淺談工業機器人的發展現狀與趨勢

金定浩

摘 要：隨著先進制造業的發展，工業機器人已經成為其不可缺少的重要部分。而工業機器人的制造和應用水平，也在一定程度上代表了一個國家制造業的水平。目前，世界上許多國家已經將發展工業機器人行業寫入國家發展規劃。該文簡要介紹了國外和國內工業機器人的發展狀況，并在此基礎上分析了工業機器人的發展模式、技術發展趨勢和全球未來增長點。

關鍵詞：工業機器人 發展現狀 發展趨勢

中圖分類號：TP24 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（a）-0001-02

工業機器人是面向工業領域的，多關節機械手或多自由度的機器裝置。它的設計、制造和應用涉及到機械、電子、控制、計算機、人工智能等多個高新科技領域發展成果。它有著靈活度高、工作空間大、運動平穩性好等優點，經過多年的完善，工業機器人已經成為機器人領域的弄潮兒。伴隨人類經濟、科學技術的不斷發展，工業機器人的技術也不斷得到革新。在工業運用中，它有著工作效率高、能保障人身安全、節省原材料等優點。目前在工業領域已成為必不可少的重要組成部分。有國外專家預測，機器人的發展將是繼汽車和計算機之后，又一顛覆人類社會的重要高新技術產業。

1 工業機器人的發展現狀

1.1 國外發展狀況

“機器人”一詞，最早出現在1920年被捷克作家雷爾·卡佩克所寫的一個劇本中。但機器人真正的誕生地在美國，1954年，喬治·迪沃獲得了第一個機器人專利（1961年授予）。迪沃在的專業基礎上與恩格爾·伯格成立了第一家機器人公司。這時候生產的機器人，是可編程移機，又叫“可編程的用于移動物體的設備”。1958年，迪沃和伯格的公司生產出了一個機器手臂，能夠完成搬運，這也是該公司的第一個機器人。從20世紀50年代一直到70年代，美國一直處于對機器人的研發階段。直到80年代末，美國才真正開始重視機器人研究。政府出臺了相關政策，在制訂計劃和加強投資開始鼓勵發展和應用機器人于工業。隨著機器人技術的不斷加強，美國開始生產功能愈發強大的機器人，并迅速搶占機器人市場。截止到2014年底，北美工業機器人保有量預計達23.69萬臺。

談到工業機器人，有另一個國家不能被忽視—日本。日本是目前世界上擁有最先進機器人技術的國家之一。據統計，全世界范圍內，目前有4成工業機器人集中在日本。日本機器人事業的起步沒有美國早，這個發展速度得益于日本政府對于機器人的重視。早在2004年，機器人已成為日本“新經濟發展戰略”的七大產業領域之一。在機器人的銷量方面，日本堪稱“工業機器人出貨大國”，就近幾年，日本工業機器人的出貨量幾乎與整個北美地區相持平。

在歐洲市場，德國引進機器人的時間比英國和瑞典要晚上好幾年，但由于戰后重建需要以及國民工業技術水平高，為工業機器人的迅速發展提供了非常有利的條件。2014年，除中國、日本、美國、韓國外，德國是機器人的第五大市場，預計工業機器人保有量已達17.58萬臺。目前，德國的工業機器人生產商有ROTEG、KUKA、REISROBOTICS、DURR、CLOOS等。

1.2 國內發展狀況

與上述幾個機器人大國相比，中國在機器人行業的起步要晚的多，在近幾年才開始大規模研發。雖然在2008年以前，我國幾乎沒有機器人產業，但隨著人口增長和工業大規模發展，五年后，我國已成為全球最大的工業機器人市場，這與工業機器人的成本迅速減少和勞動力成本的穩步增長密不可分。

在20世紀70年代初，我國工業機器人的研發工作才開始，其中，前十年的發展非常緩慢，處于單位和個人自主研發階段。而從1985年開始，在經濟轉型的關鍵時期，我國工業機器人行業的政策紅利開始不斷釋放，開始經歷了從無到有，不斷發展壯大的階段。這幾十年來，從“十五”到“十三五”規劃，都為我國機器人發展從頂層設計的高度不斷指明方向。據數據顯示，2014年我國工業機器人的裝機量已占全球總數的1/8，僅次于日本和韓國，而到了2016年，已居全球首位，同時成為全球工業機器人最大進口國。2014年，中國的工業機器人擁有量達到57萬臺。

但從技術層面看，由于近幾年的進口工業機器人的價格不斷降低，我國自行制造的工業機器人在成本上，根本無法與之競爭，使得我國目前在工業機器人的生產過程中，只能依賴配套進口的零部件。

2 工業機器人發展趨勢

從工業機器人的發展模式上來看，大體可以分為日本模式、美國模式和歐洲模式。美國模式中，國內基本不生產普通工業機器人，企業所需機器人一般進口購買，并在此基礎上自行設計所需的配套外圍設備。日本模式，各部門分層面完成工作，即政府制定相關政策，各公司以開發和生產優質的新型機器人為主要目標，施行“一攬子解決方案”，即由生產企業的子公司或其他工程公司來負責設計所需機器人的成套系統，最終完成交鑰匙工程。歐洲模式，機器人的生產和用戶所需要的系統設計制造全部由機器人生產企業完成。雖然在2016年美國公布的全球最具影響力50家機器人公司中，有三家中國公司躋身——其中新松機器人自動化股份有限公司、大疆創新科技有限公司、富士康科技集團，但中國機器人產業，尚處孕育期。從發展模式看，中國現階段的發展模式更接近美國，主要原因是機器人的本體還不能做到大規模國產化。未來發展的模式預計會與日本模式靠近，當然前提是能夠真正突破核心部件的技術。

從工業機器人的技術發展上來看，目前工業機器人技術正在向精度化、智能化、標準化、模塊化等方向進行發展。主要體現在，精度化和智能化，現在的工業機器人正在對于作業過程進行檢測、控制和優化，力求提高自動化水平；標準化和模塊化，工業機器人的組建正在逐漸實現標準化和模塊化，使得成本得以降低。

從工業機器人未來的增長量來看，主要的潛力將集中在亞洲，尤其是中國大陸及臺灣、韓國、印度等東南亞地區。這與中國的人口基數，以及國內制造業處于由傳統裝備向先進制造裝備轉型的時期不可分開。根據工信部《關于推進工業機器人產業發展的指導意見》，到2020年“機器人密度（每萬名員工使用機器人臺數）達到100以上”，可推算，目前國內還有至少500-600億的機器人本體市場密度，到2020年，中國機器人產業規模將達近三千億元。盡管近年來中國大陸的GDP增速有所下降，但工業機器人的安裝量仍將持續增長，據有關研究機構預測，在2018年，中國將擁有超過全球總量1/3的工業機器人的裝有量。

3 結語

在半個世紀的發展后，工業機器人憑借其工作效率高、準備率高、節省材料、成本降低等優點在工業制造業有了舉足輕重的地位。而工業機器人的制造技術先進程度、運用領域的廣度也已在一定程度上代表了各個國家制造業先進程度。目前，全球對工業機器人的需求在不斷加大，如何研究功能更加完善、更加標準化、精密化等的問題成為各國研究的主要關鍵。

參考文獻

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