（论文）重庆发展工业机器人的对策与路径.pdf

孳戾悖 肾2 0 1 3 6 发 展 研 究 重庆发展工业机器人的对策与路径 工业机器人是柔性制造系统 自动化工 厂 计算机集成制造系统的重要 自动化工具 和典型的一体化 数 字化设备 技术附加值 高 广泛应用于汽车零部件 电子电器 化 工 机械 金属加 t等领域 具有巨大市场空 间 在重庆市构建内陆先进制造业基地的重 要阶段 聚焦工业机器人发展 着力推进研 发 应用和市场开发 加快资源整合和项 目 引进 打造高端化 产业化 规模化机器人生 产基地 大有可为 一 国内外工业机器人发展情况与市场 趋 势 吴 涛 一 美日 等 x lk 机器人制造业大国供需快 速增长 安装密度远超全球平均水平 国际上 丁业机器人公司主要分为 日系和欧 系 欧美 国家由于 自身机器人市场需求大 发展 非常迅速 日本工业机器人产业发展经历 了2 0 世纪8 0 年代至9 0 年代 初期 的繁荣鼎盛期 9 0 年 代 中期的低迷期 2 1 世纪以来 的振兴期后 2 0 1 2 年底工业机器人累计安装总量达3 0 万 台 密度 接近3 1 0 台 万制造业工人 数量 密度居世界第 一 总体而言 日本工业机器人产业的 摇篮期 实用期 短暂 进入 普及提高期 时间较快 近 年来 伴随着中国和其他周边国家对工业机器 人需求 的增长 以及 日本本 国早年的工业机器 人进入更新换代年代 日本工业机器人产业继 续保持较快发展势头 美国1 9 6 2 年研制出世界 上第一 台工业机器人 经过近5 0 年的发展 已经 成为世界上的机器人强国 其机器人技术全面 先进 适应性较强 在 国际上一直处于领先地 位 2 1 世纪 美国迈人工业机器人快速发展阶 段 年度新 安装机器人总量超 1 5 0 0 0 台 至2 0 1 2 年累计安装总量近2 0 万台 居世界第二位 安装 密度为1 5 0 台 万制造业工人 德 国引进机器人 时问比英 国和瑞典大约晚五六年 但 国民技术 水平较高 为工业机器人发展 应用创造 了较好 1 6 基础 2 0 世纪7 0 年代 中后期 德 国政府采用积极 行政手段为工业机器人推广 市场拓展开辟了 道路 推动了t业机器人技术的快速发展 至 2 0 1 2 年 德 国工业机器人累计安装总量超过1 6 万台 总数 占世界第三位 仅次于 日本 和美 国 安装密度超2 5 0 台 万制造业t人 法国建立了 完整的科学技术体系 在政府组织项 目中 特别 注重机器人基础技术方面的研究 由工业界支 持开展应用和开发方面的工作 两者相辅相成 使机器人在法国企业界得 以迅速发展和普及 2 0 1 2 年底法 国工业机器人累计安 装台数超4 万 台 安装密度接近 1 5 0 台 万制造业t人 综合分析 近年机器人制造大国的t业机 器人发展呈现 以下新动 向 一是工业机器人性 能不断提高 高速度 高精度高可靠性 便于操 作和维修 单机价格不断下降 二是更加注重 机械结构 向模块化 可重构化发展 三是工业机 器人控制系统向基于p c 机的开放型控制器方 向 发展 倾向于标准化 智能化 网络化 器件集成 度提高 控制柜 13 见小巧 且采用模块化结构 四是虚拟现实技术 在机器人 中的作用 已从 仿 真 预演发展到用于过程控制 二 近年国内工业机器人需求愈加 旺盛 如在 改善劳动条件计划 中规定 对于一些危险 有毒 有 害的工作 岗位 必须以机器人 来代替普通人的劳动 以四 自由度机 器人为例 平均单机 价格 1 9 9 1 年的1 0 3 万 美 元降至1 9 9 7 年的6 5 万美元再降到2 0 1 0 年的3 万 美元以下 发 展 研 究 2 0 1 3 6 哀锗 肾 表1 重点 国家工业机器人产 业发展模 式表 重点国家或地区 日 本 欧洲 美国 特征 各 司其职 分层 特征 一揽子 特征 采购与 面完成交钥匙工程 交钥匙工程 成套 设计 相 结合 内涵 政府制定政策 内涵 机器人 机器人制造商 以开发 的生 产 和用 内涵 美国国 新型机器人及批量生 户所 需要 的 内基 本上 不 产为主要 目标 其子公 系统设 计 制 生产普 通 的 司 或 社 会 工 程 公 司 设 造 全 部 由 机 工业 机器 人 发 计制造各行业所需要 器人 制造 厂 企业需 要 的 展 的机器人成套系统 并 商自己完成 机 器人 通 常 模 式 完成交钥匙 工程 内 由工程 公 司 涵 政府制定政策 机 进 口 再 自行 器 人 制 造 商 以 开 发 新 设 计 制 造 配 型机 器人及 批量生产 套 的外 围设 为主要 目标 其子公司 备 完成交钥 或社会工程公 司设计 匙工程 制造 各行业 所需要 的 机器人成套系统 并完 成交钥匙工程 呈现快速增长 区域集中 外资主导等特征 长期以来 由于我国人 口众多 劳动力价格 低廉 生产技术水平又相对落后 工业机器人应 用受到 了很大限制 2 0 0 0 年后 随着 国内企业技 术水平 的不断提高 特别是汽车业 的快速发展 工 业机 器人应 用情 况发 生 了相 当大 的变 化 2 0 0 5 年点焊 弧焊 喷漆 注塑 装配 搬运 冲压 等各类机器人安装量 已近7 0 0 0 台 2 0 1 2 年我 国 工业机器人安装累计达1 0 万台 近三年年均增 长率超4 8 国内对工业机器人 的需求持续旺 盛 呈现以下主要特征 一是国内汽车业高速发 展有力促进 了工业机器人市场 的发展 成为助 推增长的主要原动力 二是沿海经济发达地区 是工业机器人的主要市场 广东 江苏 上海 北 京等地工业机器人拥有量 占全国的一半 以上 三是外商独资企业 中外合资企业是 目前工业 机器人的主要用户 四是为提高产品竞争力 国 内一些现代化水平 比较高的企业开始越来越多 地应用工业机器人 特别是自主品牌汽车厂商 军工企业 船舶 铁路机车制造等行业企业更加 广泛而迅速地安装工业机器人 五是劳动力供 应格局发生重大转变 成本不断提高 成为工业 机器人进入企业 快速发展的重要契机和推动 力 六是 国外机器人公司紧紧抓住我国市场壮 大的战略机遇期 大规模抢 占市场份额 并处于 产品价值链高端位置 国内工业机器人企业发 展受到较大冲击 三 全球 工业机 器人 市场潜力诱人 我 国 及 亚洲市场将成为最重要增长点 国际机器人工业联合会 i f r 数据显示 2 0 1 2 年全球新装机器人超 1 8 万台 增长近1 0 其 中亚洲市场新增 的安装量超过9 9 万台 占全 球增量的一半 而我国工业机器人新增安装 占 到亚洲的近三成 超过2 6 万台 增长近2 0 i f r 日前预测 2 0 1 5 年我 国将成 为全球最大工业机 器人市场 销量将达3 5 万部 较2 0 1 1 年增长约 6 0 占全球 总销量的1 7 2 0 1 5 年亚洲新增 工业机 器人将达 1 2 万 台 预计 占全球 总量 的 5 6 成为全球重要增长点 据专家分析 国内 若要达到如德国或 日 本的机器人密度 未来数 年还需新装 1 5 0 万台机器人 预计整个 十二五 期间 我国工业机器人市场需求将呈井喷式发 展 年均市场规模将在4 0 亿元以上 综合而言 随着工业机器人产业 向更专业化 更高精度和 速度 更具模拟性 更 易灵活控制 更 自动化方 向发展 适用性更强 其市场前景更为看好 潜 力巨大 二 重庆市发展工业机器人的基础条件与 制约因素 一 发展工业机器人的基础条件 认真分析先进制造发展经验 重庆市具备 推动工业机器人产业茁壮发展 的良好条件 第 一 重庆市正处于加快推进新型工业化阶段 优 化空间布局 打造机器人先进产业基地具备 内 在动力支撑 同时作为全市先进制造业 的重要 延伸 将获得各层面的有力支持 第二 国内国 际广阔的市场需求支撑较足 特别是重庆汽摩 电子信息等支柱产业对工业机器人的需求将保 持较快增长 第三 十二五 期间国家和全市层 面支持攻克一批智能化高端装备 支持打造一 批高技术产值超过百亿元的核心企业 重点培 育发展机器人新兴产业 产业政策有一定支撑 第四 以中科院重庆绿色智能技术研究院及其 与三一集团 世纪创业城建公司 重庆科技风投 联合会表示 2 0 0 6 年中国汽车工业每1 万名雇员平均拥有机 器人3 7 部 2 0 1 0 年 已增加到1 0 5 部 在工业机器 5 0 年发展 史 上 没有第二个国家在自动化方面发展得如此迅猛 1 7 章戾衍 肾2 0 1 3 6 发 展 研 究 表2 部分 国家年度新增工业机器人情况表 国 家 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 5 预计 美洲 1 7 1 1 4 2 6 2 2 7 3 5 1 0 0 北美 加拿大 墨西哥 美国 1 6 3 5 6 2 4 3 4 1 3 1 0 0 0 中美 南美 7 5 8 1 8 8 6 4 1 0 0 亚洲 澳大利亚 6 9 8 3 3 8 8 6 9 8 1 1 6 7 0 0 中国 1 4 9 7 6 2 2 5 7 7 3 5 0 0 0 印度 7 7 6 1 5 4 7 3 5 0 0 日本 2 1 9 0 3 2 7 8 9 4 3 5 0 0 0 韩国 2 3 5 0 8 2 5 5 3 6 2 5 0 0 0 台湾 3 2 9 0 3 6 8 8 5 5 0 0 欧洲 2 o 4 8 3 4 3 8 2 6 4 7 2 0 0 法 国 2 0 4 9 3 0 5 8 3 5 0 0 德 国 1 4 0 6 1 1 9 5 3 3 2 0 o 0 0 意大利 4 5 l 7 5 0 9 1 4 9 0 0 西班牙 1 8 9 7 3 0 9 1 3 0 0 0 英 国 8 7 8 l 5 l 4 2 2 0 0 非洲 2 5 9 3 2 3 5 0 0 合计 1 2 0 5 8 5 1 6 6 0 2 8 2 0 7 5 0 0 数据 来源 i f r官网 图 1世界各国主要行业对 工业机器 人的需求分布 图 共同发起成立了创新联盟 具有 良好的机器人 产品创新和产业发展基础 第五 欧美和 日本著 名的安川电机 那智不二越 川崎重工等工业机 器人厂家均试图在国内设厂 将产能转向内地 工业机器人项目招商恰逢其时 依托两江新区 中日 韩产业园打造机器人基地 具备有利条件 第六 重点院校 科研 院所积极培养 储备相关 专业人才 提供了人力资源支持 二 主要面临制约 因素 应看到 制约重庆市工业机器人产业快速 发展的问题依然突出 主要体现在以下七个方 l 8 面 其一 国家在产业发展方面的整体规划 尚不 清晰 由上至下尚未形成较为统一的发展思路 及路径 发展机器人产业的路线 尚存变数 我市 亦 尚未为 出台完整 的机器人产业规划及发展线 路图 其二 政府给予的政策和支持力度不够 特别是国家鼓励工业机器人产品研发方面的政 策很少 重庆市也 尚未出台系统完整的支持工 业机器人发展的政策体系和扶持办法 其三 国 内工业机器人处于无统一标准 低水平重复研 究 阶段 我市工业机器人产业处于起步初创期 基础十分薄弱 其四 整体而言 国内机器人产 业基础技术体系的普及 共享及高端技术 的研 究不够 对发展工业机器人产业 的支撑不足 其 五 全市范围内工业机器人产业 尚无大规模集 成商 目 前存在的企业竞争力不强 亟待引进 培育大型龙头企业 其六 精加工制造基础较为 薄弱 基础零部件制造能力差 就国内企业而 言 无论从质量 产品系列方 面 还是批量化供 给方面都与 国外产品有较大差距 因此 关键部 件依靠进口 受外部制约 成本居高不下 其七 我市工业机器人企业 尚未形成品牌及效应 缺 乏市场认知度 面临国外 品牌 的多重竞争压力 综合而言 着力打造工业机器人制造业基地 急 需设计契合实际的正确路径 加大产业发展扶 持力度 三 发展工业机器人的方 向 重点及路径 发展工业机器人产业 应 以汽车 电子产业 重点产业需求为突破点 遵循市场规律 按照 引进一 消化一 吸收一 再创新 的路径 以 整机 配 套 整合模式 以 招商 培育 双源动力 促动工 业机器人 标准 研发 测试 制造 服务 全产业 链发展 形成产业集群 塑造 比较优势 发展突破点 立足重庆汽车 电子信息 产业两个万亿级产业集群构建 围绕重点汽 车及零部件制造业商 笔 电企业 集成电路制造 商 家电制造商等企业具体需求 针对性引进 培育具有相应竞争优势产品的工业机器人制造 龙头企业和核心部件制造商 发展重点 基于上述产业需求 特征 在 产业初创阶段 工业机器人产业的发展重点应 从世界各国工业机器人需求分布看 汽车及零部件 金属制品 及电子信息工业对 x lk 机 器人的需求量 占全部需求的比重超过 7 6 因此 当前工业机器人厂商的重点用户应在上述行业 孳度锗 肾2 0 1 3 6 发 展 研 究 持以及发改委 工信部 科技部等国家部委专项 投资补助 贷款贴息支持 五是积极争取工业机 器人产业享受与 中西部地区外商投资优势产 业目录 2 0 1 3 年修订 同等的税收优惠政策 二 把握市场需求 集中突破重点产品 加 快工业机器人产业化基地建设 一 是紧紧把握 以市场需求为导 向 围绕汽 车 电子信息 装备制造等核心产业对工业机器 人的应用需要 出台具体政策 整合主要技术力 量和资金重点抓住 2 3 种工业机器人重点产品 集中突破 形成规模应用和总体技术的突破 二 是抓住 国际产业和研发转移机遇 充分运用 国 际和国内两个市场 两种资源 加强国际合作 重点推进焊接 涂装 搬运等组装机器人 自动 引导车机器人以及液晶 等离子面板搬送机器 人 直角坐标机器人等整机项 目招商引资 目标 主要以 日韩系为主 依托 中日韩产业 园建设 加 快与 日本安川 发那科 川崎重工 那智不二越 等制造商对接 三是深化 整机 配套 垂直整合 模式 依靠整机带动机器人相关零部件生产企 业 的积极性和配套生产能力 重点突破 电机驱 动器 高精密减速器 机器人专用多轴控制器等 关键器件的生产制造技术 实现重要零部件本 地化配套 四是设立机器人产业发展基金 引入 风险投资企业 选择具有一定研发实力的国内 企业作 为机器人产业化资助重点对象 在引进 技术的同时 注重消化吸收和再创新 同时 加 强政策引导 合理调配科研资源 以中科 院绿色 智能研究院为载体 优化科研资源的空间布局 促进技术集聚 集 中优势力量 攻克核心技术和 关键共性技术 尽快改变关键元器件主要依赖 进 口的局面 大幅降低机器人成本 三 加快出台助推政策举措 着力开拓 培 育和 引导工业机 器人 区域 市场 一 是加大区域市场培育力度 积极争取市 财政支持 对汽摩 笔电 装备 金属加工等相关 企业采购指定类型工业机器人给予补贴 二是 对工作环境危险恶劣 容易导致工伤事故和职 业病的行业和特殊工种 如喷漆 铸造 冲压 有 毒有害工种等 率先强制采用工业机器人试点 政策 在保护工人身心安全的同时增加工业机 器人需求数量 并适时推动在全市范围的推广 三是通过政策杠杆助推企业围绕客户需求 以 拓展应用 优化服务 延伸产业链为 目标 积极 研发应用技术和服务技术 创新服务模式 促进 新的商业模式形成 培育工业机器人消费市场 四是搭建机器人产业信息平 台 特别是为新建 汽车 电子企业提供定