工业机器人行业发展情况和趋势


发布时间:

2023-07-10

宏观环境政策上:政策力度加强,方向上从“引进+专项突破”转为“国产化、智能化”;目标上提出到2025年,制造业机器人密度较2020年实现翻番。

国内工业机器人发展宏观环境

政策上:政策力度加强,方向上从“引进+专项突破”转为“国产化、智能化”;目标上提出到2025年,制造业机器人密度较2020 年实现翻番。

技术上:机器视觉、传感器等相关技术的发展及与工业机器人深度结合,促进工业机器人的可用性和易用性。

需求上:1)潜在劳动力不足,“机器替人”成大势所趋;2)目前国内工业机器人主要依赖进口,其密度与发达国家相比有提升空间,国内工业机器人空间潜力大。同时,新能源等行业在国产化的浪潮下为国内工业机器人企业的发展与渗透提供一定先发优势。

 

国内工业机器人产业链现状

上游-零部件情况:1)减速器:市场集中度极高,高端市场为国外品牌绝对垄断,故厂商议价能力强,约占机器人成本的25%-30%。整体供货周期长,国内一般4-6个月。2)伺服:高端市场依赖进口,中低端市场可自主覆盖。国内厂商中,伺服占机器人成本比重约25%-30%。3)控制器:本体厂商纷纷自主研发,但大部分还是需要购买第三方产品。控制器占机器人成本比重约20%-25%。

中游-本体情况:1)保有量:2022年中国工业机器人保有量135.7万台,主要为多关节机器人和SCARA机器人,其占比分别为60%,40%左右。2)竞争格局:市场格局较为集中,整体国外品牌占比高,约七成左右。3)国内厂商主要打法:通过零部件自研来控制成本结构、发展协作机器人增加产品应用场景、拓展家具等新行业、积极布局出海等。

下游-系统集成商情况:1)市场格局较为分散(企业数量多、规模小),其中国内系统集成商占比90%以上。2)机器视觉、3D相机等新兴的集成生态伙伴助力工业机器人“眼/脑”发展,解锁更多、更精应用场景。3)传统系统集成商向综合解决方案厂商迈进,即向上拓展本体能力,向下拓展机器视觉、柔性夹爪等周边技术。

数据来源:艾瑞咨询研究院-2023.4

 

国内工业机器人产业发展趋势

从发展方向上看:未来工业机器人的发展以提升应用广度和深度为方向,其中运动控制技术、控制系统技术促进产品性能提升,AI相关技术促进智能化提升,未来工业机器人向着智能化、精细化、柔性化、平台化等方向发展。

从行业发展潜力看:汽车制造、电子和半导体制造仍然是主要应用行业;锂电/光伏制造是新增市场的主要行业。除此之外,航空航天、家电制造业等制造业应用潜力也比较大。

 

国内工业机器人相关政策梳理

1)萌芽阶段(1986-2008):《“七五”科技攻关计划 》推动工业机器人的基础技术、基础器件的研究、开发。《高技术研究发展计划(863计划)》关注特种机器人领域如水下无缆机器人、防爆与侦察机器人等,成立专家组,主要目的在于缩小我国与国外技术发展的差距。  

 

2)外引内联阶段(2008-2015年):

2008:《国家重点支持的高新技术领域》科技部 、财政部与税务总局将工业机器人与自动化成套装备被纳入重点支持领域。

2013-2014:《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》围绕市场需求,包括汽车、船舶、电子等重点领域,开展系统集成、设计、制造等核心工段研究,突破工业机器人核心技术,培育机器人企业,优化产业布局。《鼓励进口技术和产品目录》对汽车涂装机器人这一关键零部件作为鼓励进口技术,进行3%的进口贴息。

2015:《中国制造2025》提高我国工业机器人企业的创新能力、集成能力。《外商投资产业指导目录》开展自主品牌试点工作。将垂直多关节工业机器人、焊接机器人及其焊接装置设备制造列入指导目录,鼓励外商投资。《首台重大技术装备推广应用指导目录》发挥公共财政的杠杆作用,激发保险 功能,鼓励企业加快工业机器人的应用,分担企业风险。

 

3)自主化、智能化阶段(2016-2021年)

2016:《 机器人产业发展规划》推动工业机器 人 向中高端迈进,攻克关键技术,重点发展六类工业机器人 ;突破机器人关键零部件技术 ,进行国产替代,自主品牌年产量达到10万台。

2017:《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划》提升高档数控机床与工业机器人的智能化水平。到2020年 , 高档数控机床智能化水平进一步提升,具备人机协调、自然交互、自主学习功能的新一代工业机器人实现批量生产及应用。

2018-2021:《“十三五”国家新兴产业规划》构建工业机器人产业体系,重点发展中高端机器人,发展配套的融资租赁服务。《制造业设计能力提升专项计划》重点突破系统开发平台和伺服器结构设计。《“十四五”智能制造发展规划》加快工业机器人、数控机床在内的智能装备的系统创新和技术攻关。

 

工业机器人核心技术体系及未来方向

伺服、控制器等核心零部件的智能化与外部智能化产品的结合与应用共同推动工业机器人的智能化。工业机器人的智能化主要是由内外部的智能化共同驱动的。对于外部智能化,主要是通过外置设备进行多维度、多场景的数据采集及分析后,进行智能决策,进而驱动工业机器人的执行,如视觉检测、视觉定位。对于内部智能化,则主要由以下两点驱动:1)核心零部件本身走向智能化,如伺服驱动器、控制器的算法趋于智能化;2)工业机器人自身运转状态的监测更加全面、控制更加精细化,自身数据的监测与控制器形成良性互补,共同推动工业机器人智能化。

 

精细化、标准化服务现有场景;挖掘并实现潜在应用场景。工业机器人应用场景深度与广度的拓展主要体现在以下两点:1)对于已有场景,主要是聚焦与解决方案的精进性与标准化,目的是为了省钱、省时、省人;2)对于潜在场景,分为两类:其一,对精度要求低、价格敏感度高的产线、环节,可以开发一些低精度、相对便宜的机器人以满足生产需求,如协作机器人凭借易配置、易开发、高性价比等特点应用于食品包装等环节,提升行业、场景广度;其二,对有需求但高要求的场景,目前实现难度大,先进技术的应用主要聚焦于自适应能力和交互能力两方面,目的是提升复杂场景需求的可实现性,如切割/焊接等场景的自动轨迹生成、多机自动协作。

 

工业机器人功能多样性提升、交互协作门槛降低将促进工业机器人应用场景柔性,进而提升生产产线的柔性。工业机器人助力柔性生产主要集中在生产制造环节与装配环节,其目的是满足同一产线生产产品品类、产品款式、产品尺寸多样化的能力,内核是期望实现产销协同。“位置VS功能场景VS交互与编程”是工业机器人助力柔性生产的关键,原因如下:1)位置可变减少重复配置、降低产线变更成本;2)功能场景可变主要是指在A位置实现a功能,在B位置可实现a功能,也可实现b功能等等,可提升产线各环节灵活部署的能力;3)交互及编程门槛降低,主要是降低功能场景的开发难度与周期。

 

工业机器人的平台化主要是指本体及其配件的硬件、软件趋于标准化和通用化,应用解决方案核心能力通用化。未来,工业机器人将像PC和手机一样趋于平台化,具有高效编程、快速部署、灵活应用、降低成本等意义。但平台化过程中主要难点需正视:1)对于C端驱动且普适性强的PC和手机市场,平台化有助于快速占领市场,那对于B端驱动且行业应用门槛高的工业机器人市场,目前头部玩家平台化能得到什么?2)平台化是为了提升应用专业性、降低应用开发和使用门槛,工业领域应用的复杂性与多样性如何克服,标准化准则如何建立是当前亟待解决的问题。

 

汽车制造、电子和半导体制造、锂电/光伏制造应用潜力大。

 

本文内容整理自网络

关键词:

机器人,工业,应用,智能化,场景,提升,制造,发展,技术