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《全球生产自动化加速：制造业机器人密度提升》

  • 来源专题：数控机床——战略政策
  • 编译者： 杨芳
  • 发布时间：2018-06-21

  • 据国际机器人联合会2018年2月发布的消息，全球生产自动化正在加速发展：2016年每1万名制造业员工中使用机器人的数量为74台，即制造业机器人密度的平均值为74台/万人(2015年该平均值为66台/万人)。按照地区划分，欧洲制造业机器人平均密度为99台/万人，美洲为84台/万人，亚洲为63台/万人。目前全球自动化水平最高的10个国家/地区分别是：韩国、新加坡、德国、日本、瑞典、丹麦、美国、意大利、比利时和中国台湾地区。
    　　国际机器人联合会主席Junji Tsuda说：“机器人密度是一个很好的比较标准，方便比较各国制造业自动化程度的差异”，“由于近年来亚洲机器人的设备需求数量大增，该地区的增长率最高。在2010年至2016年间，亚洲机器人密度的年均增长率为9%，美洲为7%，欧洲为5%”。
    　　图1和图2是主要国家/地区制造业机器人密度情况(图1高于世界平均水平，图2低于世界平均水平)。
    　　
    　　图1 主要国家/地区制造业机器人密度情况(高于世界平均水平)(单位：台/万人)
    　　资料来源：国际机器人联合会(IFR)
    　　
    　　图2 主要国家/地区制造业机器人密度情况(低于世界平均水平)(单位：台/万人)
    　　资料来源：国际机器人联合会(IFR)
    　　亚洲
    　　据羿戓制造所了解，全球工业机器人增长的主要动能来自亚洲，亚洲地区工业机器人应用大国有：韩国、新加坡、日本、中国(含中国台湾)，其中韩国、中国大陆地区工业机器人需求强劲。
    　　中国机器人密度的发展是世界上最有活力的。由于机器人销量的显著增长，特别是在2013至2016年间，中国制造业机器人密度从2013年的25台/万人增加到2016年的68台/万人，位居全球第23位。中国政府打算在2020之前使中国成为全球前10大自动化程度最高的国家之一，为此，到2020年中国制造业机器人密度将提高到150台/万人。此外，中国的目标是2020年销售10万国产工业机器人(2017年中国机器人供应商销售2.7万台，国外机器人供应商销售6万台)。
    　　在世界范围内，韩国是迄今为止制造业机器人密度最高的国家——该国自2010以来一直处于领先地位。韩国机器人密度超过全球平均水平的八倍(达到631台/万人)。这种高增长率是大量安装机器人的结果，特别是在电气/电子工业和汽车工业中大量使用机器人。
    　　新加坡排名全球第二位，2016年制造业机器人密度为488台/万人。在新加坡，约有90%的机器人应用于电子工业。
    　　日本排名第四位，2016年制造业机器人密度是303台/万人，仅次于德国。日本是全球著名的机器人制造大国，2016年生产机器人15.3万台，创历史新纪录，约占2016年全球机器人供应量的52%。
    　　北美
    　　2016年美国制造业机器人密度显著增加到189台/万人，排名全球第七位。自2010年以来，国内生产设施现代化推动了美国的机器人销售。这种增长的主要动力是持续的生产自动化趋势，旨在加强美国工业在全球市场上的地位，并将制造业保持在国内，并在某些情况下再带回海外的制造业市场。汽车行业作为工业机器人的主要客户，仍占据着主导地位，2016年销售额约占总销售额的52%。美国的机器人销售额将在2017年至2020年间持续增长，平均每年至少增长15%。
    　　加拿大制造业机器人密度也呈现上升趋势，2016年达到145台/万人(排名全球第13位)，增长的动力主要来自于汽车行业。
    　　墨西哥是汽车制造商和汽车零部件供应商的主要生产中心，向美国和越来越多的南美国家出口。墨西哥的汽车行业是机器人的主要客户，2016年汽车行业使用机器人的份额占比为81%。目前，墨西哥制造业机器人密度为31台/万人，仍远低于全球平均水平，排名第31位。
    　　欧洲
    　　欧洲自动化程度最高的国家是德国，制造业机器人密度全球排名第三，为309台/万人。2016年德国工业机器人的年供应量和运营存量分别占欧洲机器人总销售量的36%和41%。2018-2020年，德国机器人年度供应量每年平均会继续增长至少5%，增长的主要驱动力还是基于一般工业和汽车行业对机器人的需求增加。
    　　法国制造业机器人密度为132台/万人(全球排名第18)，远高于世界平均水平，但与其他欧盟国家相比相对较弱。欧盟成员国如瑞典(223台/万人)、丹麦(211台/万人)、意大利(185台/万人)和西班牙(160台/万人)均高于法国。但在新政府的领导下，法国正在恢复制造业的竞争力，这在一定程度上可能会推动未来几年安装新机器人的速度。2017年，法国的机器人设备数量预计将增加约10%，2018-2020年，年均增长率可能在5%到10%之间。
    　　作为唯一的G7国家，英国制造业机器人密度低于全球平均水平，只有71台/万人，排名第22位。为了提高现代化和生产力，一般工业急需加大机器人的需求投资。较低的机器人密度表明了这一事实。尽管决定离开欧盟，但目前有许多关于外国和当地汽车公司扩能和现代化的投资计划。目前尚不清楚的是公司是否会因关税方面的不确定性而收回投资。
    　　东欧国家斯洛文尼亚(137台/万人，排名第16)和斯洛伐克(135台/万人，全球排名第17)，两者的机器人密度都高于瑞士(128台/万人，排名第19)。捷克共和国(排名第20位，101台/万人)。捷克共和国和斯洛伐克的机器人销量主要取决于汽车行业的需求。斯洛文尼亚是巴尔干地区中最成功的一个，主要用于汽车行业的机器人占总量的60%。

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    • 从市场规模来看，目前，中国已经连续多年成为全球工业机器人第一大市场，占全球工业机器人销量的30%，而且保持高速增长。 　　伴随着劳动力成本上升和经济结构的转型升级，中国制造业的转型升级也在稳步推进，“机器换人”成为近年来制造业的新现象。从市场规模来看，目前，中国已经连续多年成为全球工业机器人第一大市场，占全球工业机器人销量的30%，而且保持高速增长。 　　然而，中国工业机器人制造业的竞争力仍然较弱，尤其在核心零部件上处于劣势。不过，随着中国相关企业和机构加大研发投入，在部分核心零部件领域取得了突破，工业机器人的部分核心零部件国产化替代正在加速，一些地区已形成一定规模的机器人产业集群。与人工智能技术紧密融合的新一代机器人产业也正在为中国机器人产业提供了赶超机遇。 　　 　　导读 　　哈尔滨工业大学教授、机器人研究所所长赵杰指出，经济型低成本的工业机器人提升了国产机器人占新增装机的比例，2016年中国自主品牌的工业机器人的销售已经接近3万台，比2015年增长了近30%。此外，自主品牌机器人系统集成方面还成功实现了在焊装领域的应用，中国自主研发的汽车车身柔性焊装的自动生产线打破了这一高端领域由国外公司垄断的局面。 　　连续多年来，中国一直是工业机器人增长最为迅速的市场之一。随着产业的转型升级与人口红利的消减，近5年来的年均增长率高达28%。中国已经连续五年成为全球头号工业机器人应用市场，今年中国机器人市场规模预计将突破60亿美元。 　　中国无疑也成为各国机器人巨头争相抢滩的市场，激烈的竞争对自主机器人品牌带来了巨大的挑战，也在磨砺着相关企业的成长。 　　中国在减速器、伺服电机、控制器等关键零部件上长期受制于人的情形正在发生改变。国内厂商相继攻克了在上述核心零部件领域的部分难题，正在稳步推进这些零部件的国产化，这将降低国产机器人的成本，提升国产机器人在新增装机中的占比，更重要的是，这将打破国外品牌在关键领域的扼喉制约。 　　身处第三次高速发展浪潮中的人工智能为新一代机器人打开了无穷的空间，新的智能服务机器人技术更多地集中在大数据、物联网、感知系统等领域，在这些领域，中国与国外几乎站在同一条起跑线上，在部分技术以及市场应用空间上，中国甚至占据了优势，这将为中国机器人实现“弯道超车”带来重大机遇。 　　各方抢滩中国市场 　　在8月末世界机器人大会上发布的《中国机器人产业发展报告(2017年)》(下称报告)显示，2017年，中国机器人市场规模预计将达到62.8亿美元，2012-2017年的平均增长率将达到28%，而同期全球机器人市场的平均增长率为17%。 　　中国是工业机器人市场发展最快的国家，2016年，我国工业机器人保持高速增长，销量同比增长31.3%;中国已经连续五年成为全球第一大工业机器人应用市场，其规模约占全球市场份额的三分之一。 　　作为制造业大国，中国的人口红利正在消减，对机器人的需求很大;同时，中国生产制造的智能化改造升级需求也日益凸显，工业机器人的市场需求依然旺盛。报告预测，2017年我国工业机器人销量将首次超过11万台。 　　近年来，全球工业机器人巨头纷纷在中国建立产业基地，全方位抢占市场高点。其中，ABB在已建立珠海、青岛机器人应用中心的基础上，正筹划建立重庆机器人应用中心;安川电机与武进国家高新区二期项目签约，再度提升产能，启动建设第三工厂。库卡宣布再次加大对中国的投资，建设中国二期厂房，以求继续扩大产能。 　　这为国产机器人行业带来了巨大的压力，也凸显了中国在核心零部件等问题上久悬未决的瓶颈。 　　世界机器人大会秘书长、中国电子学会副理事长兼秘书长徐晓兰在接受21世纪经济报道记者采访时表示，中国机器人产业尚难以与国外巨头完全竞争，在核心零部件领域受制于人，她担心中国快速的机器换人进程会导致中国直接从国外进口机器人核心零部件甚至整机，使得庞大的中国市场拱手相让。 　　从结构上看，工业机器人由减速器、伺服电机、控制器、本体四大部件构成，前三者分别占整机成本约35%、25%、15%，然而这三大部件大多被外资垄断，国内机器人整机制造企业在关键部件配套方面严重受制于人，基本没有议价能力，甚至导致整机制造成本与进口整机倒挂。 　　以占机器人整机成本最高的减速器为例，目前精密减速器市场大半被日本企业占据，当下国外机器人在减速器上的成本在15-20万，而国内的机器人的成本却在30万左右，比国外机器人成本高出近一倍。在伺服电机方面，国内公司的整体份额低于10%;在驱动器上同样如此：国内80%的驱动器需要从欧美和日本进口。 　　国外的巨头厂商往往能以巨大的采购量和签署排他性协议获得比较优惠的采购价格，而且很多工业机器人厂商本身就是核心部件的提供商——日本发那科是世界上最大的专业数控系统生产厂商，安川和松下都属于全球最大的电机制造商。 　　这让中国公司吃尽苦头：从这些公司进口零部件，国内企业往往要以高出国外厂商高得多的价格购买减速器与伺服电机，这使得不少企业营业成本的增速远高于营业收入的增速。 　　国产化替代加速 　　不过，这一切正在悄然发生改变，中国机器人产业在核心零部件等领域的国产化替代正在加速。 　　目前，中国已将突破机器人关键核心技术作为重要战略，国内厂商攻克了减速器、伺服电机等关键核心零部件领域的部分难题，初步实现了控制器的国产化，核心零部件国产化的趋势逐渐显现。 　　与此同时，国产工业机器人在市场总销量中的比重稳步提高。国产控制器等核心零部件在国产工业机器人中的使用也进一步增加，智能控制和应用系统的自主研发水平持续进步，制造工艺的自主设计能力不断提升。 　　工信部赛迪研究院装备工业研究所所长左世全告诉21世纪经济报道记者，中国在四大关键零部件中都获得了一定的实际掌握能力，在减速器国产化过程中，出现了南通振康、苏州绿的、陕西秦川等单位，推动了零部件在中低端机器人中的应用;在伺服电机方面，国内汇川技术、华中数控、新时达等公司也逐渐崛起。 　　左世全认为，当下零部件国产替代面临的问题一方面是市场占有率较低，一方面则是质量可靠性与稳定性仍有待提高。“现在系统集成商为了保证稳定性和可靠性，在汽车自动化焊接等方面不敢轻易使用国产机器人，而可靠性的提高也正需要应用市场的不断增加。” 　　哈尔滨工业大学教授、机器人研究所所长赵杰表示，目前核心零部件的关键技术正在取得重大突破，部分实现了小批量的行业应用。“例如谐波减速器出货量已经达到了每年8万台，RV减速器近几年累计在自主品牌机器人上实现了近2万台的应用，这都缩短着我国产业核心零部件依赖进口的进程。” 　　赵杰指出，经济型低成本的工业机器人提升了国产机器人占新增装机的比例，2016年中国自主品牌的工业机器人的销售已经接近3万台，比2015年增长了近30%。此外，自主品牌机器人系统集成方面还成功实现了在焊装领域的应用，中国自主研发的汽车车身柔性焊装的自动生产线打破了这一高端领域由国外公司垄断的局面。 　　值得注意的是，由于采购规模增长和企业转型需求，产业链下游重点领域的龙头企业开始加快研发和自供机器人。例如，美的集团继收购德国库卡公司后，与以色列运动控制系统解决方案提供商Servotronix达成战略合作;倚天科技通过收购控股了昆山依莱伯瑞机器人;东旭新能源收购上海安轩自动化等。 　　国产化的同时，在长三角、珠三角、京津冀及东北地区，正在紧密结合当地产业转型升级的发展需要，围绕特色机器人产业园区形成新一轮的产业集聚。 　　从区域上看，长三角和珠三角成为工业机器人产业链最完备、发达的地区，其中珠三角依托松山湖等机器人产业园区，凭借政策措施与金融手段、应用对接结合，初步形成产业链，创新创业氛围浓厚;长三角依托芜湖机器人产业园、昆山高新区机器人产业园，凭借雄厚的产业基础及配套、庞大的应用市场，打造了完备的机器人产业链。 　　此外，京津冀依托唐山机器人产业园，智能机器人产业链相对成熟，服务机器人和特种机器人更为领先，东北地区则依托哈尔滨科技创新城机器人产业园、沈阳浑南智慧产业园，形成了以工业机器人为主的产业集聚。 　　布局下一代机器人 　　在新松机器人总裁曲道奎看来，当前机器人行业正处于一个转型升级的大变革时代：传统机器人正处在一个由“机器”向“人”进化的重大转折点，机器人正由过去的传统机器设备，开始转变为更具备人的智能、智慧、灵活性的新型设备。而这，为中国带来了重要的战略机遇。 　　曲道奎表示，由于起步早，传统机器人的各种标准几乎全部由国外制定，国外企业占据主导地位，而新一代机器人将出现新的领军企业以及行业标准。他表示，刚刚探索产业化的智能服务机器人技术更多地集中在大数据、感知系统等领域，在这些新兴领域，中国与国外几乎站在同一条起跑线上。 　　随着人工智能迎来第三次高速发展浪潮，人工智能技术取得了显著进步，在语音交互、图像识别、无人驾驶等领域得到了广泛的应用，这为新一代机器人打开了无穷的空间。 　　科沃斯机器人创始人兼董事长钱东奇表示，中国把Robot翻译成机器人，实际上机器人是AI天然的最佳使用场景，具备了AI的机器人才是真正意义上的“机器人”，这为中国的追赶与赶超创造了重要机遇。 　　目前中国在人工智能领域技术创新不断加快，特别是计算机视觉和智能语音等应用层专利数量快速增长，催生出一批创新创业型企业。 　　目前，中国在人工智能技术方面与全球基本处于同一起跑线，中国专利申请数量与美国处于同等数量级，特别是在图像识别、语音识别、语义识别等多模态人机交互技术领域，部分已接近和达到全球领先水平，发展智能机器人是高屋建瓴、另辟蹊径的重要路径。 　　一大批创新创业型企业也正在快速形成。上述报告指出，国内智能服务机器人领军企业具有技术和产品相互交叉缠绕、互相推动的特点。如科沃斯、优必选、康力优蓝、Roobo等企业通过技术推动产品迭代，凭借智能交互和特定场景整合迅速切入人们日常生活并逐渐发展壮大，利用市场收益进行技术革新，快速步入机器人产业第一梯队行列，从而实现了良性循环。 　　智能服务机器人向家庭、社区等场景的快速大规模渗透，为服务机器人产业的发展注入了极大的新活力。目前中国已在医疗、教育、烹饪等机器人的应用领域开展了广泛的研究，随着机器人技术水平进一步提升，市场对服务机器人的需求快速扩大，应用场景不断拓展，应用模式不断丰富。 　　赵杰指出，中国的服务机器人应用市场巨大，中国正在进入老龄化社会，未来将有数以亿计的老人，以养老、助残为重点的行为辅助、个性化护理和照料看护机器人，针对残障人士的智能假肢系统都有巨大的市场空间。 　　上述报告表示，截至2016年底，中国60岁以上人口已达2.3亿人，占总人口的16.7%，随着人口老龄化趋势加快，以及医疗、教育需求的持续旺盛，中国服务机器人存在巨大市场潜力和发展空间。2016年，中国服务机器人市场规模达到10.3亿美元，预计2017年我国服务机器人市场规模将达到13.2亿美元，同比增长约28%，高于全球服务机器人市场年均增速。 　　该报告预计，到2020年，随着停车机器人、超市机器人等新兴应用场景机器人的快速发展，中国服务机器人市场规模有望突破29亿美元。
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  • 《英媒：中国制造业正靠机器人完成新工业革命》
    • 来源专题：数控机床——前沿技术
    • 编译者：杨芳
    • 发布时间：2016-05-18
    • 　参考消息网5月10日报道 英媒称，位于中国广东省的樱奥厨具（Ying Ao）看起来并不像一家未来的工厂。厂门上方的招牌已经褪色；车间里，油腻的地板上有一滩一滩的淤泥，浓重的金属粉尘（不锈钢抛光工艺的副产品）让人喘不过气。工人们拉着手推车走过时，空洞的、车棚一般的厂房里回响着巨大的哐当声。 　　据英国《金融时报》网站5月10日报道，广东省是中国制造业增长的发动机，去年创造了6150亿美元的出口额，超过了中国出口总额的四分之一。在广东省的这一地区，工人的薪资标准约为每月4000元人民币（合600美元）。据樱奥副总经理陈从汉介绍，由于厂内的劳动条件不是太好，这家为欧美厨房生产水槽的企业不得不支付双倍于上述标准的工资。因此，四年前该公司开始购买机器，代替越来越昂贵的人力。 　　报道称，如今，9台机器人在做着140名全职工人的工作。机械臂会从半成品堆中抓起水槽，把它们打磨得闪闪发亮，再把它们放在自动行驶的小车上，由其把这些水槽带到一个与电脑相连的摄像头前，进行最终的质量检验。 　　这家每天出口1500个水槽的企业在机器人上的投资超过300万美元。陈从汉表示：“这些机器比人力更便宜、更精确、更可靠。机器人从未毁掉一批产品。”他带着一丝苦笑补充说：“我希望未来能换掉更多人力。” 　　报道称，在整个中国南方沿海制造业地带，成千上万个与陈从汉所在工厂类似的厂家正在向自动化转型。这是一场政府支持的、由机器人带动的工业革命，其规模之浩大是世界从未见过的。自2013年以来，中国每年采购的工业机器人超过了其他任何国家，包括德国、日本和韩国等高科技制造业巨人。根据产业游说组织——国际机器人联合会（International Federation of Robotics，IFR）的说法，到今年底，中国将超过日本，成为全球运用工业机器人最多的国家。IFR总干事古德龙·利岑贝格尔（Gudrun Litzenberger）表示，中国颠覆性变化的速度是“机器人历史上独一无二的”。该组织的总部位于德国，这里是世界上一些顶尖工业机器人制造商的所在地。 　　中国技术转型仍有很长的路要走，目前中国每1万名制造业工人只有36部机器人，相比之下德国为292部，日本为314部，韩国则为478部。不过，中国已经在改变全球制造业的面貌。 　　报道称，中国在工业机器人上的大举投入，源自一个迫切的经济问题。从上世纪80年代以来，随着中国向全球贸易打开大门，庞大而廉价的劳动力帮助中国成为全球最大的制成品出口国。迅猛的经济增长令数亿中国人摆脱了贫困，并随着劳动者从农村迁居城镇，转变了中国大片地区的面貌。然而，日益壮大的中产阶层和人口老龄化导致中国的薪资水平不断攀升，削弱了中国的竞争优势。中国的劳动力人口预计会从去年的10亿降至2030年的9.6亿，到2050年进一步滑落至8亿。 　　近年中国的中央规划者一直在推动自动化，作为填补劳动力缺口的一条途径。他们承诺提供慷慨的补贴（由地方政府发放），为中国企业使用和建造机器人铺平道路。2014年，中国领导人呼吁掀起一场“机器人革命”，首先改变中国，进而改变世界。 　　工业机器人价格大幅下降而能力稳步增加，加速了机器人在中国乃至世界各地的进军。管理咨询公司波士顿咨询集团（Boston Consulting Group）预计，未来10年，工业机器人及其配套软件的价格将下降20%，而它们的性能将以每年5%的幅度提升。 　　报道称，与此同时，中国正在扶持本土机器人制造商的发展。去年9月，在上海上市的塑料工业机械生产商宁波弘讯科技（Ningbo Techmation）创立了一家子公司——广东伊雪松机器人设备有限公司（E-Deodar），其生产的机器人比abb、德国库卡（kuka）或日本川崎重工（Kawasaki）等跨国公司的产品便宜20%至30%。伊雪松的工厂设在佛山，厂内有咖啡馆、放松区以及开放式生产线，看上去更像一家硅谷科技初创企业的办公室，而非传统的中国工厂。该公司35岁、头发竖起的技术总监张洪磊表示：“我们的全球竞争对手非常擅长制造机器人，但他们的成本较高，而且不是太懂本地客户的需求。” 　　国际机器人联合会的利岑贝格尔认为，购买了去年全球24万台工业机器人销量中的6.6万台的中国制造商，基本上仍偏爱购买国际品牌。但她预计这种情况将改变，尤其是在中国政府近年全力支持国内机器人产业的背景下。“他们发展得非常快，”她说。
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