部件協(xié)同帶來(lái)的規(guī)模效應(yīng)，使得該公司保持了較好的盈利性。產(chǎn)業(yè)鏈中游未形成壟斷局面，為各國(guó)研究的熱點(diǎn)。產(chǎn)業(yè)鏈下游的系統(tǒng)集成商在整個(gè)價(jià)值增值傳遞的過(guò)程中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮橋梁作用。

全球各主要國(guó)家均以機(jī)器人作為重要切入點(diǎn)來(lái)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

從2013年德國(guó)政府推出“工業(yè)4.0戰(zhàn)略”、美國(guó)制定《從互聯(lián)網(wǎng)到機(jī)器人——美國(guó)機(jī)器人路線圖》，到2014－2015年韓國(guó)提出《智能機(jī)器人基本計(jì)劃（2014－2018）》、日本發(fā)布《機(jī)器人新戰(zhàn)略》，再到2016年我國(guó)發(fā)布《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016－2020年）》，全球各主要國(guó)家紛紛以機(jī)器人作為重要切入點(diǎn)來(lái)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

日本通過(guò)增加產(chǎn)、學(xué)、官合作，來(lái)鞏固機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的培育能力，在戰(zhàn)略性推進(jìn)機(jī)器人開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的同時(shí)，打造應(yīng)用機(jī)器人所需的環(huán)境，使機(jī)器人隨處可見(jiàn)。美國(guó)從多方面分析了各類機(jī)器人的發(fā)展路線圖，來(lái)加強(qiáng)其在機(jī)器人技術(shù)方面的地位。德國(guó)構(gòu)建嵌入式制造“智能生產(chǎn)”系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)走向智能化。

韓國(guó)積極推動(dòng)服務(wù)型機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將政策焦點(diǎn)放在擴(kuò)大韓國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)并支持本國(guó)機(jī)器人企業(yè)進(jìn)軍海外市場(chǎng)等方面。我國(guó)旨在實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)器人關(guān)鍵零部件和高端產(chǎn)品的重大突破，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人質(zhì)量可靠性、市場(chǎng)占有率和龍頭企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的大幅提升。

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)高度集中，國(guó)際巨頭的引領(lǐng)和帶動(dòng)作用明顯

工業(yè)機(jī)器人巨頭企業(yè)主要集中在日本、美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，如日本發(fā)那科（FANUC）、安川電機(jī)（Yaskawa）、川崎重工（KawasakiHeavy），德國(guó)庫(kù)卡公司（kuka），瑞士abb公司等。它們?cè)诠I(yè)機(jī)器人領(lǐng)域有著長(zhǎng)期深入的技術(shù)積累，以及緊跟時(shí)代的創(chuàng)新能力，逐漸形成了各具特色的技術(shù)創(chuàng)新路線和產(chǎn)品，并構(gòu)建了核心競(jìng)爭(zhēng)力。德國(guó)工業(yè)機(jī)器人的研究和應(yīng)用在世界上處于地位，韓國(guó)也在不斷發(fā)力。

全球工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈中，以日本發(fā)那科、安川電機(jī)、德國(guó)庫(kù)卡、瑞士ABB等為代表的龍頭企業(yè)在機(jī)器人本體制造、相關(guān)技術(shù)和服務(wù)及系統(tǒng)集成甚至核心零部件等多方面擁有顯著優(yōu)勢(shì)，抓住了產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈上的利潤(rùn)關(guān)鍵點(diǎn)，具備很強(qiáng)的盈利能力。

工業(yè)機(jī)器人核心零部件位于產(chǎn)業(yè)鏈上游，其中日本企業(yè)處于地位，如發(fā)那科、安川電機(jī)等，其產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)展完善，技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)擴(kuò)張均十分活躍。工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵零部件包括精密減速器、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)、控制器等，是價(jià)值鏈中利潤(rùn)關(guān)鍵點(diǎn)，機(jī)器人制造企業(yè)與其上游零部件企業(yè)的關(guān)系呈現(xiàn)出供應(yīng)商壟斷型特殊形態(tài)。工業(yè)機(jī)器人本體設(shè)計(jì)處于產(chǎn)業(yè)鏈中游，技術(shù)門檻較核心零部件低，產(chǎn)業(yè)附加值較系統(tǒng)集成應(yīng)用高，為全球各國(guó)研究的熱點(diǎn)，主要企業(yè)有發(fā)那科、松下、安川電機(jī)、三星等。機(jī)器人控制系統(tǒng)同樣處于產(chǎn)業(yè)鏈中游，也是全球各國(guó)研究的熱點(diǎn)，主要企業(yè)有發(fā)那科、本田、ABB、愛(ài)普生機(jī)器人等。

如發(fā)那科產(chǎn)品系列多達(dá)240種，數(shù)控系統(tǒng)銷售額在全球市場(chǎng)上占50％，在日本國(guó)內(nèi)占70％。安川電機(jī)機(jī)器人產(chǎn)品包含焊接、裝配、噴漆、搬運(yùn)等類型，庫(kù)卡產(chǎn)品包括貨盤堆垛機(jī)器人、龍門架機(jī)器人、凈室機(jī)器人、不銹鋼機(jī)器人、耐高溫機(jī)器人、焊接機(jī)器人等，ABB產(chǎn)品包括多關(guān)節(jié)型機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、噴涂機(jī)器人等。

工業(yè)機(jī)器人國(guó)際巨頭利用知識(shí)產(chǎn)權(quán)為產(chǎn)品保駕護(hù)航。發(fā)那科專利部署的主要區(qū)域是日本、美國(guó)、德國(guó)和中國(guó)，專利申請(qǐng)的主要技術(shù)方向?yàn)闄C(jī)器人手臂、機(jī)器人末端機(jī)構(gòu)和控制單元。ABB專利部署的主要區(qū)域是美國(guó)、歐洲和中國(guó)，專利申請(qǐng)的主要技術(shù)方向?yàn)?u>機(jī)械手和控制單元。

國(guó)內(nèi)企業(yè)接力科研院所，逐漸成為我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新的主力

我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的研究主體早期主要集中在高校和科研院所，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等，但隨著我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，尤其是2013年躍居全球首位以來(lái)，越來(lái)越多的企業(yè)參與其中，以下游的系統(tǒng)集成作為切入點(diǎn)，不斷提升技術(shù)創(chuàng)新能力，逐步開(kāi)展中上游的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，取得了不俗的成績(jī)，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的市場(chǎng)份額也在不斷擴(kuò)大。

在日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求推動(dòng)下，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新的主力逐漸從高校和科研院所轉(zhuǎn)移到企業(yè)。沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司、廣州數(shù)控設(shè)備有限公司、南京埃斯頓自動(dòng)化股份有限公司、安徽埃夫特智能裝備股份有限公司、上海新時(shí)達(dá)電器股份有限公司、廣東拓斯達(dá)科技股份有限公司、哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化股份有限公司、上海沃迪自動(dòng)化裝備股份有限公司是我國(guó)工業(yè)機(jī)器人代表性的企業(yè)。

如沈陽(yáng)新松機(jī)器人是全球機(jī)器人產(chǎn)品線全的廠商之一，也是國(guó)內(nèi)大的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地。產(chǎn)品線涵蓋工業(yè)機(jī)器人、潔凈機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人、特種機(jī)器人及智能服務(wù)機(jī)器人五大系列，在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的專利數(shù)量于2015－2017年達(dá)到頂峰，專利申請(qǐng)的主要技術(shù)方向?yàn)闄C(jī)器人本體和控制單元。

我國(guó)工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)軍企業(yè)的技術(shù)主要來(lái)源于具有較強(qiáng)科研實(shí)力的高校和科研院所。如哈工大機(jī)器人集團(tuán)是由哈爾濱工業(yè)大學(xué)高新技術(shù)園區(qū)建設(shè)發(fā)展形成的，哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化股份有限公司是由哈爾濱工業(yè)大學(xué)及機(jī)器人研究所科研骨干創(chuàng)辦，新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司隸屬中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所。

工業(yè)機(jī)器人正在向智能化、模塊化和系統(tǒng)化方向發(fā)展

工業(yè)機(jī)器人智能化，即讓機(jī)器人有感覺(jué)、有知覺(jué)，能夠迅速、準(zhǔn)確地檢測(cè)及判斷各種復(fù)雜的信息。隨著執(zhí)行與控制、自主學(xué)習(xí)與智能發(fā)育等技術(shù)進(jìn)步，機(jī)器人將從預(yù)編程、示教再現(xiàn)控制、直接控制、遙操作等被操縱作業(yè)模式，逐漸向自主學(xué)習(xí)、自主作業(yè)方向發(fā)展。

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化模塊組裝制造工業(yè)機(jī)器人將成為趨勢(shì)。當(dāng)前，各個(gè)國(guó)家都在研究、開(kāi)發(fā)和發(fā)展組合式機(jī)器人，這種機(jī)器人將由標(biāo)準(zhǔn)化的伺服電機(jī)、傳感器、手臂、手腕與機(jī)身等工業(yè)機(jī)器人組件標(biāo)準(zhǔn)化組合件拼裝制成。

研究新型機(jī)器人結(jié)構(gòu)是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。新型微動(dòng)機(jī)器人結(jié)構(gòu)可以提升工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)精度、改善工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境。研制新型工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)將成為適應(yīng)工作強(qiáng)度高、環(huán)境復(fù)雜作業(yè)的需求。

我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的大部分核心部件為自主研發(fā)和生產(chǎn)，在同類產(chǎn)品中價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，性價(jià)比較高。且供貨周期短，服務(wù)響應(yīng)水平及時(shí)，在金屬形成等領(lǐng)域行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)豐富。但我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域起步較晚，產(chǎn)業(yè)主要在中下游行業(yè)，生產(chǎn)和銷售規(guī)模較小。

整體來(lái)看，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人核心零部件國(guó)產(chǎn)化的趨勢(shì)已經(jīng)開(kāi)始初步顯現(xiàn)，但技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累還需要一定時(shí)間，大多數(shù)企業(yè)還處于小批量生產(chǎn)和推廣應(yīng)用階段。因此，培育具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)，帶動(dòng)中小企業(yè)向“專、精、特、新”方向發(fā)展，形成集群效應(yīng)，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)合力，將是未來(lái)我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展努力的方向。