工業(yè)機(jī)器人誕生于20世紀(jì)60年代,在20世紀(jì)90年代得到迅速發(fā)展,是最先產(chǎn)業(yè)化的機(jī)器人技術(shù)。它是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù),是當(dāng)代研究十分活躍、應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。它的出現(xiàn)是為了適應(yīng)制造業(yè)規(guī)模化生產(chǎn),解決單調(diào)、重復(fù)的體力勞動(dòng)和提高
生產(chǎn)質(zhì)量而代替人工作業(yè)。在我國,工業(yè)機(jī)器人的真正使用到現(xiàn)在已經(jīng)接近20多年了,已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)、引進(jìn)到自主開發(fā)的轉(zhuǎn)變,促進(jìn)了我國制造業(yè)、勘探業(yè)等行業(yè)的發(fā)展。隨著我國門戶的逐漸開放,國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將面對越來越大的競爭與沖擊,因此,掌握國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場的實(shí)際情況,把握我國工業(yè)機(jī)器人研究的相關(guān)進(jìn)展,顯得十分重要。
二、工業(yè)機(jī)器人帶來的效益
發(fā)達(dá)國家的使用經(jīng)驗(yàn)表明:使用工業(yè)機(jī)器人可以降低廢品率和產(chǎn)品成本,提高了機(jī)床的利用率,降低了工人誤操作帶來的殘次零件風(fēng)險(xiǎn)等,其帶來的一系列效益也是十分明顯的,例如減少人工用量、減少數(shù)控機(jī)床損耗、加快技術(shù)創(chuàng)新速度、提高企業(yè)競爭力等。機(jī)器人具有執(zhí)行各種任務(wù)特別是高危任務(wù)的能力,平均故障間隔期達(dá)60000小時(shí)以上,比傳統(tǒng)的自動(dòng)化工藝更加先進(jìn)。采用工業(yè)機(jī)器人還有如下優(yōu)點(diǎn):
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改善勞動(dòng)條件,逐步提高生產(chǎn)效率;
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更強(qiáng)與可控的生產(chǎn)能力,加快產(chǎn)品更新?lián)Q代;
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提高零件的處理能力與產(chǎn)品質(zhì)量;
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消除枯燥無味的工作,節(jié)約勞動(dòng)力;
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提供更安全的工作環(huán)境,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少勞動(dòng)風(fēng)險(xiǎn);
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提高機(jī)床;
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減少工藝過程中的工作量及降低停產(chǎn)時(shí)間和庫存;
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提高企業(yè)競爭力。
在面臨全球性競爭的形勢下,制造商們正在利用工業(yè)機(jī)器人技術(shù)來幫助生產(chǎn)價(jià)格合理的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。一個(gè)公司想要獲得一個(gè)或多個(gè)競爭優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)將是推動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展的有效手段。
三、國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場
（一）國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的銷售情況
國家863機(jī)器人技術(shù)主題自成立以來一直重視機(jī)器人技術(shù)在產(chǎn)業(yè)中的推廣和應(yīng)用,長期以來推進(jìn)機(jī)器人技術(shù)以提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),利用機(jī)器人技術(shù)發(fā)展高新產(chǎn)業(yè)。目前,政府正在使用各種辦法加大中國裝備制造業(yè)在市場中占據(jù)的份額,并提供優(yōu)惠措施鼓勵(lì)更多企業(yè)使用機(jī)器人及技術(shù)以提升技術(shù)水平。國內(nèi)越來越多的企業(yè)在生產(chǎn)中采用了工業(yè)機(jī)器人,各種機(jī)器人生產(chǎn)廠家的銷售量都有大幅度的提高。根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計(jì),最近4年來許多企業(yè)在華的銷售量甚至是前面十幾年銷售量的幾倍,年平均增長率超過40%。2001年我國工業(yè)機(jī)器人海關(guān)進(jìn)出口數(shù)量不過是3774臺,國內(nèi)生產(chǎn)數(shù)量約700臺左右。2004年市場規(guī)模已經(jīng)增長到萬臺左右,數(shù)量和金額相對于2001年都增長了兩倍。2004年國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人數(shù)量突破了1400臺,產(chǎn)值突破8億元人民幣。進(jìn)口機(jī)器人數(shù)量超過9000臺,其中多功能機(jī)器人約1700臺,簡易機(jī)器人7500臺,進(jìn)口額約25億美元。可以預(yù)見,中國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)不久后將會作為一種在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位的產(chǎn)業(yè)而存在。
（二）國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的需求情況
工業(yè)機(jī)器人發(fā)展長期以來受限于成本較高與國內(nèi)勞動(dòng)力價(jià)格低廉的狀況,隨著中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展,近幾年的國民生產(chǎn)總值年平均增長率更是保持在9%左右,人民生活水平不斷地提高,勞動(dòng)力供應(yīng)格局已經(jīng)逐步從“買方”市場轉(zhuǎn)為“賣方”市場、由供遠(yuǎn)大于求轉(zhuǎn)向供求平衡。作為制造業(yè)主力的農(nóng)民工也從早期的僅解決溫飽問題到現(xiàn)在對薪資和工作條件提出了更高的要求。這些情況使得許多勞動(dòng)密集型企業(yè)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率所采用的增加工人數(shù)量、延長工人勞動(dòng)時(shí)間的方法變得成本高昂,同時(shí)也受到法律的限制和政策的阻礙。無論是企業(yè)還是社會都認(rèn)識到必須采取從改善機(jī)器設(shè)備入手,提高技術(shù)和資金的密集度來減少用工量以應(yīng)對這種改變。總之,勞動(dòng)力過剩程度降低、單個(gè)工人成本上升、對產(chǎn)品質(zhì)量更高的要求、國家對裝備制造業(yè)的重視等變化改善了機(jī)器人的使用環(huán)境,工業(yè)機(jī)器人及技術(shù)在中國已逐步得到了政府和企業(yè)的重視。隨著機(jī)器人知識的廣泛普及,人們對于各種機(jī)器人的了解與認(rèn)識逐步深化,利用機(jī)器人技術(shù)提升我國工業(yè)發(fā)展水平、從制造業(yè)大國向強(qiáng)國轉(zhuǎn)變,提高人民生活質(zhì)量成為全社會的共識。
（三）國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的市場特征
（1）以汽車制造業(yè)為主的制造業(yè)發(fā)展促進(jìn)了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。汽車制造業(yè)屬于技術(shù)、資金密集型產(chǎn)業(yè),也是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的行業(yè)。在我國,工業(yè)機(jī)器人的最初應(yīng)用是在汽車和工程機(jī)械行業(yè),主要用于汽車及工程機(jī)械的噴涂及焊接。2000年開始,受國家宏觀政策調(diào)控及居民消費(fèi)水平提高的影響,我國汽車工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)高速增長期。面對這種局面,國際汽車巨頭紛紛進(jìn)入中國市場并與我國企業(yè)合資設(shè)廠或擴(kuò)大原有生產(chǎn)規(guī)模,國內(nèi)企業(yè)也紛紛轉(zhuǎn)型或加大對汽車行業(yè)的投資,整個(gè)行業(yè)增產(chǎn)擴(kuò)能增加了對工業(yè)機(jī)器人需求。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),最近幾年國內(nèi)廠家所生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人有超過一半是提供給汽車行業(yè)的,海關(guān)進(jìn)出口增長數(shù)據(jù)與汽車行業(yè)增長數(shù)據(jù)具有較高的相關(guān)度。可知,汽車工業(yè)的發(fā)展是近幾年我國工業(yè)機(jī)器人增長的原動(dòng)力之一。
（2）沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)是工業(yè)機(jī)器人的主要市場。我國工業(yè)機(jī)器人的使用集中在廣東、江蘇、上海、北京等地,工業(yè)機(jī)器人的擁有量占全國的一半以上,這種分布態(tài)勢和增長趨勢符合我國現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。我國經(jīng)濟(jì)最具活力的地區(qū)已經(jīng)從珠江三角洲地區(qū)擴(kuò)展到長江三角洲地區(qū),而且長江三角洲地區(qū)在制造業(yè)中所占的比重越來越大。
（3）外商獨(dú)資企業(yè)、中外合資企業(yè)和國有企業(yè)是工業(yè)機(jī)器人的主要客戶。工業(yè)機(jī)器人屬于技術(shù)含量高,價(jià)格相對昂貴的制造裝備,采用工業(yè)機(jī)器人較多的企業(yè),一般對產(chǎn)品的質(zhì)量要求較高,企業(yè)在市場上具有更高的影響力。現(xiàn)階段,工業(yè)機(jī)器人使用量最多的仍是外商獨(dú)資或中外合資企業(yè)。國有企業(yè)也在加大對工業(yè)機(jī)器人的采購用于技術(shù)改造,如汽車行業(yè)中的一汽、二汽、上汽等,它們的產(chǎn)品在市場上已經(jīng)具有了相當(dāng)強(qiáng)的競爭力,它們對工業(yè)機(jī)器人有著較大的需求,同時(shí)采購上它們能夠得到國家和政府的支持,因此制造業(yè)中的大中型國有企業(yè)的工業(yè)機(jī)器人使用量一直很大,而且在未來相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍將保持這種增長勢頭。另外,我國的民營企業(yè)正逐漸認(rèn)識到工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢,對工業(yè)機(jī)器人的采用量也在逐步增加,雖然裝備的數(shù)量上與以上企業(yè)仍存在較大差距,但是增長的速度驚人,將很快成為工業(yè)機(jī)器人市場的重要客戶。
（5）國內(nèi)進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人的國家和地區(qū)分布。2001～2004年我國進(jìn)口的工業(yè)機(jī)器人主要來自日本與臺灣,2004年日本對華出口金額占我國進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人金額的一半。
四、我國機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢
中國工業(yè)機(jī)器人經(jīng)過“七五”攻關(guān)計(jì)劃、“九五”攻關(guān)計(jì)劃和863計(jì)劃的支持已經(jīng)取得了較大進(jìn)展,工業(yè)機(jī)器人市場也已經(jīng)成熟,應(yīng)用上已經(jīng)遍及各行各業(yè),但進(jìn)口機(jī)器人占了絕大多數(shù)。我國在某些關(guān)鍵技術(shù)上有所突破,但還缺乏整體核心技術(shù)的突破,具有中國知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機(jī)器人則很少。目前我國機(jī)器人技術(shù)相當(dāng)于國外發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)80年代初的水平,特別是在制造工藝與裝備方面,不能生產(chǎn)高精密、高速與高效的關(guān)鍵部件。我國目前取得較大進(jìn)展的機(jī)器人技術(shù)有:數(shù)控機(jī)床機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)與裝備、沖壓機(jī)械手相關(guān)技術(shù)、工程機(jī)械智能化機(jī)器人相關(guān)技術(shù)、裝配自動(dòng)化機(jī)器人相關(guān)技術(shù)。現(xiàn)已開發(fā)出金屬焊接、噴涂、澆鑄裝配、搬運(yùn)、包裝、激光加工、檢驗(yàn)、真空、自動(dòng)導(dǎo)引車等的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品,主要應(yīng)用于汽車、摩托車、工程機(jī)械、家電等行業(yè)。
我國機(jī)器人技術(shù)主題發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)是:根據(jù)2l世紀(jì)初我國國民經(jīng)濟(jì)對先進(jìn)制造及自動(dòng)化技術(shù)的需求,瞄準(zhǔn)國際前沿高技術(shù)發(fā)展方向創(chuàng)新性地研究和開發(fā)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)、產(chǎn)品技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)。未來工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)有:第一,危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境作業(yè)機(jī)器人:主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機(jī)器人;第二,醫(yī)用機(jī)器人:主要有腦外科手術(shù)輔助機(jī)器人,遙控操作輔助正骨等;第三,仿生機(jī)器人:主要有移動(dòng)機(jī)器人,網(wǎng)絡(luò)遙控操作機(jī)器人等。其發(fā)展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。
五、結(jié)語
工業(yè)機(jī)器人市場競爭越來越激烈,中國制造業(yè)面臨著與國際接軌、參與國際分工的巨大挑戰(zhàn),加快工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究開發(fā)與生產(chǎn)是我們抓住這個(gè)歷史機(jī)遇的主要途徑。因此我國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)要認(rèn)識到以下幾點(diǎn)情況:
第一,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是我國由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的主要手段和途徑,政府要對國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人有更多的政策與經(jīng)濟(jì)支持,參考國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),加大技術(shù)投入與改造;
第二,在國家的科技發(fā)展計(jì)劃中,應(yīng)該繼續(xù)對工業(yè)機(jī)器人研究開發(fā)與應(yīng)用給予大力支持,形成產(chǎn)品和自動(dòng)化制造裝備同步協(xié)調(diào)的新局面;
第三,部分國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)與國外相當(dāng),企業(yè)采購工業(yè)機(jī)器人時(shí)不要盲目進(jìn)口,應(yīng)該綜合評估,立足國產(chǎn)。
