全球工业机器人产业发展历程及行业五大驱动因素分析

工业机器人机器人 2014-09-01 02:55

现代机器人的起源可以追溯到二十世纪40-50年代，美国橡树岭等国家实验室进行了机器人方面的初步探索，50-60年代，随着机构理论和伺服理论的发展，机器人进入了使用化阶段。1960年美国AMF公司生产了圆柱坐标型机器人Versatran，这是世界上第一种用于工业生产上的机器人。

60-70年代，日本、德国面临劳动力短缺的严重问题，两国投入巨资研发机器人来替代劳动力，机器人技术迅速发展，日本一举超越机器人起源国美国成为世界机器人第一强国，同时也为世界工业机器人的发展打下了坚实的基础。进入80年代后，随着计算机、传感器技术的发展，机器人技术已经具备了初步的感知、反馈能力，在工业生产中开始逐步应用。工业机器人首先在汽车制造业的流水线生产中开始大规模应用，随后，诸如日本、德国、美国这样的制造业发达国家开始在其他工业生产中也大量采用机器人作业。进入21世纪以来，随着劳动力成本的不断提高，技术的不断进步，各国陆续进行制造业的转型与升级，出现了机器人替代人的热潮。同时，人工智能发展愈演愈烈，服务机器人也开始走进普通家庭的生活。

机器人历史发展阶段

时间	发展阶段	推动因素	发展水平
40-50年代	萌芽阶段	美国橡树岭等国家实验室初步科研成果	1954年第一台可编程机器人诞生，具备了机器人雏形
60-70年代	初级阶段	德国、日本战后劳动力短缺，工业基础好	示教再现型，按程序重复作业
80-90年代	迅速发展阶段	计算机技术、传感器技术迅速发展	具备初步感知、反馈能力，在工业生产中广泛应用
21世纪初至今	智能化阶段	制造业升级，工业自动化，机器人替代人	具有逻辑思维、决策能力

资料来源：产业信息网整理

随着技术的进步，工业机器人的功能也越来越强大，自由度、精度、作业范围、承载能力等传统的衡量工业机器人水平的各项技术指标都有了显著地提升。2000年之前，6轴机器人还是高端工业机器人的代名词，而目前6轴工业机器人已经渐渐普及，很多高端机器人的轴数都在 6轴以上，安川最新研发的莫托曼双臂机器人最高轴数达到了15轴，更多的自由度让机器人的灵活度得到了显著提升，不再局限于之前的简单重复劳动。精密减速器的发展使得机器人的精度和重复定位精度较10年前大大进步，目前ABB的IRB-120机器人工作精度能达到0.01mm，在作业范围、最大工作速度和承载能力方面也有了显著的提高，发那科最新的大型机器人承载能力最高可达1.5吨。

技术指标提升

发展时期	21世纪初	最新发展
自由度	3-6个	可达6个以上，最高15个
定位精度和重复定位精度	1mm	0.01mm
作业范围	--	2500mm
最大工作速度	--	6m/s
最大承载能力	--	1.5吨

全球机器人行业发展的五大推动因素分析

智研咨询发布的《2014-2019年中国工业机器人产业专项研究及投资策略咨询报告》指出：影响机器人行业发展的积极因素有全球化、人口老化、生产周期减少、健康和安全条例以及薪资水平这五大因素。

1、全球化

在全球化经济中，发达国家维持制造业优势的最重要因素，就是在技术研发方面的持续投入。技术研发经费的持续投入也大大加快了机器人技术的进步，直接推动了机器人产业的普及。

2、人口老化和高技能人才短缺

由于人口老化带来的劳动力老化以及科学，技术，工程，数学方面的人才短缺将对经济造成冲击。根据Man power集团在2013年对42个国家进行的调查发现，34%的公司熟练工种的招聘存在困难。日本高达85%的公司招聘存在困难，巴西是68%，美国和加拿大分别为39%和34%。在精度、一致性上都具有明显优势的机器人将轻松解决高技能人才短缺的问题。此外，随着人口不断老化，机器人替代人工作的需求也越来越大。

3、生产周期缩短

在一些产业中，更高的营业额和更多的客制化要求缩短了产品的生产周期。这在未来的制造业中将会越来越常见，并扮演越来越重要的角色。使用柔性的机器人而不是定制的模型将是适应这一新趋势的关键。

4、健康和安全条例

实践证明，机器人可以在那些危险的环境或者在那些大量重复单调及由此对身体产生伤害的岗位中代替人力。不断提高的工人健康和安全水平要求，将会推动机器人的应用。人类社会的发展，一直在朝着创造更好的工作环境和通过自动化来提高产量的方向前进，即使是在中国和印度这样的相对低劳动力成本的国家也是如此。

5、薪资水平

在过去，在高劳动力成本的领域使用机器人可以节省不少的费用。但是最近很多机器人开始流向低成本劳力的岗位。随着人口老龄化继续以及劳动力技能的错配，以及机器人成本的降低，机器人将在那些薪资水平不太高的领域普及。

机器人相对于人来说，最大的优势在于机器人的精确性、一致性和抵抗恶劣环境。除此之外，随着人力成本的逐步上升和工业机器人制造成本的下降，平衡劳动力成本也成了一大需求。