工业机器人国际产业发展现状

佚名
2020-07-27
来源:今日减速机

机器人既是先进制造业的关键支撑装备,也是改善人类生活方式的重要切入点。机器人的研发及其产业化应用是衡量一个国家科技创新、高端制造发展水平的重要标志之一。目前,机器人产业技术已经进入了全新的 2.0 时代,面向工业领域的工业机器人已经发展成为一种具备自感知、自决策和自执行能力的智能生产机器。工业机器人在制造业中发挥着巨大的作用,推动社会生产水平的提升,为社会的经济发展做出重要的贡献,被誉为“制造业皇冠上的明珠”。

我国工业机器人现状

我国工业机器人的现状

相比于西方发达国家而言,我国的工业机器人研究起步较晚,始于 20 世纪 70 年代,大致经历了以下 5 个发展时期:萌芽期(1970-1985)、技术研发期(1986-1990)、原型开发期(1991-2000)、初步工业化期(2001-2010)和快速发展期(2011-至今)。现阶段,由于全球经济的快速发展以及智能制造业的激烈竞争,我国对工业机器人的需求和应用开始猛增,当前已占全球工业机器人市场份额约三分之一,成为全球最大的工业机器人市场。

目前,我国的工业机器人应用领域主要分布于汽车制造行业、3C 电子电气行业、金属加工行业、塑料及化学制品行业等众多领域,其中汽车制造行业约占 33%, 3C 电子电气行业约占27%,两者约占据 60%的市场份额。在国家政策的大力扶持之下,经过高等院校、科研院所以及企业的不断努力,我国的工业机器人技术得到不断地发展,应用领域也不断地扩展,国产工业机器人正逐步获得市场认可。但是我国的工业机器人发展同样面临着巨大的挑战,一方面,我国在工业机器人控制器、伺服电机、减速机等核心零部件方面缺乏自己的核心技术,严重依赖进口。另一方面,发那科、安川、库卡和 ABB 四大工业机器人著名国际品牌,占据了国内工业机器人市场的约 70%份额,使得国内品牌生存空间小,竞争激烈。

我国目前与日德两国工业机器人发展初期极其相似。人口老龄化加剧,劳动力短缺,劳动力 成本急剧上升,下游行业的生产方式也亟待升级,包括汽车、3C、金属加工、家电、食品等 行业生产线的自动化改造和升级需求巨大。我国亦高度重视机器人产业的发展,相继出台 了《关于推进机器人产业发展的指导意见》、《机器人产业发展规划(2016-2020 年)》等,在战略上做了顶层设计。地方扶持政策也积极跟进,重点是对研发和“机器换人”应用的扶持。可以说,政策落实取得了良好的效果。但还是存在一系列问题,可以借鉴日本、德国的发展经验和战略,进一步优化对策。

我国工业机器人的发展也应当及时瞄准下一代技术和标准来展开。中国:亟待完善标准体系、拓展应用市场、培育应用型人才通过浅析德国、日本工业机器人的发展经验,我们发现这两个国家工业机器人的发展有三个共同的推动因素:第一,劳动力短缺是原动力。第二,强劲的下游需求是助推器。第三,政策扶持与引导是强力支撑。

大范围的普及应用前提是可以接受的成本以及易操作的属性、稳定且旺盛的市场需求。随 着人口红利的消失,中国市场需求旺盛,自 2013 年开始至今 , 中国就是全球工业机器人 第一大市场。另一方面,缺乏自主知识产权和薄弱的核心技术使得关键零部件只能依赖于进口。据悉,我国75%的精密减速器从日本进口, 伺服电机和驱动超过 80% 依赖进口。以 RV40E 减速器(减速比105)为例,日本卖给中国是7500元/个,而同样的产品卖给欧美国家,仅 2000-3000元 /个,价格只有卖给中国的 1/3 左右。

由于我国在机器人方面缺乏行业标准和认证规范,行业进入门槛低。目前各地政策优先支持本地企业“机器换人”时采购本地生产的机器人,于是,机器人企业为了快速拿到订单纷纷在有政策的地方投资建厂,造成机器人企业遍地开花、部分企业未找准产品定位便盲目投入,忽略技术研发和创新,产品以组装为主,造成大量低端产 能重复建设,催生了一批拿快钱的小、散、弱机器人企业,呈现“劣币”驱逐“良币”现象。因此,加快建立统一健全的机器人产业标准体系,进一步规范行业行为和扶持政策的实施势 在必行。充分调动企业参与制修订标准的积极性,鼓励骨干企业在国家机器人标准化总体组的指导下,加快研究制订产业急需的各项国家标准、行业标准和团体标准,支持机器人检测评价标准的研究和验证,同时积极与国际标准对接。此外,还需强化标准之间的协调性和一致性,实现产品标准对接,规范市场秩序,避免良莠不齐,质低价廉的恶性竞争。注重市场培育,推进技术提升

我国在工业机器人领域的研究主体早期主要集中在高校和科研院所,如哈尔滨工业大学、清华大学、北京航空航天大学等,但随着我国机器人市场的不断扩大,尤其是2013年跃居全球首位以来,越来越多的企业参与其中,以下游的系统集成作为切入点,不断提升技术创新能力,逐步开展中上游的技术研发和产品开发,取得了不俗的成绩,国产机器人的市场份额也在不断扩大。

在日益增长的市场需求推动下,我国工业机器人技术创新的主力逐渐从高校和科研院所转移到企业。沈阳新松机器人自动化股份有限公司、广州数控设备有限公司、南京埃斯顿自动化股份有限公司、安徽埃夫特智能装备股份有限公司、上海新时达电器股份有限公司、广东拓斯达科技股份有限公司、哈尔滨博实自动化股份有限公司、上海沃迪自动化装备股份有限公司是我国工业机器人代表性的企业。

如沈阳新松机器人是全球机器人产品线全的厂商之一,也是国内大的机器人产业化基地。产品线涵盖工业机器人、洁净机器人、移动机器人、特种机器人及智能服务机器人五大系列,在工业机器人领域的专利数量于2015-2017年达到顶峰,专利申请的主要技术方向为机器人本体和控制单元。

我国工业机器人领军企业的技术主要来源于具有较强科研实力的高校和科研院所。如哈工大机器人集团是由哈尔滨工业大学高新技术园区建设发展形成的,哈尔滨博实自动化股份有限公司是由哈尔滨工业大学及机器人研究所科研骨干创办,新松机器人自动化股份有限公司隶属中国科学院沈阳自动化研究所。

国外工业机器人现状

国外工业机器人的发展状

美   国

世界上第一台工业机器人于 1962 年诞生于美国,经过 50 多年的发展,美国机器人技术雄厚,现已成为世界上的机器人强国之一。基础雄厚技术先进。具体表现在:性能可靠,功能全面精确度高;机器人语言研究发展较快,语言类型多、应用广,水平高居世界之首;智能技术发展快,其视觉、触觉等人工智能技术已在航天、汽车工业中广泛应用;高智能、高难度的军用机器人、太空机器人等发展迅速,主要用于扫雷、布雷、侦查、站岗及太空探测方面。

20世纪60年代到70年代期间,美国的工业机器人主要立足于研究阶段,只是几所大学和少数公司开展了相关的研究工作。那时,美国政府并未把工业机器人列入重点发展项目,特别是,美国当时失业率高达6.65%,政府担心发展机器人会造成更多人失业,因此既未投入财政支持,也未组织研制机器人。

70年代后期,美国政府和企业界虽对工业机器人的制造和应用认识有所改变,但仍将技术路线的重点放在研究机器人软件及军事、宇宙、海洋、核工程等特殊领域的高级机器人的开发上,致使日本的工业机器人后来居上,并在工业生产的应用上及机器人制造业上很快超过了美国,产品在国际市场上形成了较强的竞争力。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计,至2003年末,在美国运行的机器人总量为112400套,比2002年增长7%。预计到2007年底,运行的机器人数量将达到145000套。就每万雇员拥有工业机器人数进行统计,至2003年末,美国制造业中,每1万雇员拥有63个工业机器人。尽管从排名上说,美国已经进入世界前十名,但其与前几名仍然有着很大的差距,仅相当于德国的43%,意大利的54%,欧盟的68%。与普通的制造业相比,美国汽车工业中每万个产业工人拥有的工业机器人数量大大提高,达到740个,但仍然远远低于日本(1400个机器人)、意大利(1400个机器人)和德国(1000个机器人)。

日本、德国

日、德的工业机器人制造及应用水平均全球领先从工业机器人的核心技术来看,目前高端的工业机器人被德国、日本包揽。关键零部件的研发技术,包括减速机、伺服电机方面,日本处于领先地位,而在原材料、本体零部件和操作系统,德国更有优势。与德国、日本相比, 国产机器人的技术水平还有很大差距。例如,机器人的发展历史从技术的角度可以分为三个阶段:第一代叫做示教再现机器人;第二代是结合了感知技术的机器人;第三代是认知机 器人。目前国产机器人只能达到第二代,而日本、德国的机器人已经能够做到第三代,能深度学习,并不断调整自己的行为。

从工业机器人制造企业来看,日本的发那科(FANUC)、安川电机(YASKAWA)、德国的库 卡(KUKA)和瑞士的ABB是全球主要的工业机器人供应商,被称为“四大家族”,占据全球约 50% 的市场份额,更是占据了我国70% 左右的市场份额,几乎垄断了机器人高阶领域。“四大家族”在各个技术领域内各有所长,安川电机的核心领域是伺服系统和运动控制器,发 那科的核心是数控系统,库卡的核心是控制系统和机械本体,ABB的核心领域是控制系统。

从工业机器人的市场应用来看,工业机器人密度(每万名工人使用工业机器人数量)是衡量 一个国家制造业自动化发展程度的标准之一,国际机器人联合会(IFR)发布的最新报告显示,2016 年,世界上自动化程度最高的国家是韩国(631台/万人),排在2-5位的国家分别是新加坡、德国、日本、瑞典。而我国仅为68台/万人,还不到全球平均水平(74台/万人)。不过,中国电子学会组织编制的《中国机器人产业发展报告 2018》显示,仅时隔一年,即 2017年我国的工业机器人密度已达88台/万人,首次超过了全球平均水平。但与先进国家相比,我国工业机器人密度还很低。限制应用普及的主要原因是什么呢?

日、德工业机器人的崛起:劳动力短缺、下游需求旺盛、政府扶机器人由美国发明,却在日本发扬光大。1967年日本川崎重工业公司首先从美国引进了机器人及技术,并于1968年试制出第一台日本产Unimate机器人。

上世纪 60 年代末日本处于高速经济发展时期,劳动力严重不足,工业机器人在日本被国内企业视作救世主。随着以机械、电子、汽车为代表的制造业崛起,工业机器人在这些优势 产业中得以大规模推广。1980 年是日本的“机器人普及元年”,工业机器人逐步从上述产业 推广到其他制造业领域。凭借良好的军工基础,经过模仿、消化、吸收和创新,加上具有国际竞争力的汽车、机械、电子产业等的企业使用者严苛的要求磨练,以及销售实绩与专门技 能的累积,日本机器人快速崛起,成为全球领导者。

日本机器人产业的快速发展,与政府扶持亦密不可分。早在20世纪70年代初,日本政府 就出台了一系列针对工业机器人的扶持政策,政策可以分为两类:一类是促进应用普及的 政策,重点集中在产业应用环节中的制度构建及规范,例如1971年出台了《机电法》,1978年出台了《机情法》,进行了机器人产业相关的行业应用标准制定,20 世纪 80年代,伴随“财政投融资租赁制度”出台,由日本财政省、日本开发银行牵头的24家工业机器人制造商 及多家保险公司共同出资,成立了“日本机器人租赁公司”,日本地方政府则出资成立合作基 金,开始面向各类中小企业提供机器人设备的租赁及贷款,极大地推动了工业机器人的应用普及;另一类则是针对企业研发,利用税收补助、项目设立等形式进行政策支持。例如 1985 年出台的《高技术税制》规定,扣除企业研究开发所得税 7%的税额,用于补贴高性能工业机器人领域的技术研究。

进入 21世纪以来,日本政府更加重视工业机器人产业的发展。2002 年,日本经产省开始实施《21世纪机器人挑战计划》,将机器人产业作为高端产业加以扶持。2004 年,日本经产省推出《面向新的产业结构报告》,将机器人列为重点产业,2005 年,《新兴产业促进战略》再次将机器人列为七大新兴产业之一。2006-2010年间,日本政府每年投入1000万美元用于攻克服务机器人的关键技术。此后,日本政府借助各类产业政策扶持机器人产业发展成为常态。

虽然德国稍晚于日本引进工业机器人,但与日本类似,二战后劳动力短缺,加上本国制造业 基础良好、国民技术水平高,极大地促进了工业机器人的发展。

德国工业机器人的普及也离不开政府积极与强势的行政手段。例如,德国政府在20 世纪70 年代中后期便开始推行一项名为“改善劳动条件计划”的政策,强制规定部分有毒、有害、有 危险的工作岗位必须以机器人来代替人工,以行政手段将机器人的应用真正推向市场。

1985 年德国政府提出了要向高级的、有感知的智能机器人领域进军的计划。此后,机器人开始进入德国的各个产业。除了应用于汽车、电子等技术密集型产业外,工业机器人还广泛渗透到了塑料、橡胶、冶金、 食品、包装等传统产业。

在德国传统产业转型升级的过程中,机器人有效地降低了生产成本,提高了产品质量。德国工业4.0 计划 VS 日本新机器人战略:剑指下一代工业机器人德国率先在 2011 年提出了以“智慧工厂”为主题之一的“工业 4.0 计划”。“工业 4.0”是一个非常综合的概念,不仅是工业机器人,还包括了物联网、大数据、云计算、人工智能等。“智慧工厂”并非无人工厂,而 是需要人和机器更密切地协作。传统工业机器人和工人的工作空间通常是隔离的,新一代工业机器人则具备柔性、安全、高速、精确、易操作等特点。此外,“工业 4.0”时代的机器人不再是独立的单元,需要具备与其他智能设备高度互联、借助物联网技术与其他设备实 时交流、把复杂的信息综合起来快速作出决策等诸多能力。基于云计算和大数据的知识建模、物理仿真、多传感感知预测等技术,成为下一代工业机器人的关键技术。

伴随德国工业4.0时代的到来 , 日本也按捺不住,于2015年1月发布了《新机器人战略》, 提出了日本机器人新的发展方向,包括强化易用性、柔性、简便性、自主化、信息化和网络化。另外日本还提出机器人概念将发生变化,以往机器人要具备传感器、智能控制系统、驱 动系统等三个要素,未来机器人可能仅需要基于人工智能技术的智能控制系统。为了发展下一代机器人,日本提出了包括官产学合作共同营造创新环境、运用职业培训和职业资格 制度等加强应用型人才队伍的建设,以及事先争取国际标准并以此为依据来推进技术和产品国际化等一系列重要举措。

从德国工业4.0计划和日本新机器人战略,我们都能看出下一代机器人最显著的特征可以概括为三大核心关键词——“自主化”、“ 数据终端化”、“网络化”。在下一代机器人研发当中,人工智能担任着越来越重要的角色,其与物联网、大数据、云计算等相互赋能,对机器人的迭代和更新产生更大的推力。

德国于 2011 年率先提出“工业 4.0 计划”,“工业 4.0”时代的机器人不再是独立的单元,而是与物联网、大数据、云计算、人工智能紧密关联,需要具备与其他智能设备高度互联与实时交流、快速处理复杂信息等多种能力,具备柔性、安全、精确、高速、易操作等特点,实现人与机器更协调的合作。

俄罗斯

自 1960 年遥控机器人研究起步开始,前苏联就已取得了大量的科研成果,机器人产业的发展就已处于世界前列,并且取得大量成果。1973 年,前苏联通过启动实施了国家科学与技术委员会计划,使工业机器人的研发与生产进入了快速发展阶段,能够批量制造 40 个型号的机器人。拉沃奇金设计局研制的“月球车 -1”是前苏联在机器人技术领域最突出的成就之一。“月球车 -1”成为世界上第一辆登月车,它成功地完成了登上另一个天体表面的使命。西方国家把发射“月球车 -1”的效应与发射第一颗人造地球卫星相提并论。1980 年前苏联制造了第一个具有技术视觉和位置控制能力的气动工业机器人——MP-8。到 1980 年底前苏联工业部门已有 6 千台机器人,占全球总量的 20%。1985年,前苏联工业机器人总量达到 1.54 万台,机器人总数达到3.4 万台,居世界第二位。俄罗斯继承了前苏联在机器人领域的技术和科研成果,具备发展现代机器人产业的工业基础和技术优势。

俄罗斯机器人产业的发展具有特殊性,机器人市场的形成很大程度上来源于军事需求以及工业、制造业对机器人产业的需求,工机器人和军事机器人是俄罗斯机器人产业的主体。

俄罗斯研制的工业机器人种类较多,主要应用于电子、化工、汽车及机械制造等领域,机器人融合方面的技术也在不断完善。中央机器人技术和工程控制论研究所是俄罗斯机器人研究的重点单位。

自启动实施国家工业现代化发展战略以来,俄罗斯愈发重视现代工业技术对机器人产业的促进作用,并将发展工业机器人技术列为未来工作的重点方向之一。为此,俄罗斯专门建立了系统的培训机制,未来将重点培养掌握人工智能技术、信息技术、计算机建模和机器人技术的专业人才。此外,俄罗斯工贸部计划在《发展工业和提高竞争力》的国家规划框架下启动《发展生产性资源》子规划,提出发展 3D 技术、机器人技术和其他数字化生产技术的相关措施,下一步将制定推进机器人技术和自动化发展的相关子规划。

目前俄罗斯国内工业机器人市场销量占比最大的是用于矿井运输领域的远程控制机器人,以及其他远程控制类用途的机器人。近年来,俄罗斯很多大型企业都将机器人技术应用在其生产过程中,如造船厂、航空机械和直升机生产领域的厂商都使用了机器人进行生产制造,采矿、核电等行业也在使用机器人技术。俄罗斯政府对工业机器人的发展给予了巨大的支持,2013 年,俄罗斯政府军事工业委员会专门设立了“机器人技术试验室”跨部门工作小组,在机器人系统用户、科研单位和工业部门之间发挥整合和协调的作用。

2018年,俄罗斯的工业机器人的供应量是55万台,并且目前来看应用密度还是比较低的。不过俄罗斯政府对工业机器人给予了巨大的支持,甚至有些特殊的项目来支持工业机器人的发展。另外机器人融合方面的技术也在不断完善,俄罗斯的很多大型企业都在准备将机器人应用在他们的生产过程当中,因此工业机器人在俄罗斯的发展十分迅速,在未来五年的平均增速可能会非常快,以至于到2020年会增加到现在的10倍之多。

在俄罗斯,现在有很多在造船厂、航空机械和直升机的厂商都在准备使用机器人进行制造,包括采矿、核电等等各个行业都在使用机器人使得他们的制造更为现代化。Vitaly Nedelskiy表示,尽管现在俄罗斯工业机器人的库存量还比较低,但是他们有很强的工程能力来扩大机器人的使用,在未来在不同行业当中机器人的使用会进一步增加。

韩   国

在全球范围内,韩国是制造业中部署机器人密度最高的国家。韩国工业机器人产业持续蓬勃发展,根据机器人国际联合会的最新统计, 2017 年韩国工业机器人出货量达 3.97 万台,排名全球第三,而且是全球工业机器人密度最高的国家;事实上,韩国 制造业每一万名员工中,就有 710 个机器人,足足超过全球平均水平的 8 倍, 而在韩国汽车制造业中,每一万名员工 就有 2435 个机器人,2010 年的两倍,主因是韩国汽车业者在制造混合动力汽 车和电动车电池方面,大量采用机器人协作的原因。

在于2000年代中后期IT产业的急速发展,促使韩国政府投入规模化及系统化的机器人应用研发支持。韩国于 2003 年便 已将智慧机器人列入“大未来增长动力产业”之中,为了奠定具有一贯性的国 家层级机器人产业发展体系,于 2008年3月公布《智能机器人开发及普及促 进法》,并且依据此法,每五年制定一 期“机器人产业基本计划”,相关部会 则依据此一基本计划,制定每年细部执行计划,从研发、实证乃至普及等,以 系统化方式推动机器人产业育成政策。过去十年来,韩国政府约投入6000 亿韩元以上,进行机器人产业相 关技术研发支持,在《第一期机器人 产业基本计划(2009~2013)》、《第二期机器人产业基本计划(2014~2018)》的陆续推动,以及 韩国汽车、电机电子等主力产业不断提高机器人应用的助力之下,韩国目前已 跻身全球前五大工业机器人制造强国,其机器人综合技术竞争力仅次于日本、美国、欧洲,居世界第四。

根据《2017 年韩国机器人产业实 态调查报告》指出,2017 年韩国机器 人产业产值达 4 兆 9950 亿韩元,较2016 年增长11.6%,其中最大宗的是工业机器人,达3兆181亿韩元,约占六成,其次是机器人零部件,达1兆3696亿韩元,约占27.4%;至于服务机器人仍处于商用化初期阶段,个人及家用服务机器人产值为3576 亿韩元,约占 7.2%,专业用服务机器人产值为2497 亿韩元,仅占 5%。此外,韩国 机器人产业相关企业家数虽达 2191 家, 但是中小企业占 97.0%,达 2126 家, 其中销售额不到 50 亿韩元者,占整体 的 96%,难以确保竞争力。目前韩国机 器人产业虽然在汽车、电机电子等领域 的大企业带领下呈现增长,但是这种以 工业机器人及大企业主导的产业结构,恐有日益僵化的疑虑。新加坡

新加坡每万名员工中部署488个机器人,其中90%部署在电子产品行业。在以汽车工业闻名的日本,机器人密度仅为每万名工人中配有300个。日本实际上是世界上主要的工业机器人制造国,占全球供应量的52%。2016年计划三年内斥资约22亿人民币支持官方/学术/和企业界在机器人核心技术的科研工作,同时推动机器人技术的应用和普及化。

新加坡经济发展局与德国测试与规格认证机构TV南德意志集团( TuV suD)联合推出新加工业智能指数。这是一项评估工具,除了对生产部门数码化程度的评估之外,还包含对员工培训和公司运作程序的内容。这个指数以数码化的程度作为评分标准。

制造商能通过指数进一步了解“工业4.0”的概念,检讨公司在采用物联网、云端技术等最新数码与智能新科技的情况,为成为“智能车间”( Smart Factory)做准备。

新加坡国际企业发展局和新加坡桥腾飞共同成立的平台性项目、目的为促进中新企业在智能制造领域的共同创新和开发。5家新加坡机器人公司已入住位于中新广州知识城的新加坡国际制造创新中心、提供在新加坡智能车间所研发的高端机器人产品。

印   度

印度体力劳动仍然十分普遍,而在自动化联盟中,印度也远远落后。2016年,印度每万名工人中只有3个工业机器人。印度工业机器人的销量在2018年创下了新记录,新安装了4,771台。与去年相比增长了39%(2017年:3,412台)。在年度安装量方面,印度现在在全球排名第十一。这些是国际机器人联合会(IFR)提出的报告《 2019年世界机器人》的发现。

“印度是亚洲新兴市场中增长最快的经济体之一,”国际机器人学会联合会主席津田顺治表示。“尽管最近的全球业绩相当温和,但印度在2018年取得了令人印象深刻的39%的增长率。机器人安装的数量已经快速增长了几年。在2013年至2018年期间,印度的复合年增长率为20%。”

进一步增加机器人安装的前景令人鼓舞。预计2019年印度GDP增长7%以上,许多行业的公司都打算扩大产能。印度人口年轻,因此有大量需要工作的劳动力。

该国需要扩大其制造业,以创造更多的就业机会。印度较高的工资和富裕的公民所占份额的不断增长是不断增长的,有前途的消费市场的主要驱动力。汽车行业迄今为止仍是最大的客户行业,占总安装量的44%。但是2018年增长最快的驱动力是一般工业,增长28%,其中包括橡胶和塑料工业,金属工业和电气/电子工业。在非汽车制造业中使用机器人正在赶上汽车领域。印度现在在全球年度供应量中排名第十一位,比上一年高出三位,领先于新加坡,加拿大和泰国。机器人的运行库存增加到约23,000台,与2017年相比增加了21%。该国的自动化潜力体现在汽车行业机器人密度较低的数字上:每10,000名员工99台工业机器人不到印度尼西亚密度的四分之一( 440个单位),并且远离中国(732个单位)和领先的韩国(2,589个)。

法   国

法国工业机器人技术始于上世纪70年代初,晚于美国、日本、德国等国家,因其拥有较强的工业基础,是欧洲重要的工业化国家,因此法国工业机器人的发展速度非常快。1981年,法国制定了系统的工业机器人规划,即“先进机器人和自动化”全国计划;1983-1985三年时间,法国政府投资了3.5亿美元,主要用于机器人的专家培训及研究开发;至1985年,已有数千台工业机器人在法国的工业、化工、电子、汽车、食品等行业中从事装配、搬运、焊接、喷漆等方面的作业。根据IFR(国际机器人联合会)公布的数据,1986年法国拥有近23个机器人研究中心,以及50多家机器人制造企业,机器人数量处于欧洲第2位、世界第4位。

实际上,不管是工业机器人拥有量还是应用范围,法国均处于世界前列水平,其中以焊接机器人和搬运机器人数量最多,它们参与了大部分的工业生产。特别是汽车产业,更是拥有法国大部分的工业机器人,主要用在装配主表盘及前后玻璃等高难度环节。这既得益于法国汽车业对工业机器人的大量需求,也依赖于机器人投资的良性循环,同时社会各界研发资金的投入也必不可少。如2001年法国国家科学研究院的“ROBEA计划”,2003年的“机器人研究联合实验室”(JRL),2006年法国政府对25个机器人项目近1500万欧元的赞助,2011年法国“投资未来”项目对机器人研究开发的支持等。

所以,虽然法国并没有ABB、发那科、库卡、安川这样的世界级工业机器人巨头,但它本土的工业机器人企业也有不俗表现,如CIMLEC工业集团、Actenium等,有巴黎高科Mines、法国原子能委员会CEA等国际知名学术机构,更有巴黎Cap Digital园区、布列塔尼大区Imageset Reseaux园区等专注于机器人领域的工业区,以及法国原子能委员会(CEA)、通信研究所(ICP)、人工智能及信息技术基础实验室(LIFIA)等机器人重点研究机构,这都为法国成为欧洲乃至世界工业机器人大国提供了必要支持。

然而,法国想在工业机器人领域更进一步,还面临诸多问题。如市场定位不清晰导致的难以出现工业机器人领军企业;市场挖掘不充分,未能有效激发投资者热情;工业机器人作为新兴产业,在法国缺少具有凝聚力和号召力的组织团体;人才储备无法跟上产业发展需要,尤其是工业机器人应用型人才非常匮乏等。这都导致法国工业机器人产业,在短时间无法与美国、日本、德国等工业机器人强国相抗衡。因此,法国政府于2013年制定了《法国机器人发展计划》,希望能够推动机器人产业的加速发展,并在“2020年成为世界机器人领域前五强”。

此外,法国民众对于工业机器人也存在不同的观点和看法。“与机器人竞争:法国的公司级证据(Firm-LevelEvidence)”论文,便在研究了55,390家法国制造公司后指出,大部分使用工业机器人的法国制造企业,普遍在裁员,虽然公司内部增加了一些新岗位和新就业机会,但数量远远不及要淘汰的工人数量,因此也造成了一定的负面影响。专业咨询机构罗兰·贝格也表示,2025年法国近20%的工业生产都将实现自动化,有300万以上的就业岗位会被机器人取代,甚至记者、律师、会计师等专业领域也会受到波及,不可幸免。当然也有人对此持有乐观态度,认为工业机器人的大范围应用,不但能让法国经济复苏,还能提高生产效率,吸引到大量新投资,从而让每一个法国人受益。

瑞   典

瑞典对机器人的研究始于本世纪50年代,在欧洲属较早发展机器人的发达国家之一。60年代开发出了第一代机器人,60年代末工业界开始投资安装使用机器人。瑞典阿西亚(ASEA)公司(即现在的ABB公司)在1969年开始使用机器人,是欧洲最先使用机器人的公司之一。

瑞典的ABB公司是世界上最大机器人制造公司之一。1974年研发了世界上第一台全电控式工业机器人IRB6,主要应用于工件的取放和物料搬运。1975年生产出第一台焊接机器人。到1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后,其机器人产品趋于完备。ABB公司制造的工业机器人广泛应用在焊接、装配铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。

丹   麦

丹麦是甚至整个欧洲的机器人产业中心,目前,丹麦是世界上最佳的机器人和无人机测试市场,拥有包括世界级制造商和学术项目在内的众多机器人基地,还有大量的全尺度测试设施。在研发复杂生产流程解决方案上,丹麦也有着与终端用户紧密合作的优良传统。

2016年,丹麦在制造业的机器人密度方面仅次于德国和瑞典,在全球排名前六。丹麦的机器人密度为230个单位(制造业每10000名员工安装的工业机器人数量),全球机器人密度记录在全球工业机器人供应中连续第五年被打破,2019年的供应量比2016年的增加了30%。

2017年,丹麦共安装了774台新型工业机器人,比上一年增加了3%。到2017年,机器人供应量平均每年已经能达到9%的增长。2017年,丹麦累计销售总量达到9500台,估计运营库存达到6335台。丹麦的机器人密度近年来大幅增长,两次位居世界第六。鉴于丹麦没有任何汽制造商、汽车零部件,供应商也很少,这一排名可以说是非常之高了。

由于劳动力短缺,丹麦从很早开始就重视机器人研发,用科技来替代人力。丹麦城市欧登塞就是一个发展机器人集群的典范。欧登塞市政府从现在到2020年每年投入1亿丹麦克朗(约1520万美元),用于机器人产业、无人机测试、智慧医疗与健康科技等领域的研发。欧登塞机器人集群的商业项目经理表示:“2017年丹麦在安装工业机器人方面创下的新记录以及我们过去五年平均每年约10%的增长率都标志着丹麦公司自动化解决方案的发展势头强劲。”

同时,丹麦也是全球数字化程度最高的国家之一。受益于高度互联的社会,丹麦使用机器人和无人机的终端用户以及该领域的相关决策者都对新技术的应用秉承高度开放的态度。

根据欧盟委员会的一项欧洲民意调查,在对待机器人的态度方面,丹麦人明显比欧盟其他国家人民更加积极。其中约90%的丹麦人都表示对该产业感兴趣,并给出了完全正面的评价,希望机器人能够在工作中提供更多帮助。

此外,得益于学校、政府、企业之间的相互协作,丹麦的机器人产业并不只是公司的堆砌,而是形成一个集群系统。这一系统是多层次的,需要所有利益相关者的参与,真正实现产学研的高度结合。

卓越的教育体系不仅实现了人才储备,且与当地产业紧密合作,研究开发解决实际问题的新方法。对于一个人口约 570 万的国家来说,丹麦拥有相当丰富的机器人教育软硬件资源。

奥尔堡大学(AAU)的机器人项目在操纵器(manipulators)、作动器(actuator)和传感器(sensor)三个主要领域特别活跃。学校拥有跨学科的机器人工程项目,吸收了数种相关领域的学士,如自动化、生产、电子学和信息技术、媒体技术和医疗技术。学校还提供控制和自动化方面的硕士学位课程项目。学校在奥尔堡、埃斯比约和哥本哈根都有校区。

位于欧登塞的南丹麦大学(SDU)早在1993年就开始和企业进行合作,开发机器人和机器人应用程序。学校开设有机器人系统的硕士课程项目,让学生可以在“高级机器人技术”和“无人机系统技术”两个专业二选一。学校还与本地企业在机器人及其相关技术发展上有紧密合作。

丹麦技术大学(DTU)的电气工程学院也设有与自动化和机器人技术相关的研究生课程,DTU的学生团队在2018年日本举办的世界机器人峰会(World Robot Summit)上拿下了工业机器人竞赛的第一名!

丹麦最大且最有影响力的机器人研究所是丹麦技术研究所(DTI),该研究所专注于技术的开发和应用,推进机器人技术向产业和社会转移。2015年12月21日,DTI正式推出一项新的机器人创新计划,设立“机器人创新中心(RIH)”,免费为优秀的初创企业提供早期的办公场地和商业支持,以便他们与投资者进行合作,实现从原型设计到融资和商业化的最短途径。

迄今为止,丹麦的机器人行业成指数级增长。预计到2025年,该产业的工作人口将由现在的8500个增长至25,000个,总收益达520亿人民币。如果算上递延收益,这一数额将高达800亿人民币。

意大利

意大利是发展工业机器人最早的国家之一,七十年代初,它的产品开始进入国际市场,仅次于美国和日本.十几年之后,意大利工业机器人的生产和技术都有了较大的进步,在世界上仍居领先地位。1978年是意大利工业机器人起飞的关键的一年,之后,开始了大量生产。产品很快占领了国内市场,扭转了机器人市场贸易亏损的局面,生产厂家比 1974年增加了14倍,并积极开展研究开发工作。

机器人是意大利在高技术机械制造领域中出口最为活跃和出口附加值较高的产品。也是我国从意大利进口的主要优势产品。可以说,意大利的机器人产业是意大利机械制造业的精髓。在一些方面的技术水平已经超过德国和日本。意大利用于车辆制造的机器人系统,如焊接机器人、车辆组装机器人、车身喷涂工艺机器人在世界处于领先水平。车辆制造机器人领域的发展优势也有力地支撑了意大利在高品质汽车制造方面的发展,这也正是意大利为何拥有诸如兰博基尼、法拉利、阿尔法罗密欧等一批世界一流超级跑车品牌的原因之一。

英   国

英国的工业机器人起步比当今的机器人大国日本还要早,并曾经取得了早期的辉煌。然而好景不长,20世纪70年代初期,英国科学研究委员会颁布了否定人工智能和机器人的lighthall报告,导致政府对工业机器人实行了限制发展的措施,这个错误决策导致英国的机器人工业一蹶不振,在西欧几乎处于末位。然而国际上机器人蓬勃发展的形势使英政府转变了态度,并从20世纪70年代未开始,推行并实施了一系列支持机器人发展的政策和措施,使英国机器人开始在生产领域广泛应用及大力研制的兴盛时期;但为时已晚,老牌资本主义国家的风采已不复存在。

至2003年底,英国工业机器人总装机数,14015台,比2002年增长3%,英国工业机器人装机总量为16300台,2008达16850台。就每万名雇员拥有工业机器人数进行统计,至2003年末,英国制造业中,每1万名雇员有39个工业机器人。

根据英国自动化与机器人协会公布的数据,2018年英国销售的新型工业机器人比2017年下降了15%。如果不包括汽车行业的市场,英国去年售出856台工业机器人,相比2017年988架时减少了13%。英国平均每万名工人安装42台工业机器人,远远落后其它欧洲国家,工业机器人使用密度德国为191台,瑞典180台,法国是89台,西班牙为87台。

虽然,工业机器人和自动化有可能改变英国制造业的竞争力和效益,但由于用户缺乏机器人使用的知识,无法利用机器人合理进行生产。另一方面,英国还没有形成强大的集成商服务,主要的集成商过于忙碌,未能为用户提供服务保障。英国曾经是世界的工业帝国,不过后来被德国、美国赶超,并逐渐走向衰落,如今要发展机器人产业,可能需要较长时间的积累。

英国机器人产业发展一直比较滞后,这还可能与当地的文化有关。英国还存一定的低成本劳动力,当地企业喜欢使用人力。其次,企业追求短期的回报,对于大量投入机器人兴趣不大。还有考虑到机器人自动化的风险,一此企业十分犹疑。

由于美国、日本、德国等国家都尝到了工业机器人带来的”甜头“,工业机器人在国际上的发展愈加蓬勃,很多产品在国际市场上的价格也开始变得低廉。这迫使英国政府进行总结和反思,最后意识到,由于本国工业机器人技术的落后,才导致英国商品的竞争力远远不如美、日、德等国家,于是英国政府转变了对工业机器人的态度,不再抵制,而是支持。上世纪七十年代末,英国开始广泛宣传使用工业机器人的重要性,并对购买工业机器人的企业给予一定补贴,促进工业机器人研究机构与企业进行联合等,这一系列支持工业机器人发展的举措,对英国工业机器人在工业生产方面的应用起到了促进作用。然而由于其它国家具备”先发优势“,使得英国并没有”后来居上“,也没有任何一家企业可以跻身工业机器人”四大家族“。

不过,依旧有人对英国工业机器人的未来保持乐观态度,认为终有一天英国能够超越现有的工业机器人强国。原因就是英国在机器人方面拥有基础深厚的学术研究,如(阿兰·图灵)、(威廉·格雷·沃尔特)等就做了不少开创性的工作,有很多经验可以继承;伦敦国王学院的机器人研究中心也始终在研究机器人与自动化、机器人搬运和操纵系统等课题,并且已经取得了一定成果;布里斯托大学和西英格兰大学共同成立的布里斯托机器人实验室(BRL),正在进行最先进的自主机器人系统开发项目;伦敦帝国理工学院机器人视觉小组、牛津大学机器人研究小组、谢菲尔德海兰姆大学自动化和机器人研究中心、普利茅斯大学机器人和智能系统实验室等都有大量科研人员长期研究机器人,并且很多有理想的英国年轻人都渴望进入机器人领域一展身手

泰   国

2014年,泰国在全球进口机器人的排名为第8位,机器人的使用弥补了自然人雇员的不足。另外,工业使用机器人可以有效地提高生产效率,进而促使泰国工业的竞争力大增。

2017年,泰国在全球使用机器人的排名中较为靠前,排在9-10名左右。机器人跟自然人的平均比例为66个机器人可取代1万名员工。泰国政府大力开发自动化系统和机器人工业,目标在5年内至少研发出150台样板机器人,将研发技术传授给200家企业。

泰国内阁批准自动化系统和机器人工业开发计划,通过建立自动化系统和机器人卓越中心,实现在5年内至少研发製作出150台样板机器人的目标,将研发机器人的高级技术传授给200家企业,为不少于2万5000人提供培训,旨在提升泰国自动化和机器人技术。若该计划成功,预计可以减少自动化系统和机器人进口费用每年2660亿铢,而过去泰国贸易逆差超过1320亿铢。建立自动化系统和机器人卓越中心的计划,初期将于8家研究所和高校合作,包括泰-德国研究所、电气电子研究所、场地机器人研究所、朱拉隆功大学、玛希敦大学、北帕那空宗皓科技大学、坤敬大学和清迈大学。工业部将负责沟通工作,之后还将有来自美国、日本等外国机构加入合作,参与者都是全球机器人行业的领先者。

在全球使用自动化和机器人技术愈加趋势化,泰国也没有例外。泰国目前已经是工业机器人的重要市场。2017年,泰国是东盟第三大市场;2018年,泰国已成为第二大市场。泰国政府意识到自动化和机器人技术的重要性,已采取各种措施促进这些关键行业的发展。因此,未来工业机器人在泰国市场使用的比重将继续增长。

尽管泰国的机器人和自动化系统市场规模已经很大,但该领域仍有很大的增长空间。泰国汇商银行经济信息中心的研究表明:2017年泰国的公司仍雇佣约200万工人在汽车电子零件生产以及食品和饮料行业中操作重复性或劳动密集型工作。对于旨在向泰国企业提供机器人和自动化系统的企业而言,这代表了巨大的潜在开发机遇。


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