盡管我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)取得了很大的進(jìn)步，但同發(fā)達(dá)國(guó)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(qiáng)、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(duì)我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行梳理，并對(duì)我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨的形勢(shì)進(jìn)行分析，對(duì)整個(gè)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(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、傳感、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的自動(dòng)化裝備。自1956年機(jī)器人產(chǎn)業(yè)誕生后，經(jīng)過近60年發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)被廣泛應(yīng)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(jī)器人與人工智能技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合發(fā)展，推動(dòng)了人類社會(huì)生活方式的變革。

 

　　(一)全球機(jī)器人市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)

　　工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。根據(jù)IFR的統(tǒng)計(jì)，2015年全球工業(yè)機(jī)器人銷量首次突破24萬臺(tái)，其中亞洲銷量約占全球銷量的2/3，銷量為14.4萬臺(tái)；歐洲地區(qū)為5萬臺(tái)，其中東歐地區(qū)銷量增速達(dá)到29%，是全球增長(zhǎng)最快的地區(qū)之一；北美地區(qū)銷量達(dá)到3.4萬臺(tái)，較2014年同比增長(zhǎng)11%。中國(guó)、韓國(guó)、日本、美國(guó)和德國(guó)的總銷量占全球銷量的3/4。中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)、日本、德國(guó)、以色列等國(guó)是近年工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)及市場(chǎng)發(fā)展較活躍的地區(qū)。1998-2014年，全球工業(yè)機(jī)器人銷量處于穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)；特別是2005-2014年間，工業(yè)機(jī)器人銷量迅速增長(zhǎng)，新裝工業(yè)機(jī)器人年均增長(zhǎng)速度約為14%。2014年全球?qū)Ｓ梅?wù)機(jī)器人銷量為2.4萬臺(tái)，較2013年同比增長(zhǎng)11.5%；全球個(gè)人/家用服務(wù)機(jī)器人銷量約為470萬臺(tái)，較2013年同比增長(zhǎng)28%。

 

　　2014年全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)分布情況

　　(二)亞太地區(qū)成為最重要市場(chǎng)

　　根據(jù)IFR的統(tǒng)計(jì)，亞洲是目前全球工業(yè)機(jī)器人使用量最大的地區(qū)，占世界范圍內(nèi)機(jī)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(jī)器人銷量年均增長(zhǎng)15%，遠(yuǎn)高于美洲和非洲6%的增長(zhǎng)速度。2015年，亞太地區(qū)工業(yè)機(jī)器人銷售超過14萬臺(tái)。2014年中國(guó)、日本、韓國(guó)和泰國(guó)的工業(yè)機(jī)器人新裝機(jī)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(gè)國(guó)家工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模占全球工業(yè)機(jī)器人銷量的52.4%。

　　(三)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展高度集中

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

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

　　2014年，日本、韓國(guó)、德國(guó)三國(guó)的機(jī)器人市場(chǎng)新增量占全球的30.9%，市場(chǎng)規(guī)模分別為2.9萬臺(tái)、2.1萬臺(tái)、2萬臺(tái)。受全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的影響，2014年三國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)份額占全球市場(chǎng)總額的30.9%，同比減少6.6%。日本機(jī)器人市場(chǎng)成熟，其制造商國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，發(fā)那科、那智不二越、川崎等品牌在微電子技術(shù)、功率電子技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)領(lǐng)先。韓國(guó)的半導(dǎo)體、傳感器、自動(dòng)化生產(chǎn)等高端技術(shù)為機(jī)器人快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。德國(guó)工業(yè)機(jī)器人在人機(jī)交互、機(jī)器視覺、機(jī)器互聯(lián)等領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平，德國(guó)本土的庫卡公司是世界工業(yè)機(jī)器人四大制造商之一，年產(chǎn)量超過1.8萬臺(tái)。

　　(四)服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)處于起步階段

　　服務(wù)機(jī)器人主要包括專業(yè)服務(wù)機(jī)器人和個(gè)人/家庭服務(wù)機(jī)器人。全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)化程度仍然處于起步階段，受到勞動(dòng)力不足、人口老齡化等剛性需求的驅(qū)動(dòng)，與人均可支配收入提升和物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)、人機(jī)交互等先進(jìn)技術(shù)快速迭代的影響，服務(wù)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展空間巨大。2012-2017年服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到17.4%，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將在2017年達(dá)到461.8億美元。

　　全球服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)仍然處于起步階段。一是由于服務(wù)機(jī)器人的外圍技術(shù)未能解決。服務(wù)機(jī)器人技術(shù)是多學(xué)科交叉集成技術(shù)，涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制、仿生學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等多領(lǐng)域，在多樣性、隨機(jī)性、復(fù)雜性的環(huán)境背景下，其對(duì)于環(huán)境感知的任務(wù)復(fù)雜度和實(shí)時(shí)性要求更高。二是單位價(jià)值高的服務(wù)機(jī)器人整體水平技術(shù)低下，發(fā)展速度緩慢。如醫(yī)用機(jī)器人的控制運(yùn)動(dòng)、精細(xì)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(dá)國(guó)家有能力采用此類技術(shù)。

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

　　二、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析

　　(一)機(jī)器人與信息技術(shù)深入融合

　　大數(shù)據(jù)和云存儲(chǔ)技術(shù)使得機(jī)器人逐步成為物聯(lián)網(wǎng)的終端和節(jié)點(diǎn)。一是信息技術(shù)的快速發(fā)展將工業(yè)機(jī)器人與網(wǎng)絡(luò)融合，組成復(fù)雜性強(qiáng)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(yīng)用于機(jī)器人應(yīng)用中，使其具有類人的學(xué)習(xí)能力，多臺(tái)機(jī)器人協(xié)同技術(shù)使一套生產(chǎn)解決方案成為可能。二是服務(wù)機(jī)器人普遍能夠通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，多臺(tái)機(jī)器人能提供流程更多、操作更復(fù)雜的服務(wù)；人類意識(shí)控制機(jī)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(jī)器人的行為。

 

　　(二)機(jī)器人產(chǎn)品易用性與穩(wěn)定性提升

　　隨著機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)、集成一體化關(guān)節(jié)、自組裝與自修復(fù)等技術(shù)的改善，機(jī)器人的易用性與穩(wěn)定性不斷被提高。一是機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)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(lǐng)域，服務(wù)領(lǐng)域和服務(wù)對(duì)象不斷增加，機(jī)器人本體向體積小、應(yīng)用廣的特點(diǎn)發(fā)展。二是機(jī)器人成本快速下降。機(jī)器人技術(shù)和工藝日趨成熟，機(jī)器人初期投資相較于傳統(tǒng)專用設(shè)備的價(jià)格差距縮小，在個(gè)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(shè)備具有更高的經(jīng)濟(jì)效率。三是人機(jī)關(guān)系發(fā)生深刻改變。例如，工人和機(jī)器人共同完成目標(biāo)時(shí)，機(jī)器人能夠通過簡(jiǎn)易的感應(yīng)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(fù)雜的操作。現(xiàn)有階段的人機(jī)協(xié)作存在較大的安全問題，盡管具有視覺和先進(jìn)傳感器的輕型工業(yè)機(jī)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(jī)器人協(xié)作的技術(shù)規(guī)范。

 

    (三)機(jī)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(jī)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(jī)器人的構(gòu)型僅能適用有限范圍的問題，工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)更趨向采用組合式、模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路，重構(gòu)模塊化幫助用戶解決產(chǎn)品品種、規(guī)格與設(shè)計(jì)制造周期和生產(chǎn)成本之間的矛盾。例如，關(guān)節(jié)模塊中伺服電機(jī)、減速機(jī)和檢測(cè)系統(tǒng)的三位一體化，由關(guān)節(jié)、連桿模塊重組的方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)。第二，機(jī)器人產(chǎn)品向智能化發(fā)展的過程中，工業(yè)機(jī)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(dòng)技術(shù)向非結(jié)構(gòu)化、多移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)改變，機(jī)器人協(xié)作已經(jīng)不僅是控制的協(xié)調(diào)，而是機(jī)器人系統(tǒng)的組織與控制方式的協(xié)調(diào)。第三，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)不斷延伸，目前的機(jī)器人產(chǎn)品正在嵌入工程機(jī)械、食品機(jī)械、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、醫(yī)療器械等傳統(tǒng)裝備之中。

 

　　(四)新型智能機(jī)器人市場(chǎng)需求增加

　　新型智能機(jī)器人，尤其是具有智能性、靈活性、合作性和適應(yīng)性的機(jī)器人需求持續(xù)增長(zhǎng)。第一，下一代智能機(jī)器人的精細(xì)作業(yè)能力被進(jìn)一步提升，對(duì)外界的適應(yīng)感知能力不斷增強(qiáng)。在機(jī)器人精細(xì)作業(yè)能力方面，波士頓咨詢集團(tuán)調(diào)查顯示，最近進(jìn)入工廠和實(shí)驗(yàn)室的機(jī)器人具有明顯不同的特質(zhì)，它們能夠完成精細(xì)化的工作內(nèi)容，如組裝微小的零部件，預(yù)先設(shè)定程序的機(jī)器人不再需要專家的監(jiān)控。第二，市場(chǎng)對(duì)機(jī)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(jī)器人，它們?cè)趦H有的1.3米長(zhǎng)機(jī)械臂中嵌入6個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭的機(jī)器臂均能靈活操作。第三，機(jī)器人與人協(xié)作能力的要求不斷增強(qiáng)。未來機(jī)器人能夠靠近工人執(zhí)行任務(wù)，新一代智能機(jī)器人采用聲吶、攝像頭或者其他技術(shù)感知工作環(huán)境是否有人，如有碰撞可能它們會(huì)減慢速度或者停止運(yùn)作。