《机器人产业发展规划(2016-2020年)》解读

《机器人产业发展规划(2016-2020年)》(以下简称《规划》)于2016年4月27日由工信部联合发展改革委、财政部正式印发。《规划》一经发布,就引起了社会各界高度关注和热议。为此,中国机器人产业联盟针对《规划》提出的“两突破”、“三提升”指导思想、总体发展目标、五项主要任务等7个方面组织编写了系列解读,分别登载于《中国机器人产业联盟简讯》2016第二、第三期,以期对社会各界进一步了解《规划》、行业内外把握和贯彻实施《规划》有所帮助。



《规划》综合考虑国内外机器人产业现状及未来发展趋势,针对机器人全产业链上的瓶颈和问题,提出了总体发展目标:“形成较为完善的机器人产业体系。技术创新能力和国际竞争能力明显增强,产品性能和质量达到国际同类水平,关键零部件取得重大突破,基本满足市场需求。”并从“产业规模持续增长、技术水平显著提升、关键零部件取得重大突破、集成应用取得显著成效”四个方面提出了具体目标。规划目标是引导和促进规划实施的重要手段,是推动规划落实的重要方向。下面分别阐述这四方面目标提出的原因及内涵。


规模化是产业发展的必由之路


规模化、集群化是现代产业发展的趋势,是发展战略性新兴产业的必由之路。规模化发展能够实现产品的统一和标准化,降低单位成本,有利于管理人员和工程技术人员的专业化,有利于新产品开发。


我国开展机器人研发并不晚,早在20世纪70年代就已开展相关研究,先后经历了80、90年代的原型和示范阶段,国内很多大学和研究机构开展了大量研究工作,取得了丰富成果。但由于当时我国工业化进程和市场需求等因素尚未达到机器人发展所需阶段,产业化与应用进展缓慢,远未到达规模化生产的程度。


2010年以后,在工业转型升级等市场需求的拉动下和各项政策措施的鼓励下,我国机器人产业开始加速发展。据中国机器人产业联盟统计,2010-2015年我国工业机器人市场销量以年均35.5%的速度增长,2015年销量达到6.8万台。


虽然我国的机器人产业在不断的发展进步中,但就规模化程度来看,与国际同行相比差距依旧明显,2015年我国自主品牌工业机器人年销量约为2.2万台,仅相当于全球工业机器人四大家中一家企业的年销量。


从市场占有率来看,其差距则更大。今年年初,工信部对全国机器人产业情况进行了摸底调查,初步统计,我国涉及机器人生产的企业约800多家,其中200多家是机器人本体制造企业,但大部分企业以组装和代加工为主,产品主要集中在三轴、四轴的中低端机器人,高端产品依赖进口。


同时,中国机器人产业联盟统计数据显示,2013年、2014年和2015年我国多关节机器人年销量占我国自主品牌工业机器人的比重分别为22.1%、21.0%和27.4%,均不足三成。


未来五年,我国机器人产业发展的目标便是提高产业化能力、提升市场占有率,并在中高端产品方面实现突破。工业机器人方面,六轴及以上工业机器人产品的规模化、产业化能力的提高是重中之重,从产业发展规律和市场需求情况来看,到“十三五”末,我国自主品牌工业机器人年产量将达到10万台,其中六轴及以上工业机器人年产量约占一半左右;


服务机器人受到技术水平的限制,总体上还处于产业化初期,但未来五年预计将在助老助残、医疗健康等领域实现小批量生产及应用,并在教育、娱乐、安防、救灾等领域使服务机器人实现商业化,按照目前的规模和发展速度来看,到“十三五”末我国服务机器人产业规模有望超过300亿元。


同时,目前我国机器人企业规模普遍较小,逾90%的企业年产值在1亿元以下,龙头企业规模也不到20亿元,同国际机器人四大家百亿元的营业收入相比差距较大,难以支撑产业未来规模化的发展目标。因此,培育具有国际竞争力的龙头企业,带动中小企业向“专、精、特、新”方向发展,形成集群效应,增强产业竞争合力,是未来五年我国机器人产业发展的首要目标和方向。


技术提升是产业发展的核心所在


技术创新是机器人产业发展的重点任务之一,强化产业创新能力的根本目的是提升产业国际竞争力、更好地满足日益增长的市场需求。


近些年来,在“十五”、“十一五”攻关计划和863计划等科技计划的支持下,尤其是在制造业转型升级市场需求的拉动下,我国自主品牌机器人发展迅速,在技术攻关和设计水平上有了长足的进步。工业机器人方面,已基本掌握设计、制造、应用过程中的多项关键技术,开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、喷漆等工业机器人。服务机器人近年来也开始起步,随着各项技术的突破,水下机器人、极地科考机器人、核工业机器人、救援救灾机器人、手术机器人、清洁机器人、模型无人机等各类自主研发产品开始不断涌现。


但总体来看,我国自主品牌机器人同国外先进水平还存在一定差距,其中工业机器人在速度、载荷、精度、自重比等方面相对落后,服务机器人在关键技术及前沿技术研究上仍较落后,概念性产品较多、产业化产品很少,多数功能处于研发或实验室阶段。


随着制造业对工业机器人应用的不断扩展,为更好参与未来的市场竞争,我国自主品牌工业机器人亟须满足高速度、高精度、重载荷、智能化、多机协调等要求,以适应更加复杂、精细、快节拍的作业,争取到“十三五”末主要技术指标达到国外同类产品水平;我国自主品牌服务机器人应重点突破人机协同与安全、信息技术融合、生机电感知与融合等关键技术,提升医疗健康、家庭服务、反恐防暴、救灾救援、科学研究等领域服务机器人技术水平,使其接近国际水平。只有如此,我国机器人产业才能在未来五年实现更好更快的发展。


此外,随着制造业智能化的全面推进,传统机器人所能完成的工作范围,无法适应新的制造方式和商业模式,新一代机器人将在数字化车间、智能工厂中扮演更为重要的角色,未来应用空间将更加广阔。在新一代机器人领域,我国与发达国家差距并不大,我国更应该把握这个机遇,重点开展人工智能、机器人深度学习等基础前沿技术研究,突破机器人通用控制软件平台、人机共存、安全控制、高集成一体化关节、灵巧手等核心技术,实现智能机器人创新应用。


关键零部件是产业发展的基础


关键零部件是机器人产业发展的基础,是决定机器人质量、性能的关键所在。我国在机器人关键零部件研发方面取得了一定的成绩,研制出了交、直流伺服电机及驱动系统、光电编码器、滚珠丝杠、液压元部件、谐波减速器等关键零部件。


但总体而言,我国机器人关键零部件的研发和制造能力还比较薄弱、技术水平较低、性能质量不高,并成为一直以来制约我国机器人产业发展的短板问题。


减速器、伺服电机及驱动器、控制器等关键部件约占多关节工业机器人成本的70%左右,目前我国工业机器人所需精密减速器、伺服电机及驱动器等关键部件大量依赖进口,特别是性能可靠的精密减速器、高精度传感器等,国内能够提供规模化生产的企业还很少。


虽然一些企业已经实现了部分关键部件的国产化,但在批量生产时的性能稳定性、质量可靠性方面还有待提升,这一问题如得不到解决,一方面会阻碍国产机器人整体质量、性能的提高;另一方面,进口关键部件使我国工业机器人的成本居高不下,影响产品市场竞争力,并面临产业空心化风险。若能够在关键零部件方面尽快取得突破,将大大降低机器人生产成本,提高用户认可度,迅速占领市场。


因此,《规划》提出在“十三五”期间,要在机器人用精密减速器、伺服电机及驱动器、控制器方面取得重大突破,使其性能、精度、可靠性达到国外同类产品水平,并要在六轴及以上工业机器人中实现批量应用,市场占有率达到50%以上。


集成应用是产业发展的重点环节


技术应用与社会需求相结合是推动机器人产业快速发展的重要因素,促进集成应用的发展是推动机器人产业化的重点环节。从全球范围来看,工业机器人系统集成商大多专注于机器人普及率高、目前系统集成需求最大的汽车行业,通常与汽车厂商有长期合作关系。这些企业通常在对该行业工艺的研究方面具有很强的竞争优势,例如杜尔在汽车涂装生产线集成方面具有非常强的竞争优势,柯马在汽车焊装生产线集成方面长期占据全球领先地位。


与国外同行相比,国内集成商虽然发展时间较短,企业规模相对较小,在汽车等机器人高端应用领域无法与国外集成商抗衡,但是国内集成商也拥有许多本土的比较优势,包括渠道优势、价格优势、工程师红利等。同时,国内集成商更熟悉下游应用行业,特别是汽车以外的制造业,能够更多针对用户的工艺和生产设施,提出更加简化、简易的自动化方案,采用简捷的自动化设备,实现用户自动化需求。


随着市场对机器人认可度的不断提高以及机器人应用工艺水平的提升,机器人应用正从汽车行业向其他领域延伸,特别是量大面广的制造业将为机器人带来更加广阔的市场,未来3C、物流、食品加工等行业对机器人的需求都会较快增长,机器人的大规模应用将为国内系统集成商带来发展机遇。


“十三五”期间,我国机器人产业要把握机遇,充分发挥本土服务优势,把握下游用户的需求特点,增强整体解决方案的提供能力,从典型领域示范应用着手,总结成功经验并加以推广,形成示范效应,实现机器人在重点行业的规模化应用,争取到“十三五”末制造业每万名工人机器人拥有量达到150以上。



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