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工业机器人的“今天”

来源: 作者:王镓垠 2015年07月09日
[导读]  近年来世界工业机器人安装量快速增长,其原因之一便是得益于中国工业机器人市场需求的高速增长。

  当今世界正处在金融危机后的深刻变革和调整阶段,移动互联网、物联网、大数据等新生代技术交流碰撞日益频繁,各主要工业发达国家将目光重新投向制造业,中国在面对国内外压力下选择发展智能制造这一新兴产业,是完成工业转型升级,助推工业化信息化高层次深度融合的一条最理性发展道路。工业机器人大规模代替传统劳动力进行生产活动已是大势所趋。

  覆盖范围广,市场发展迅速

  (一)多层原因推动2014年全球工业机器人发展

  工业机器人稳步发展的原因,不仅在于劳动力成本问题,也在于高端精密智能化制造方式的内在要求,同时还背负着将人类从繁重、危险、重复性劳动中解放出来的历史使命。近年来世界工业机器人安装量快速增长,其原因一方面是发达国家吸取全球金融危机、欧洲主权债务危机教训,实施再工业化战略;另一方面则是得益于中国工业机器人市场需求的高速增长。

  目前全球各国对智能制造均表现出强烈的兴趣,各种政策措施相继出台。重要原因在于三年来全球范围内的制造业持续走低,市场、就业等因素施加在各国经济上的压力逐步增大。欧美日等传统发达国家期望利用智能制造来应对国内疲软的经济形势,夯实经济基础,并对抗制造业向新兴市场国家转移的大趋势。发展中国家和地区则希望利用智能制造进行产业结构调整,提高综合竞争力。德国提出标志性的“工业4.0”即是智能制造发展的长远目标,智能制造装备又以工业机器人为标志。

  2014年全球工业机器人安装量创下新高,达到20.5万台,同比增长15.2%,主要动力来源于汽车行业需求的稳定增加。对比2012年,全球安装量增长了近三分之一。全球机器人产业在保持着良好增长势头的同时,随着电子产品及新型产业不断增长的需求,以及自动化生产的需要,工业机器人应用主要集中在汽车、电子电气、橡胶塑料、金属和机械领域。

  (二)以汽车为代表的众多领域推动中国工业机器人发展

  近两年随着国家战略性新兴产业的提出,两化融合的稳步推进,中国智能制造装备领域得到了全社会范围的广泛关注。随着产品性能提升的内在需求增加和中国劳动力价格上涨,产业转型升级的压力不断加大。工业机器人作为智能制造领域的代表,在产业转型升级的过程中正发挥着越来越重要的作用。在产业政策的激励和市场需求的带动下,近年来中国工业机器人产业实现快速增长,业内领军企业产业化能力不断提升,与此同时越来越多的新企业也积极投身于机器人产业当中。2014年中国工业机器人产量12050台,同比增长26.2%。从应用行业统计数据来看,汽车、电子工业是国内工业机器人的主要应用领域。其中汽车工业是工业机器人最大的应用行业,占比达到38%,汽车工业也是机器人使用密度最高的行业。

  随着我国工厂自动化的发展,工业机器人在其他工业行业中也将得到快速发展,如电子、橡胶塑料、军工、航空制造、食品工业、医药设备、金属制品等领域。

  工业机器人作为高科技装备,无论在推动国防军事、智能制造、资源开发,还是在培育发展未来机器人产业上都具有重要意义。目前一些新兴的中低端市场也迅速扩大,如工程机械领域,某些过去传统的劳动密集型企业如石化、粮食、建材、化肥、饲料等领域市场需求也迅速发展起来。近年来,通过拓展下游应用服务,开拓传统市场接纳新兴生产方式,家电、轨道交通、船舶等领域是机器人未来应用的主战场。在一般工业应用的新领域,如光伏产业、动力电池制造业,包括酒类、饮料、乳业、糖等在内的食品工业,以及化纤、玻璃纤维、五金打磨、冶金浇铸、医药等行业,都有工业机器人的应用空间。

  中国在工业机器人应用企业类型方面也显示出一些特点。采用工业机器人较多的企业,一般对产品的质量要求较高,企业在市场上具有更高的影响力。外商独资或中外合资企业自动化程度一般比较高,也导致工业机器人的需求量较大。随着国内消费电子产业的快速发展,大量的日本及我国台湾、香港企业进入中国内地建立加工厂,从事与IT、电器、个人数码产品相关的部件生产,带动了中国内地工业机器人市场的快速增长。

  政策支持,区域发力

  (一)政策、市场和经济新常态等因素显著影响产业结构

  预计未来至少在10到20年内,工业机器人的市场潜力和产业规模都将持续增长。促进发展的有利因素有很多,一是中国工业结构升级加快步伐,国家政策重点支持。科技部先后从工业机器人高附加关键功能部件进行部署,工信部重点扶持以工业机器人为代表的智能制造等;二是提升批量产品质量均一性和生产效率。今后企业将对生产线提出更多的柔性和敏捷性要求,而工业机器人的大规模应用正好可以满足;三是我国工业机器人理论研究积累深厚,装备生产初具规模。中国经过二十多年的努力已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业,已基本掌握了机器人设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术等,开发出了一系列高技术含量的产品及零部件;四是应用范围逐渐扩大。目前已覆盖到工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业,发展潜力无限;五是中国人口红利不再影响企业生产方式的转变。中国工业经济增速放缓,新型工业化道路大趋势逐渐清晰,原先廉价的劳动力成本上涨,产品制造要求逐渐提高,若继续坚持走原先的粗犷型发展道路已经越来越不划算了;六是工业机器人的历史使命。工业机器人可实现人所不及或精密可靠产品生产的要求,完成“超越人”使命,可应用于对人类存在较大风险的危险、恶劣环境中,完成“代替人”使命,可将人类从简单、重复、繁重的体力劳动中解放出来,促使人类从事更高级脑力劳动的工作,完成“解放人”的最终使命。

  (二)华东、华南区域将引领应用,汽车、电子领域继续保持优势地位

  短期来看,由于中国产业结构调整大方针不断被落实,工业机器人的安装量将保持一个稳定的增长,并借助其在汽车领域中的良好应用逐步拓展到其他行业。预计2015年中国工业机器人产量将增长到15140台,2017年达23620台。从区域结构变化趋势来看,预计2015—2017年,华东与华南区域应用工业机器人数量仍占据较高比例,而东北、华北区域占比将逐渐增高。

  从行业结构变化趋势来看,预计2015—2017年,汽车、电子工业仍是国内工业机器人主要应用领域,工业机器人在军工、航空制造、食品工业、医药设备等领域的占比将增加。

  工业机器人时代到来的必然与挑战

  中国政府对于工业机器人的各项扶持政策并不亚于当年的日本和韩国,本土企业已经拥有了一定积累,并获得了25%的市场份额,尽管存在应用成本高等问题,但工业机器人安装量成倍增长已成定势,预计3—4年内中国机器人应用规模将高居全球第一,10年内机器人密度即每1万名工人的机器人数将超过500台。若各外部因素不出现大幅波动,预计中国最快在2030年工业机器人在各行业内提供的生产力全面超过企业工人。

  (一)工业机器人时代提升产业质量与广度

  机器人的全面应用将会对生产方式和效率、产业结构乃至生活方式都带来深远的影响。首先,实现生产柔性化智能化。生产模式将由集中向分散方式转变,产品同质化向个性化转变,实现实时优化且自我组织的产业链。其次,将对我国工业及相关产业产生重大影响,由于工业机器人的普及对于其他智能制造装备提出了非常高的要求,带动整个智能制造装备产业的发展,导致一个包含新型工业PC、网络化PLC、自动化及通信元器件、高精度传感器、智能仪器仪表、智能生产线等相关整机零部件的超万亿市场将被创造出来。最终,工业机器人普及将为企业员工带来工作方式和环境的全新变化,全新的智能自动化生产工作方式使得工作不再被工厂等地理位置所限制,转为虚拟的、地域灵活的远程方式开展,员工将拥有高度的管理自主权,随时调整并切换工作和生活状态。

  (二)工业机器人时代对社会提出更多挑战

  工业机器人时代也将使我们的社会面临更多挑战,技术性失业的情况异常严峻。预计机器人全面应用后中国将释放就业人口超过2.4亿,以受过初等教育的成熟生产性劳动力为主,这其中有多大比例能被迫转型为技术人员或转投服务等行业乃至创业自谋出路,其对我国乃至全世界的影响只能通过实践来证明。针对机器人大潮所造成的深远影响,我国法律法规、意识形态、社会结构等方方面面其实都没有做好准备。但无论如何,正如汽车代替骡马、电脑代替打字机、互联网替代传统交流方式一样,工业生产中机器人代替人工劳动力这一趋势必将到来。

  (本文作者单位系赛迪顾问装备产业研究中心)

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