基于產業地圖視角的重慶工業機器人產業分析

劉蘭 邱磊 文雷

摘 要：工業機器人產業的發展水平是國家制造業綜合實力的重要體現，現已成為國內外高度重視的高新技術應用領域之一。本研究參考采用IFR、國家知識產權局、德溫特專利索引數據庫等各大組織和機構的公開數據，運用專利技術分析及產業地圖等技術預見方法，研究國內外工業機器人發展現狀及趨勢，并立足重慶工業機器人產業發展實際，描繪未來工業機器人產業發展地圖。

關鍵詞：工業機器人;重慶;產業地圖

中圖分類號：TP24? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1671-0037（2019）1-82-6

DOI：10.19345/j.cxkj.1671-0037.2019.01.014

1 引言

1987年，國際標準化組織（IS0）將工業機器人定義為一種具有自動控制的操作和移動功能，能夠完成各種作業的可編程操作機[1]。工業機器人主要由本體、伺服電機、減速器和控制系統四大部件組成，是集機械、計算機、電子、人工智能、傳感器、控制等多學科技術于一體的自動化裝備[2-4]。當前，世界主要發達國家都將工業機器人作為重點產業，形成了較為完整的產業鏈，包括上游的減速器、伺服電機、控制器等核心零部件，中游的操作系統、傳感器等零部件以及下游的系統集成、軟件二次開發等[5]。

2 全球工業機器人產業發展現狀

近年來，全球工業機器人總量保持穩定增長。據IFR預測，2018—2020年全球工業機器人市場將會保持15%的增速，全球保有量預計將達到305.3萬臺。目前，中國、韓國、日本、美國和德國為工業機器人前五大市場，銷售額占全球總銷售額的74%。

2.1 產業規模

全球機器人市場主要包括服務機器人、特種機器人和工業機器人，其中工業機器人的市場份額占比最大。2013—2017年，全球工業機器人銷量均保持兩位數增長，2017年達到38.05萬臺，同比增長29%，見圖1。

據IFR統計顯示，2017年全球工業機器人銷售額達到147億美元，見圖2。中國、日本、韓國、美國、德國等國對工業自動化改造的需求使得工業機器人市場銷售額大幅提升，五國的銷售額總計占全球銷售額的3/4。

2.2 全球領導廠商地理分布

通過對全球十大工業機器人產業領導廠商地理分布情況的分析可知，歐美和日本仍是全球領先廠商的集聚地。全球較大的工業機器人廠商為瑞士的ABB公司，日本的安川機電、川崎公司，德國的庫卡，意大利的柯馬以及美國的American Robot等，見圖3。

2.3 區域技術

工業機器人融合計算機、機械、材料、制造等各個領域的復雜技術[6]。在工業機器人的基礎研究方面，美國具有領先優勢;在視覺和仿生方面，日本的技術遙遙領先;在智能機器人的研究和應用方面，德國處于世界領先地位。中國在機器人操作機的設計制作技術、運動學和軌跡規劃技術、控制系統硬軟件設計技術等方面已取得較大進展，但在工業機器人技術及其工程應用方面，與國外的差距仍較大[7]。

專利總量方面，日本、中國、韓國、德國、美國等五國在工業機器人領域的申請量占全球總量的80%。全球專利申請總量排名前九的國家，申請總量達28 305件，具體分布情況見表1。其中，日本以9 695件專利申請量占據第一位，占總量的34.3%，具有絕對的技術優勢;中國以6 733件占據世界第二，占總量的23.79%;韓國、德國、美國均是起步早且工業機器人技術先進的國家，分別占12.42%、10.54%、7.45%。

3 中國工業機器人產業發展現狀

工業機器人在我國通常被定義成面向工業領域的多自由度機器人或者多關節機械手[8]。在工業領域的生產和加工過程中，可以通過自動控制工業機器人以代替人類執行某些具有危險性、單調性和重復性的作業[9]。我國的工業機器人產業發展時間較短，近年來國家層面加速布局，2017年7月，國務院發布《新一代人工智能發展規劃》，明確提出了工業機器人產業未來發展路徑，為把工業機器人產業打造成具有國際競爭力的先導產業指明方向。

3.1 產業規模

目前，我國已成為全球最大的工業機器人應用市場，大約占世界機器人市場份額的1/3。據中國電子學會數據顯示，近年來我國工業機器人銷售額保持穩定增長趨勢，2017年銷售額達42.2億美元，同比增長24.12%，見圖4。

3.2 廠商地理分布及分類

從廠商數量來看，工業機器人企業主要分布在東部沿海等發達省區市，廣東省、江蘇省、上海市三地的企業數量排名前三，分別有658家、512家和351家。重慶市有兩江、華數等71家公司，排名第15位，見表2。

3.3 區域分布

我國工業機器人已形成環渤海、長三角、珠三角和中西部四大產業集聚區。長三角地區工業機器人產業發展較早，實力雄厚。隨著外國企業在上海市、無錫市、昆山市和南京市的入駐，這些地區的工業機器人的發展水平相對較高。其中，安川、ABB、庫卡和發那科都在上海市建立了工廠。珠三角地區的控制系統具有優勢，主要集中在廣州市、佛山市、深圳市、東莞市等地。廣州市數控系統是國內領先的專業數控機系統供應商。數控系統的年產量占同類產品國內市場份額的1/2。環渤海地區科研力量雄厚，龍頭企業牽引力明顯。以北京市、哈爾濱市和沈陽市為代表，具有較強的科研實力，集聚了沈陽自動化研究所、中國科學院自動化研究所、哈爾濱工業大學、北京航空航天大學等科研機構以及沈陽新松、哈爾濱工業大學機器人、哈博士等具有明顯牽引效應的龍頭企業。中西部地區的機器人產業起步較晚，但近年來在外部科技資源的幫助下，發展勢頭強勁[10]。

3.4 研發機構

我國工業機器人研發機構主要集中在北京市，其次是江蘇省。根據操作機專利、控制系統專利以及驅動系統專利來看，申請量最多的研發機構分別為清華大學、FANUC公司以及中科院沈陽自動化所。

4 重慶工業機器人產業發展現狀

近年來，重慶大力推動工業機器人產業發展，專門成立了機器人協調領導辦公室，同時組建了由設計研發、加工制造、市場應用等各單位構成的行業產業鏈聯盟。目前，已集聚了300余家國內外工業機器人制造和研發企業。

4.1 產業規模

據重慶市經信委數據統計，截至2017年，全市工業機器人產值規模達79.8億元，同比增長49.16%。現已初步形成集研發、整機制造、系統集成、零部件配套生產、應用服務于一體的機器人全產業鏈體系，為擴大產業規模奠定了基礎。

4.2 產業發展環境

重慶市作為國內三大老工業基地之一，工業基礎雄厚，目前已成為全球最大的筆記本電腦產業集群和全國最大的汽車生產基地，其相關企業對工業機器人的需求旺盛。隨著軌道交通、生物醫藥、智能制造等產業的加速發展，工業機器人的發展潛力將進一步被激發，市場發展前景巨大。

同時，重慶市政府高度重視工業機器人的發展，近年來在頂層設計層面加快部署。2013年出臺了《重慶市人民政府關于推進機器人產業發展的指導意見》，2017年提出《重慶市機器人及智能裝備產業集群發展規劃（2015—2020年）》;同時成立了機器人協調領導辦公室，組建了由設計研發、加工制造、市場應用等各單位構成的行業產業鏈聯盟。健全的政策體系和相關措施，為產業的發展提供了保障和基礎。

4.3 產業布局情況

目前，重慶市已在兩江新區、永川區、璧山區等地形成了工業機器人產業集聚區。兩江新區作為重慶機器人產業發展的核心承接區域，現已初步形成了集機器人整機總成、關鍵部件制造區、標準檢測評定平臺、金融租賃支持平臺、展示互動體驗平臺等“1區5平臺”的產業基地。當前，集聚了100余家企業，計劃到2020年建成擁有100萬臺服務型機器人、10萬臺工業機器人、1 000萬臺特種機器人的中國智能產業高新區。永川區已集聚了固高科技、廣州數控、哈工大、德國埃馬克、陜西恒通3D打印等120家機器人及智能裝備制造企業。重慶威諾克公司已與德國AMTC、同濟大學中德學院、重慶大學聯合研制出雙Y軸發動機缸蓋（體）智能化生產線，生產出能夠連續生產、智能化、柔性化機器人，可基本替代進口機型和生產線。璧山主要聚焦特種機器人生產，目前已引進近30家相關企業，包括信鼎精密機械公司、朗正科技有限公司等主要研發和生產機器人“大腦”的公司。江津雙福新區已經落戶機器人企業12家，年產值達2億元。預計2020年實現產值50億元。

4.4 產業研發技術情況

目前，已初步形成了以中科院重慶綠色智能研究院、重慶大學、西南大學、重慶郵電大學、重慶理工大學、重慶科學技術研究院等院所高校為核心的研發體系，并與市內的龍頭企業開展產學研合作，進行工業機器人的研發設計，在機器人整機及關鍵零部件技術等方面取得重要突破，已可生產較為成熟的機器人產品。

此外，成立了重慶機器人學會，有力促進了全市的機器人技術和產業創新發展;引入了全國第3個國家機器人檢測評定中心，可對機器人的材料、機器人的關鍵零部件、機器人的本體進行全方位檢測;建立了重慶固高科技長江研究院、重慶兩江機器人融資租賃有限公司、重慶兩江機器人培訓及應用中心（學院）等公共服務平臺、創業孵化及應用推廣服務平臺，對于提升研發、培育、檢測、認證等方面的水平和市場競爭力具有極大的支撐作用。

5 對重慶工業機器人產業發展的建議

總體而言，重慶市工業機器人產業基礎良好、市場規模較大、產業布局合理、產業政策完善、產業發展整體較好。但相較于環渤海、長三角、珠三角地區，在產業規模、研發人員、企業數量、專利技術、園區建設、研發能力等方面仍存在較大差距[12]，還須借鑒發達地區發展經驗，推動工業機器人產業實現跨越式發展。

5.1 構建戰略框架，制定產業發展路線圖

結合產業發展實際，按照《重慶市機器人及智能裝備產業集群發展規劃（2015—2020年）》等相關政策要求，將產業發展的近期目標和長期目標有機結合，確定產業發展的核心技術，并在此基礎上制定詳細的工業機器人產業發展路線圖，明晰產業發展方向[13]。

5.2 提升研發能力，建立產業創新及開發體系

當前，重慶工業機器人產業的整體研發能力較弱，研發投入低于環渤海、長三角、珠三角地區，還須加大產業研發投入力度，集中優勢力量進行產品開發，將外部資源引進與內部自主培育相結合，集聚研發機構和企業組織的合力，構建完整的產業創新體系，促進重慶工業機器人產業的發展。

5.3 培育產業人才，加大人才引進力度

重慶涉及工業機器人產業的技術人員數量較少，且綜合素質和專業技能水平較低，尤其是從事機器人研發的高端人才緊缺。因此，需要大力培育產業發展的相關人才，鼓勵和支持高校開設與機器人制造相關的專業，培養使用、維護機器人的一線操作人才;抓好工業機器人產業高層次人才引進，通過長期聘用、校企合作、對口服務等形式，加大柔性引才力度，全方位集聚人才。

參考文獻：

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[5] An H Y，Hua X C，Lun X Y.Researchs tatus and development trend so fintel ligent robot and app lication[J].International Academic Developments，2009（4）：38?39.

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[10] 王茜，王玲.我國機器人行業企業創新趨勢研究：基于專利數據的分析[J].科技管理研究，2016（16）：27-33..