一間6000平方米的車間,工人從150人降到了80個,年產值卻達到8億元,產品的合格率也從95%提升到了99.6%,這就是中國某公司交出的機器換人的答卷。但這絕不僅僅不是個例。
2015年,全球機器人銷量首次突破了24萬臺。中國市場處于領先,同比增長16%,銷量為6.6萬臺。近年來,“機器換人”的理念被大肆宣傳,在“十三五”規劃綱要中,也提出要大力發展工業機器人。尤其是勞動力成本上升、產業轉型的大環境下,工業機器人得到前所未有的關注,國內本土機器人企業因此在兩年內猛增至近千家。
科技取代人力已經在各行各業有所體現,但實際上大規模的取代仍未發生。尤其是制造行業,工業機器人是不可或缺的核心裝備,解放了大量勞動力。但目前的發展速度已經有所放緩,并且國內本土機器人廠商多集中于中低端,核心技術嚴重缺乏,今后被市場淘汰的可能性較大。
隨著機器人技術的發展,以及相關產業鏈的完善,更多的機器人需求將得以釋放。國家在政策方面將大力支持,未來智能裝備替換勞動力將成為不可避免的浪潮。我國機器人產業發展迎來蓬勃發展的態勢,相對于剛剛起步的服務機器人市場,工業機器人或將率先受益。
工業機器人當前發展現狀
工業機器人憑借著效率高,可有效降低生產成本;實現人工難以企及的精細化技藝和標準化操作,提高制造裝配精準度,生產高附加值產品;可從事危險和危害性工作,達到常人難以企及的境地等優點已經出現在各行各業,而近年來國內機器人市場也一躍成為全國最大的市場。
2010-2014年中國市場工業機器人銷售量情況(單位:萬臺)
可以看出,2005年至2014年間,我國工業機器人的銷售量逐年增長,年增速保持在25%左右。未來隨著產業轉型升級,人力成本加大,國家政策扶持,工業機器人的發展有望繼續保持高速增長勢頭,增速或達30%以上。按照這個增速估計,2020年,我國工業機器人銷售量將超過21萬臺。
與此同時,工業機器人行業銷售收入占GDP的比重也有所上升,2009年,工業機器人行業銷售收入占GDP的比重為0.008%,到2014年時,占比上升至0.020%,行業在國民經濟中的地位愈發重要。
2008-2014年工業機器人行業銷售收入占GDP比重變化趨勢圖(單位:%)
和全球工業機器人市場類似,我國的工業機器人的三大主要種類為焊接、搬運、噴涂。現階段,我國工業機器人一般運用在制造、安裝、檢測、物流等生產環節,應用于汽車整車及汽車零部件、工程機械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、煙草、金融、醫藥、冶金及印刷出版等眾多行業。近幾年,除汽車工業外,電子、物流等行業的機器人安裝數量增長也很快。
工業機器人全球盛行,自動化程度高的國家,使用機器人的密度也就相對比較高。2013年,我國成為全球最大的機器人市場,使用密度在2014年達到了36臺。相對于其他國家來說,使用密度要小于很多國家。所以,未來我國機器人還有很大的發展空間。
全球工業機器人的保有量將從2014年底的約1480800臺增長至2018年底2327000臺,在2015年到2018年間達到年均12%的增長率。在2015年,工業機器人的保有量將增長12%達到約170萬臺。
全球平均的機器人使用密度為66臺。自動化程度最高的依次是韓國、日本和德國。由于近年來韓國大量安裝并使用機器人,2014年韓國成為機器人使用密度最高的國家,每萬名工人擁有478臺工業機器人。日本的機器人密度進一步下降到314臺,而德國機器人密度增加到292臺。美國作為第五大世界機器人市場,其2014年使用密度為164臺。自2013年起,中國成為世界最大的工業機器人市場,其機器人使用密度在2014年達到了36臺,揭示了機器人安裝市場的巨大潛力。
2014年以下地區的機器人平均使用密度:歐洲85臺,美洲75臺,亞洲54臺。
雖然我國已成為全球最大的工業機器人市場,國產機器人的數量也有很大的突破,但由于起步較晚,相比于日本、德國等發達國家仍然有較大的差距,從萬名工人機器人保有量來看,中國每萬名工人中僅有30個機器人,而世界平均機器人密度為每萬名工人中有62個機器人。目前日本的密集度是中國的11倍、德國10倍、北美為5倍,中國在增加使用密集度上仍有很大的空間。
全球各國每萬名工人機器人保有量(單位:臺)
工業機器人未來發展趨勢
首先,語言交流功能將趨于完善。對于未來智能機器人的語言交流功能會越來越完美化,是一個必然性趨勢,在人類的完美設計程序下,它們能輕松地掌握多個國家的語言,甚至高于人類的學習能力。
其次,復原功能變得越來越強大。未來智能機器人將對于自身內部零件等運行情況具備越來越強大的自行復原功能,機器人會隨時自行檢索一切狀況,并做到及時排除。
第三,產品價格將逐步降低,可以為大眾所擁有。目前有精確靈敏度的機器人價格大概在10萬美金左右,預計到2025年,價格可以降到5萬多美金,每年價格下降10%。并且這個價格的下降速度預計隨著芯片市場規模的擴大不斷加快。
最后,則是高度的仿真、動作的完美化。未來機器人將擁有更靈活的人類的關節和仿真人造肌肉,使其動作能夠更加像人類,從而模仿人的所有動作,甚至做得更真實。
當前工業機器人市場競爭越來越激烈,中國制造業面臨著與國際接軌、參與國際分工的巨大挑戰。機床企業應該綜合權衡自身企業的技術、品牌、資金、市場等方面的優勢來定位開發機器人項目,而加快工業機器人技術的研究開發與生產是其抓住這個歷史機遇的主要途徑。
所以,要增強企業研發實力和科研投資強度,投入先進的科研設備,促進“產學”一體化,促進智能機器人與自動化工程技術科研成果的轉化;自主開發高精參數、高靈敏度應、高可靠性、高安全性、使用方便的機器人產品,改變主要依賴進口的狀態,增強自主創新能力,掌握的自動化控制等核心技術;
而在目標選擇方面,一方面要考慮國際機器人市場、技術發展動向;另一方面要考慮國家經濟建設與社會發展的需求,特別是國有企業的技術改造,農業、能源、交通等產業以及基礎實施和城市化建設等需求。
主要增長潛力在亞洲
工業機器人的主要增長潛力在亞洲,特別是中國大陸及中國臺灣地區,韓國、印度和其他東南亞市場。中國仍將保持其增長驅動力,擴大其主導地位。持續的自動化增長需求已經被中國工業所認可。盡管GDP的增長率略有下降,但工業機器人的安裝仍將持續增長。據估計,超過1/3的全球工業機器人在2018年將被安裝在中國。北美持續其增長速度以及巴西工業機器人銷量將復蘇。東歐的銷售勢頭將獲得新契機。工業機器人在西歐國家的銷量也將繼續增長。
2015年全球工業機器人安裝量預估比2014年至少增長15%,達到264000臺。工業機器人在美洲將增長11%,而在亞太將增長21%,同時工業機器人在歐洲銷量增長9%。據估計,從2016年到2018年,工業機器人安裝量將再次增長,年復合增長率至少達15%,美洲和歐洲大約10%,亞太18%。2018年全球工業機器人總銷量將達到約400000臺。從2015年到2018年,預估有130萬個新工業機器人將被安裝在世界各地的工廠。全球工業機器人產業將為即將到來的挑戰做好準備。工業機器人的生產能力進一步擴大,同時在重要市場如中國或美國將建立并完善機器人生產裝配。
亞太,最大的工業機器人市場
亞太(包括澳大利亞和新西蘭)是迄今為止最大的工業機器人市場,2014年售出了約139300臺工業機器人,相比2013年高出41%。這是有記錄以來,連續第三年達到的最高銷售水平。工業機器人銷量的第二大市場是歐洲,銷量同比增長了5%,達到近45600臺(一個新的峰值)。大約有32600臺工業機器人被運往美洲,比2013年增加了8%,連續三年達到一個峰值。全球70%的工業機器人被銷往五個國家。2014年70%的銷售總量分布在五個主要市場:中國、日本、美國、韓國、德國。2014年中國購買了57096臺工業機器人,比2013年增加了56%。根據中國機器人產業聯盟(CRIA)數據表明,中國機器人供應商安裝了大約16000臺機器人。他們的銷量比2013年高出約78%。這有部分是因為越來越多的公司在2014年首次公布了他們的銷售數據。國外機器人供應商在中國的銷量增長49%,達到41100臺。中國成為目前最大的工業機器人市場,同時也是全球增長最快的市場。這種快速的增長在工業機器人的發展史上是獨一無二的。在短時間內從來沒有任何一個市場能達到如此的增長速度。眾多行業已經越來越多地投資于自動化。從2010年到2014年,工業機器人的總供給量年均增長約40%。近29300臺工業機器人(17%的增長率)出售到日本,是自2008年以來日本銷量的最高值。從2013年起,日本成為全球工業機器人第二大銷售市場。工業機器人在日本的銷量在2005年(從峰值44000臺)到2009年(銷售量下降到只有12800臺)之間顯著減少。從2010年到2014年,工業機器人銷量年復合增長率為8%。
美國是工業機器人安裝的第三大市場,增幅11%,達到歷史最高值(26200臺),增長趨勢還在持續。鞏固美國工業在全球的市場地位、使產品持續自動化趨勢是美國工業機器人增長的驅動力,并在某種意義上達到美國本土制造業回歸的目的。韓國是第四大機器人市場,相比2013年,2014年機器人在韓國市場增長16%,約24700臺。達到自2011年后第二個高峰值(25536臺)。與2013年十分類似,2014年,汽車零部件供應商(尤其是電子零件的生產,如電池等)大幅增加機器人投資,雖然幾乎所有其他行業都購買少量的工業機器人。2010年至2014年,機器人的年均銷售在韓國或多或少地停滯不前。
德國是世界上第五大機器人市場。2014年,機器人銷售量增長了10%,達到近20100臺,這是有史以來最多的一年。盡管該國工業機器人密度已然很高,但在2010年至2014年,德國機器人供應量年復合增長率仍高達9%。德國機器人產業增長的主要推2014年,亞洲(在數據中未明確說明銷售地區)工業機器人銷量持續增加:2014年10140臺、2013年661臺。這些都由韓國供應商出口的工業機器人,大多是包裝機器人、拾取機器人和碼垛機器人。有人認為,這其中大部分機器人可能銷往了中國大陸和中國臺灣地區的電子行業及汽車電子零部件供應商。