工業(yè)機(jī)器人是智能制造業(yè)最具代表性的裝備。日本、美國(guó)、德國(guó)和韓國(guó)是工業(yè)機(jī)器人強(qiáng)國(guó)。日本號(hào)稱“機(jī)器人王國(guó)”，在工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)、出口和使用方面都居世界榜首；日本工業(yè)機(jī)器人的裝備量約占世界工業(yè)機(jī)器人裝備量的60%。
美國(guó)是機(jī)器人的發(fā)源地，早在1962年就研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，盡管美國(guó)在機(jī)器人發(fā)展史上走過(guò)一條重視理論研究、忽視應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究的曲折道路，但是美國(guó)的機(jī)器人技術(shù)在國(guó)際上仍一直處于領(lǐng)先地位，其技術(shù)全面、先進(jìn)，適應(yīng)性也很強(qiáng)。
德國(guó)工業(yè)機(jī)器人的總數(shù)占世界第三位，僅次于日本和美國(guó)；德國(guó)工業(yè)機(jī)器人的研究和應(yīng)用在世界上處于領(lǐng)先地位。
韓國(guó)是工業(yè)機(jī)器人的后起之秀，于20世紀(jì)80年代末開(kāi)始大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，在政府的資助和引導(dǎo)下，韓國(guó)近幾年來(lái)已躋身機(jī)器人強(qiáng)國(guó)之列。
與此同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的全球知名生產(chǎn)廠商也主要集中在以日、美、德等為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家，如瑞典ABB，日本的發(fā)那科（FANUC）、安川電機(jī)（YASKAWA），德國(guó)的庫(kù)卡（KUKA）、美國(guó)American Robot和意大利柯馬（COMAU）等，這些廠商生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人已成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在全球得到廣泛應(yīng)用。
圖表1：全球機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
資料來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理
根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）統(tǒng)計(jì)，國(guó)際工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)于2010年開(kāi)始恢復(fù)性增長(zhǎng)。從全球范圍來(lái)講，由于金融危機(jī)的影響，2009年運(yùn)行中的工業(yè)機(jī)器人比2008年下降了0.5%。2010年，全世界新安裝的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量逐步接近2005-2008年的高峰期，共供應(yīng)了12.1萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，這就意味著工業(yè)機(jī)器人的全球銷售量與不景氣的2009年相比幾乎翻倍。
最新數(shù)據(jù)顯示，2016年全球工業(yè)機(jī)器人銷量約29.4萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)16%，預(yù)計(jì)2017年在34.6萬(wàn)臺(tái)左右；2016年全球工業(yè)機(jī)器人銷售額首次突破132億美元，預(yù)計(jì)2017年可達(dá)147億美元。
圖表2：2010-2017年全球工業(yè)機(jī)器人發(fā)展規(guī)模（單位：萬(wàn)臺(tái)，億美元）
資料來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理
未來(lái)全球工業(yè)機(jī)器人趨勢(shì)前景預(yù)測(cè)
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院分析認(rèn)為，工業(yè)大國(guó)提出機(jī)器人產(chǎn)業(yè)政策，如德國(guó)工業(yè)4.0、日本機(jī)器人新戰(zhàn)略、美國(guó)先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃、中國(guó)大陸十三五規(guī)劃與《中國(guó)制造2025》等國(guó)家級(jí)政策，皆納入機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展為重要內(nèi)涵，將促使工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)，IFR預(yù)計(jì)到2025年全球工業(yè)機(jī)器人銷量將達(dá)到85萬(wàn)臺(tái)。
圖表3：2017-2025年全球工業(yè)機(jī)器人銷量預(yù)測(cè)（單位：臺(tái)，%）
資料來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2018-2023年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃和企業(yè)戰(zhàn)略咨詢報(bào)告》認(rèn)為，未來(lái)全球工業(yè)機(jī)器人主要有以下四大趨勢(shì)：
1）機(jī)器人與信息技術(shù)深入融合
大數(shù)據(jù)和云存儲(chǔ)技術(shù)使得機(jī)器人逐步成為物聯(lián)網(wǎng)的終端和節(jié)點(diǎn)。信息技術(shù)的快速發(fā)展將工業(yè)機(jī)器人與網(wǎng)絡(luò)融合，組成復(fù)雜性強(qiáng)的生產(chǎn)系統(tǒng)，各種算法如蟻群算法、免疫算法等可以逐步應(yīng)用于機(jī)器人應(yīng)用中，使其具有類人的學(xué)習(xí)能力，多臺(tái)機(jī)器人協(xié)同技術(shù)使一套生產(chǎn)解決方案成為可能。
2）機(jī)器人產(chǎn)品易用性與穩(wěn)定性提升
隨著機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)、集成一體化關(guān)節(jié)、自組裝與自修復(fù)等技術(shù)的改善，機(jī)器人的易用性與穩(wěn)定性不斷被提高。
一是機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從較為成熟的汽車、電子產(chǎn)業(yè)延展至食品、醫(yī)療、化工等更廣泛的制造領(lǐng)域，服務(wù)領(lǐng)域和服務(wù)對(duì)象不斷增加，機(jī)器人本體向體積小、應(yīng)用廣的特點(diǎn)發(fā)展。
二是機(jī)器人成本快速下降。機(jī)器人技術(shù)和工藝日趨成熟，機(jī)器人初期投資相較于傳統(tǒng)專用設(shè)備的價(jià)格差距縮小，在個(gè)性化程度高、工藝和流程繁瑣的產(chǎn)品制造中替代傳統(tǒng)專用設(shè)備具有更高的經(jīng)濟(jì)效率。
三是人機(jī)關(guān)系發(fā)生深刻改變。例如，工人和機(jī)器人共同完成目標(biāo)時(shí)，機(jī)器人能夠通過(guò)簡(jiǎn)易的感應(yīng)方式理解人類語(yǔ)言、圖形、身體指令，利用其模塊化的插頭和生產(chǎn)組件，免除工人復(fù)雜的操作。現(xiàn)有階段的人機(jī)協(xié)作存在較大的安全問(wèn)題，盡管具有視覺(jué)和先進(jìn)傳感器的輕型工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，但是目前仍然缺乏可靠安全的工業(yè)機(jī)器人協(xié)作的技術(shù)規(guī)范。
3）機(jī)器人向模塊化、智能化和系統(tǒng)化方向發(fā)展
目前全球推出的機(jī)器人產(chǎn)品向模塊化、智能化和系統(tǒng)化方向發(fā)展。
第一，模塊化改變了傳統(tǒng)機(jī)器人的構(gòu)型僅能適用有限范圍的問(wèn)題，工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)更趨向采用組合式、模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路，重構(gòu)模塊化幫助用戶解決產(chǎn)品品種、規(guī)格與設(shè)計(jì)制造周期和生產(chǎn)成本之間的矛盾。例如，關(guān)節(jié)模塊中伺服電機(jī)、減速機(jī)和檢測(cè)系統(tǒng)的三位一體化，由關(guān)節(jié)、連桿模塊重組的方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)。
第二，機(jī)器人產(chǎn)品向智能化發(fā)展的過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向開(kāi)放性控制系統(tǒng)集成方向發(fā)展，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)向非結(jié)構(gòu)化、多移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)改變，機(jī)器人協(xié)作已經(jīng)不僅是控制的協(xié)調(diào)，而是機(jī)器人系統(tǒng)的組織與控制方式的協(xié)調(diào)。
第三，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)不斷延伸，目前的機(jī)器人產(chǎn)品正在嵌入工程機(jī)械、食品機(jī)械、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、醫(yī)療器械等傳統(tǒng)裝備之中。
4）新型智能機(jī)器人市場(chǎng)需求增加
新型智能機(jī)器人，尤其是具有智能性、靈活性、合作性和適應(yīng)性的機(jī)器人需求持續(xù)增長(zhǎng)。
第一，下一代智能機(jī)器人的精細(xì)作業(yè)能力被進(jìn)一步提升，對(duì)外界的適應(yīng)感知能力不斷增強(qiáng)。在機(jī)器人精細(xì)作業(yè)能力方面，波士頓咨詢集團(tuán)調(diào)查顯示，最近進(jìn)入工廠和實(shí)驗(yàn)室的機(jī)器人具有明顯不同的特質(zhì)，它們能夠完成精細(xì)化的工作內(nèi)容，如組裝微小的零部件，預(yù)先設(shè)定程序的機(jī)器人不再需要專家的監(jiān)控。
第二，市場(chǎng)對(duì)機(jī)器人靈活性方面的需求不斷提高。雷諾使用了一批29公斤的擰螺絲機(jī)器人，它們?cè)趦H有的1.3米長(zhǎng)機(jī)械臂中嵌入6個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭的機(jī)器臂均能靈活操作。
第三，機(jī)器人與人協(xié)作能力的要求不斷增強(qiáng)。未來(lái)機(jī)器人能夠靠近工人執(zhí)行任務(wù)，新一代智能機(jī)器人采用聲吶、攝像頭或者其他技術(shù)感知工作環(huán)境是否有人，如有碰撞可能它們會(huì)減慢速度或者停止運(yùn)作。
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