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我國工業機器人需求依舊“饑渴”|未來10-20年發展趨勢樂觀


   我們是否已經在市場基礎、管理理念、商業模式、社會結構等各方面做好準備迎接工業機器人時代的到來?機器換人的大潮何時可以開始又何時結束?全智能化生產后將會對我國乃至世界經濟、社會、生活方式產生怎樣的影響?

  首先從全球來看,近年來世界工業機器人安裝量快速增長,其原因一方面主要是發達國家吸取美國次貸危機引發的全球金融危機、歐洲主權債務危機教訓,實施再工業化戰略,確保制造業制高點;另一方面則是得益于中國工業機器人市場需求的高速增長。

  目前全球各國對智能制造均表現出強烈的興趣,各種政策措施相繼出臺。重要原因在于三年來全球范圍內的制造業持續走低,市場、就業等因素施加在各國經濟上的壓力逐步增大。歐美日等傳統發達國家期望利用智能制造來應對國內疲軟的經濟形勢,夯實經濟基礎,并對抗制造業向新興市場國家轉移的大趨勢。發展中國家和地區則希望利用智能制造進行產業結構調整,提高綜合競爭力。德國提出標志性的“工業4.0”即是智能制造發展的長遠目標,而智能制造裝備又以工業機器人為標志。2014年全球工業機器人安裝量創下新高,達到20.5萬臺,同比增長15.2%,較2012年安裝量增長4.6萬臺,增長的主要動力來源于汽車行業需求的穩定增加。全球機器人產業在保持著良好增長勢頭的同時,隨著電子產品及新型產業不斷增長的需求,以及自動化生產的需要,工業機器人在下游行業的應用主要集中在汽車、電子電氣、橡膠塑料、金屬和機械領域。汽車領域應用最廣,占工業機器人應用總數的39.0%;其次是電子電氣領域,占比20.3%;食品飲料和藥品化妝品領域相對較少,占比分別為3.5%和1.1%。

  回看國內,近兩年隨著國家戰略性新興產業的提出,兩化融合的穩步推進,中國智能制造裝備領域得到了全社會范圍的廣泛關注。隨著產品性能提升的內在需求增加和中國勞動力價格上漲,產業轉型升級的壓力不斷加大。工業機器人作為智能制造領域的代表,在產業轉型升級的過程中正發揮著越來越重要的作用。

  目前中國工業機器人產業具備較強的政策優勢,由于制造業轉型與升級,政府扶持力度不斷加碼。國內外經濟環境的變化倒逼產業轉型升級,制造業向高端發展是必經之路。為了更好地適應市場經濟的發展,需要利用機器人技術提升我國工業發展水平,完成從制造業大國向制造業強國的轉變。

  在產業政策的激勵和市場需求的帶動下,近年來中國工業機器人產業實現快速增長,業內領軍企業產業化能力不斷提升,與此同時越來越多的新企業也積極投身于機器人產業當中。2014年中國工業機器人產量12050臺,同比增長26.2%,而2012至2014年的復合增長率則高達44.6%。

  中國工業機器人產業蓬勃發展的背后是產業環境的不斷完善。2014年1月,工信部發布了《關于推進工業機器人產業發展的指導意見》,明確提出了中國工業機器人發展目標,即開發滿足用戶需求的工業機器人系統集成技術、主機設計技術及關鍵零部件制造技術,突破一批核心技術和關鍵零部件,提升量大面廣主流產品的可靠性和穩定性指標,在重要工業制造領域推進工業機器人的規模化示范應用。除了國家對工業機器人產業的總體指導外,各地對工業機器人產業也制定了相關政策,予以支持與鼓勵。

  與工業發展相類似,中國工業機器人市場也面臨區域分布不均勻的問題。制造業及發展較好的地區是中國工業機器人應用的主戰場,也是拉動工業機器人發展的驅動力,中國工業機器人市場主要分布在華東和華南區域。我國工業機器人的使用主要集中在廣東、江蘇、上海、北京等地,其工業機器人擁有量占全國的一半以上。珠江三角洲地區和長江三角洲地區是我國經濟最發達的兩個地區,其中長江三角洲地區在制造業中所占的比例越來越大。企業資金與技術實力雄厚、對產品質量和勞動生產率要求高,這促使企業使用較多工業機器人需求越來越強。

  從工業機器人生產研發等產業的角度來看,目前我國工業機器人產業主要在東北、長三角和京津冀地區發展較好。東北是國內老工業基地,是最早從事于工業機器人生產的地區,主要企業包括沈陽新松機器人公司、哈爾濱博時自動化設備、海爾哈工大機器人技術公司等。長三角地區是中國汽車制造業、電子制造企業集中地,也是重要的機器人自動化公司集聚地,主要企業有上海富安工廠自動化、上海機電一體化工程中心、上海廣茂達伙伴機器人、安徽江淮自動化設備公司等。京津冀地區因其技術優勢,機器人產業也有所發展,代表企業包括北京紫光、艾捷默、遠大超人、拓博爾等,覆蓋領域包括工業機器人及其自動化生產線、工業機器人集成應用、工業機器人技術咨詢等產品和服務。

  從應用行業統計數據來看,汽車、電子工業是國內工業機器人的主要應用領域。其中汽車工業是工業機器人最大的應用行業,占比達到38%,與國際對應比例相近;而電子工業領域占比達到18.1%。其他應用行業包括橡膠塑料、軍工、航空制造、食品工業、醫藥設備、金屬制品等領域。

  受國家宏觀政策調控及居民消費水平提高的影響,我國汽車業進入高速增長期,整個行業增產擴能增加了對工業機器人的需求,汽車工業的發展是近幾年我國工業機器人增長的主要原動力之一。另一方面,一些新興的中低端市場也迅速擴大,如工程機械領域,甚至一些過去傳統的勞動密集型企業如石化、糧食、建材、化肥、飼料等領域市場需求也迅速發展起來。

  近年來,通過拓展下游應用服務,開拓傳統市場接納新興生產方式,家電、軌道交通、船舶等領域是機器人未來應用的主戰場。在一般工業應用的新領域,如光伏產業、動力電池制造業,包括酒類、飲料、乳業、糖等在內的食品工業,以及化纖、玻璃纖維、磚瓦制造、五金打磨、冶金澆鑄、醫藥等行業,都有工業機器人替代人工的環節和空間。

  中國在工業機器人應用企業類型方面也顯示出一些特點。采用工業機器人較多的企業,一般對產品的質量要求較高,企業在市場上具有更高的影響力。外商獨資或中外合資企業自動化程度一般比較高,也導致工業機器人的需求量較大。如近年來,隨著國內消費電子產業的快速發展,大量的日本、臺灣、香港企業進入內地建立加工廠,從事與IT、電器、個人數碼產品相關的部件生產,帶動了內地工業機器人市場的快速增長。

  預計未來至少在10到20年內,工業機器人的市場潛力和產業規模都將持續增長。促進發展的有利因素有很多,一是中國工業結構升級加快步伐,且國家政策重點支持。科技部先后從工業機器人高附加關鍵功能部件進行部署,對經濟型工業機器人成套產品產業化進行了布局,工信部重點扶持以工業機器人為代表的智能制造等;二是其所生產的批量產品質量穩定,生產效率明顯提升,且今后應用企業將對生產線提出更多的柔性和敏捷性要求,而工業機器人的大規模應用正好可以滿足要求;三是我國工業機器人理論研究積累深厚,裝備生產初具規模,中國經過二十多年的努力已經形成了一些具有競爭力的工業機器人研究機構和企業,已基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規劃技術等,開發出了一系列高技術含量的產品及零部件;四是應用范圍逐漸擴大,目前已覆蓋到工程機械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、煙草、金融、醫藥、冶金及印刷出版等眾多行業,發展潛力無限。

  我們還可從短期和長期兩個時間維度上看出工業機器人的普遍應用一定是大勢所趨。短期來看,中國工業經濟增速放緩,新型工業化道路大趨勢逐漸清晰,原先廉價的勞動力成本上漲導致中國人口紅利不在,產品制造要求逐漸提高,如果繼續堅持走原先的粗曠型發展道路已經越來越不劃算了。

  長期來看,工業4.0穩步推進,兩化融合逐漸實現,只能采用以工業機器人為代表的智能制造裝備,人類勞動力完全無法滿足要求;另外,工業機器人自發明之初即擔負的歷史使命也促使人類大規模應用,工業機器人可實現人所不及或精密可靠產品生產的要求,完成“超越人”使命;可應用于對人類存在較大風險的危險、惡劣環境中,完成“代替人”使命;可將人類從簡單、重復、繁重的體力勞動中解放出來,促使人類從事更高級腦力勞動的工作,或者干脆不工作,完成“解放人”的最終使命。所以說工業機器人大趨勢一定會到來,只是時間早晚。

  未來中國工業機器人產業及應用前景較為樂觀。短期來看,由于中國產業結構調整的大方針不斷被落實,工業機器人的安裝量將保持一個穩定的增長,并借助其在汽車領域中的良好應用逐步拓展到其他行業。預計2015年中國工業機器人產量將增長到15140臺,增速為25.6%,2017年產量預計達到23620臺,復合增長率在25.2%左右。從區域結構變化趨勢來看,預計2015-2017年,華東與華南區域應用工業機器人數量仍占據較高比例,而東北、華北區域在各地方政府的逐漸重視下,應用數量占比將逐漸增高。從行業結構變化趨勢來看,預計2015-2017年,汽車、電子工業仍是國內工業機器人的主要應用領域,工業機器人在軍工、航空制造、食品工業、醫藥設備等領域的占比將增加。

  既然機器換人這一趨勢必將到來,那么我們面對的問題是需要多長時間才可以實現?當前世界的技術革新、資本流動、經營模式等方方面面日新月異,在這樣一個個別創業者或新技術就可以改變整個世界的時代,面對工業這樣一個各種影響因素作用下極端復雜的大系統,對工業機器人普及時間做預測將變得十分困難。但我們可以嘗試將世界工業機器人強國發展歷程做一個分析和總結,并考慮我國實際情況與其他國家的優勢與不足,立足當前發展速度對我國全面采用工業機器人的時間進行粗略測算。

  機器人密度是評價一個國家工業機器人普及率和自動化發展水平的重要指標。目前國際機器人聯合會(IFR)發布數據稱2017年中國工廠使用的機器人數量將超過任何其它國家,但在機器人密度方面卻遠遠落后于其他工業化程度更深的國家。在中國制造行業中,每萬名工人僅對應30臺機器人,而韓國、日本、德國和美國在這一領域的數字為437臺、323臺、282臺和152臺。

  上世紀60年代,美國首先研制成功第一臺工業機器人,也是勞動力成本不斷提高催生出的產物,機器人首先用在發展很快的汽車工業上。美國工業機器人發展算是一個自由市場經濟條件下自然生長的過程,相較于日韓等國,政府影響較小,當前機器人密度低于日韓和德國。日本在戰后也面臨勞動力缺乏和勞動力成本高的問題,迅速引進技術。同時政府出臺扶持政策,工業機器人產業很快就發展起來。對機器人制造商,日本政府給補貼,以減少制造機器人的風險,因此刺激了工廠的積極性。用戶購買和使用機器人也會得到政府補貼,用的越多獲得的補貼越多。促使日本已成為當前世界上生產和使用工業機器人最多的國家。韓國工業機器人產業起步較晚,于20世紀80年代末開始大力發展工業機器人技術,在政府的資助和引導下,由現代重工集團牽頭,到20世紀90年代末用了10年的時間形成自己的工業機器人體系,目前韓國近幾年來已躋身機器人強國之列,其機器人的生產能力僅次于日本、美國和德國,排名世界第4名,且其機器人密度已達到世界最高水平,例如韓國的汽車工業大量應用本國的機器人。再看中國的情況,中國政府對于工業機器人的各項扶持政策并不亞于當年的日本和韓國,且本土企業幾經擁有了一定積累,并已獲得了25%的市場份額,盡管還存在應用成本高等問題,但中國工業機器人安裝量成倍增長已成定勢,預計3-4年內中國機器人應用規模將高居全球第一,10年之內機器人密度即每1萬名工人的機器人數將超過500臺。若當前中國經濟和政策方向不變,全球各外部因素不出現大幅波動,預計中國最快在2030年工業機器人在各相關行業內提供的生產力全面超過產業工人,機器替代人的大趨勢最快在15-20年后就將到來。

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