盡管我國機器人產(chǎn)業(yè)取得了很大的進步，但同發(fā)達國家相比差距較大，仍處于產(chǎn)業(yè)形成期，存在自主創(chuàng)新能力不強、產(chǎn)品以中低端為主、企業(yè)規(guī)模偏小、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊等問題。因此，對我國機器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進行梳理，并對我國機器人產(chǎn)業(yè)面臨的形勢進行分析，對整個產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

　　一、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　機器人是集機械、電子、控制、傳感、人工智能等多學科先進技術于一體的自動化裝備。自1956年機器人產(chǎn)業(yè)誕生后，經(jīng)過近60年發(fā)展，機器人已經(jīng)被廣泛應用在裝備制造、新材料、生物醫(yī)藥、智慧新能源等高新產(chǎn)業(yè)。機器人與人工智能技術、先進制造技術和移動互聯(lián)網(wǎng)技術的融合發(fā)展，推動了人類社會生活方式的變革。

 

　　(一)全球機器人市場需求持續(xù)增長

　　工業(yè)機器人和服務機器人的市場規(guī)模持續(xù)擴大。根據(jù)IFR的統(tǒng)計，2015年全球工業(yè)機器人銷量首次突破24萬臺，其中亞洲銷量約占全球銷量的2/3，銷量為14.4萬臺；歐洲地區(qū)為5萬臺，其中東歐地區(qū)銷量增速達到29%，是全球增長最快的地區(qū)之一；北美地區(qū)銷量達到3.4萬臺，較2014年同比增長11%。中國、韓國、日本、美國和德國的總銷量占全球銷量的3/4。中國、美國、韓國、日本、德國、以色列等國是近年工業(yè)機器人技術、標準及市場發(fā)展較活躍的地區(qū)。1998-2014年，全球工業(yè)機器人銷量處于穩(wěn)步增長態(tài)勢；特別是2005-2014年間，工業(yè)機器人銷量迅速增長，新裝工業(yè)機器人年均增長速度約為14%。2014年全球?qū)Ｓ梅諜C器人銷量為2.4萬臺，較2013年同比增長11.5%；全球個人/家用服務機器人銷量約為470萬臺，較2013年同比增長28%。

 

　　2014年全球工業(yè)機器人市場分布情況

　　(二)亞太地區(qū)成為最重要市場

　　根據(jù)IFR的統(tǒng)計，亞洲是目前全球工業(yè)機器人使用量最大的地區(qū)，占世界范圍內(nèi)機器人使用的50%，其次是美洲(包括北美、南美)和歐洲。2012-2015年亞洲機器人銷量年均增長15%，遠高于美洲和非洲6%的增長速度。2015年，亞太地區(qū)工業(yè)機器人銷售超過14萬臺。2014年中國、日本、韓國和泰國的工業(yè)機器人新裝機量占亞洲地區(qū)總量的75%，分別在全球排名第一、第二、第四和第八位，四個國家工業(yè)機器人的市場規(guī)模占全球工業(yè)機器人銷量的52.4%。

　　(三)工業(yè)機器人發(fā)展高度集中

　　工業(yè)機器人的主要產(chǎn)銷國集中在日本、韓國和德國，這三國的機器人保有量和年度新增量位居全球前列。

　　日本、韓國和德國的機器人密度和保有量處于全球領先水平。據(jù)IFR統(tǒng)計，2014年日本每萬名工人擁有323臺工業(yè)機器人，韓國為437臺，德國為282臺；2013年日本的機器人保有量為30.4萬臺，韓國為15.6萬臺，德國為16.8萬臺。

　　2014年，日本、韓國、德國三國的機器人市場新增量占全球的30.9%，市場規(guī)模分別為2.9萬臺、2.1萬臺、2萬臺。受全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的影響，2014年三國工業(yè)機器人市場份額占全球市場總額的30.9%，同比減少6.6%。日本機器人市場成熟，其制造商國際競爭力強，發(fā)那科、那智不二越、川崎等品牌在微電子技術、功率電子技術領域持續(xù)領先。韓國的半導體、傳感器、自動化生產(chǎn)等高端技術為機器人快速發(fā)展奠定了基礎。德國工業(yè)機器人在人機交互、機器視覺、機器互聯(lián)等領域處于領先水平，德國本土的庫卡公司是世界工業(yè)機器人四大制造商之一，年產(chǎn)量超過1.8萬臺。

　　(四)服務機器人市場處于起步階段

　　服務機器人主要包括專業(yè)服務機器人和個人/家庭服務機器人。全球服務機器人市場化程度仍然處于起步階段，受到勞動力不足、人口老齡化等剛性需求的驅(qū)動，與人均可支配收入提升和物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、計算機、人機交互等先進技術快速迭代的影響，服務機器人行業(yè)發(fā)展空間巨大。2012-2017年服務機器人市場年復合增長率將達到17.4%，市場規(guī)模預計將在2017年達到461.8億美元。

　　全球服務機器人市場仍然處于起步階段。一是由于服務機器人的外圍技術未能解決。服務機器人技術是多學科交叉集成技術，涉及機械設計、自動控制、仿生學、運動學等多領域，在多樣性、隨機性、復雜性的環(huán)境背景下，其對于環(huán)境感知的任務復雜度和實時性要求更高。二是單位價值高的服務機器人整體水平技術低下，發(fā)展速度緩慢。如醫(yī)用機器人的控制運動、精細組織操作和三維高清晰度的視覺能力要求高，僅少量發(fā)達國家有能力采用此類技術。

　　目前全球服務機器人市場僅有部分國防機器人、家用清潔機器人、農(nóng)業(yè)機器人實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，而技術含量更高的醫(yī)療機器人、康復機器人等仍然處于研發(fā)試驗階段。全球個人和家用服務機器人的產(chǎn)品包括家庭作業(yè)機器人、娛樂休閑機器人、殘障輔助機器人和監(jiān)視機器人，其中家庭作業(yè)機器人中的除草機器人市場化程度高，產(chǎn)品種類多樣化。例如，達芬奇外觀機器人、擠奶機器人和軍用無人機已經(jīng)形成成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。

　　二、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢分析

　　(一)機器人與信息技術深入融合

　　大數(shù)據(jù)和云存儲技術使得機器人逐步成為物聯(lián)網(wǎng)的終端和節(jié)點。一是信息技術的快速發(fā)展將工業(yè)機器人與網(wǎng)絡融合，組成復雜性強的生產(chǎn)系統(tǒng)，各種算法如蟻群算法、免疫算法等可以逐步應用于機器人應用中，使其具有類人的學習能力，多臺機器人協(xié)同技術使一套生產(chǎn)解決方案成為可能。二是服務機器人普遍能夠通過網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程監(jiān)控，多臺機器人能提供流程更多、操作更復雜的服務；人類意識控制機器人這一新操作模式也正在研發(fā)中，即利用“思維力”和“意志力”控制機器人的行為。

 

　　(二)機器人產(chǎn)品易用性與穩(wěn)定性提升

　　隨著機器人標準化結(jié)構(gòu)、集成一體化關節(jié)、自組裝與自修復等技術的改善，機器人的易用性與穩(wěn)定性不斷被提高。一是機器人的應用領域已經(jīng)從較為成熟的汽車、電子產(chǎn)業(yè)延展至食品、醫(yī)療、化工等更廣泛的制造領域，服務領域和服務對象不斷增加，機器人本體向體積小、應用廣的特點發(fā)展。二是機器人成本快速下降。機器人技術和工藝日趨成熟，機器人初期投資相較于傳統(tǒng)專用設備的價格差距縮小，在個性化程度高、工藝和流程繁瑣的產(chǎn)品制造中替代傳統(tǒng)專用設備具有更高的經(jīng)濟效率。三是人機關系發(fā)生深刻改變。例如，工人和機器人共同完成目標時，機器人能夠通過簡易的感應方式理解人類語言、圖形、身體指令，利用其模塊化的插頭和生產(chǎn)組件，免除工人復雜的操作。現(xiàn)有階段的人機協(xié)作存在較大的安全問題，盡管具有視覺和先進傳感器的輕型工業(yè)機器人已經(jīng)被開發(fā)出來，但是目前仍然缺乏可靠安全的工業(yè)機器人協(xié)作的技術規(guī)范。

 

    (三)機器人向模塊化、智能化和系統(tǒng)化方向發(fā)展

　　目前全球推出的機器人產(chǎn)品向模塊化、智能化和系統(tǒng)化方向發(fā)展。第一，模塊化改變了傳統(tǒng)機器人的構(gòu)型僅能適用有限范圍的問題，工業(yè)機器人的研發(fā)更趨向采用組合式、模塊化的產(chǎn)品設計思路，重構(gòu)模塊化幫助用戶解決產(chǎn)品品種、規(guī)格與設計制造周期和生產(chǎn)成本之間的矛盾。例如，關節(jié)模塊中伺服電機、減速機和檢測系統(tǒng)的三位一體化，由關節(jié)、連桿模塊重組的方式構(gòu)造機器人整機。第二，機器人產(chǎn)品向智能化發(fā)展的過程中，工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向開放性控制系統(tǒng)集成方向發(fā)展，伺服驅(qū)動技術向非結(jié)構(gòu)化、多移動機器人系統(tǒng)改變，機器人協(xié)作已經(jīng)不僅是控制的協(xié)調(diào)，而是機器人系統(tǒng)的組織與控制方式的協(xié)調(diào)。第三，工業(yè)機器人技術不斷延伸，目前的機器人產(chǎn)品正在嵌入工程機械、食品機械、實驗設備、醫(yī)療器械等傳統(tǒng)裝備之中。

 

　　(四)新型智能機器人市場需求增加

　　新型智能機器人，尤其是具有智能性、靈活性、合作性和適應性的機器人需求持續(xù)增長。第一，下一代智能機器人的精細作業(yè)能力被進一步提升，對外界的適應感知能力不斷增強。在機器人精細作業(yè)能力方面，波士頓咨詢集團調(diào)查顯示，最近進入工廠和實驗室的機器人具有明顯不同的特質(zhì)，它們能夠完成精細化的工作內(nèi)容，如組裝微小的零部件，預先設定程序的機器人不再需要專家的監(jiān)控。第二，市場對機器人靈活性方面的需求不斷提高。雷諾目前使用了一批29公斤的擰螺絲機器人，它們在僅有的1.3米長機械臂中嵌入6個旋轉(zhuǎn)接頭的機器臂均能靈活操作。第三，機器人與人協(xié)作能力的要求不斷增強。未來機器人能夠靠近工人執(zhí)行任務，新一代智能機器人采用聲吶、攝像頭或者其他技術感知工作環(huán)境是否有人，如有碰撞可能它們會減慢速度或者停止運作。