十年爆增10倍,未来的工业机器人市场是否会迎来爆发期?
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机器人(Robot)是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。历史上最早的机器人见于隋炀帝命工匠按照柳抃形象所营造的木偶机器人,施有机关,有坐、起、拜、伏等能力。 [1] 机器人具有感知、决策、执行等基本特征,可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作,提高工作效率与质量,服务人类生活,扩大或延伸人的活动及能力范围。
工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,具有一定的自动性,可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。
20世纪50年代末,工业机器人最早开始投入使用。约瑟夫·恩格尔贝格(Joseph F.Englberger)利用伺服系统的相关灵感,与乔治·德沃尔(GeorgeDevol)共同开发了一台工业机器人——“尤尼梅特”(Unimate),率先于1961年在通用汽车的生产车间里开始使用。最初的工业机器人构造相对比较简单,所完成的功能也是捡拾汽车零件并放置到传送带上,对其他的作业环境并没有交互的能力,就是按照预定的基本程序精确地完成同一重复动作。“尤尼梅特”的应用虽然是简单的重复操作,但展示了工业机械化的美好前景,也为工业机器人的蓬勃发展拉开了序幕。自此,在工业生产领域,很多繁重、重复或者毫无意义的流程性作业可以由工业机器人来代替人类完成。
20世纪60年代,工业机器人发展迎来黎明期,机器人的简单功能得到了进一步的发展。机器人传感器的应用提高了机器人的可操作性,包括恩斯特采用的触觉传感器;托莫维奇和博尼在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器;麦卡锡对机器人进行改进,加入视觉传感系统,并帮助麻省理工学院推出了世界上第一个带有视觉传感器并能识别和定位积木的机器人系统。此外,利用声呐系统、光电管等技术,工业机器人可以通过环境识别来校正自己的准确位置。
自20世纪60年代中期开始,美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。美国兴起研究第二代带传感器的、“有感觉”的机器人,并向人工智能进发。
到了20世纪90年代,随着计算机技术、智能技术的进步和发展,第二代具有一定感觉功能的机器人已经实用化并开始推广,具有视觉、触觉、高灵巧手指、能行走的第三代智能机器人相继出现并开始走向应用。
近年来,随着“工业4.0”和“中国制造2025”的相继提出和不断优化,全球制造业正在向着自动化、集成化以及绿色化方向发展。中国作为全球第一制造大国,智能机器人的应用越来越广泛,与此同时,市场对机器人的要求也越来越高。这给机器人厂商带来机遇的同时,也带来了一定的挑战,如何最大程度地满足市场和用户的需求成了企业们思考的难题。
据该公司最新研究报告评估,2020年全球机器人市场规模大约250亿美元左右。报告同时预测,全球机器人市场规模在2030年将达到1600亿至2600亿美元。
当越来越多人的家中用上了小小的扫地机器人,当越来越多的商场里可以看到导航的智能机器人,过去存在于科幻小说和科幻电影里的机器人,在现实中已经逐渐融入人们的生活。
在国际标准化组织看来,机器人是指具有一定程度的自主能力,可在其环境内运动以执行预期任务的可编程执行设备。
而国际机器人联盟则将机器人分为工业机器人和服务机器人。其中,工业机器人是指应用于生产过程与环境的机器人;服务机器人是指除工业机器人以外,用于非制造业并服务于人类的各种机器人。
工业机器人是最早出现、也是最早得到大规模应用的机器人产品。仅在2019 年,全球共新增工业机器人36.5 万套,亚洲地区的安装量就占到了全球总安装量的三分之二。
不过,在几种机器人中,波士顿咨询报告尤其看好服务机器人的发展。
作为机器人产业的新兴领域,服务机器人高度融合了智能、传感、网络、云计算等创新技术,与移动互联网的新业态、新模式相结合,为促进生活智能化及推动产业转型提供了重要的突破口。
波士顿咨询报告称,到2030年,专业服务机器人的全球市场规模将达到900亿至1700亿美元,远超400亿至500亿美元的传统工业机器人和协作机器人市场规模。
放眼整个市场,在机器人行业内拥有一定的口碑和影响力,但未来并非一劳永逸。尤其是在今天这个日渐智能化的时代里,市场也对机器人提出了更高的要求,面对这种趋势,伯朗特明显地存着着差距,不仅产品种类需要丰富,产品功能也亟需升级,这样才能紧跟时代潮流,保持与时俱进。
机器人商业化和实用性对于行业而言一直是个难题。虽然传统制造业对工业机器人的需求巨大,但由于生产环境复杂,对制造工艺的要求较高,目前市场上能满足多样化需求的工业机器人产品非常有限。
“当前机器人控制技术的发展与市场对机器人功能的要求存在错配。”赛迪顾问智能制造产业研究中心总经理张龙告诉记者,随着工业机器人技术快速发展,早期市场对于机器人代替简单劳动力的需求已经得到了充分满足,但是随着数字化、智能化进程快速推进,对于机器人运动速率、准确度的要求进一步提高,并需要机器人从解决单一工序劳动力代替演进为实现多工序串联,使得工业机器人控制技术需求持续快速地升级。
“随着工业机器人深入更多的工业场景,另一个问题开始逐渐显现,即很多工艺流程需要人机的高度协作,难以通过简单的工序切割来分开机器人与工人,但是由于安全性等其他因素的影响,导致部分工业机器人的使用越发不便捷。”张龙补充说。
如何让机器人更实用正成为行业下一步的发展方向。去年10月,联想在2020联想创新科技大会上,发布了首款自主研发工业机器人——晨星工业机器人。在一些人看来,以晨星机器人为代表的“实用派”更能满足当前制造业发展的核心需求,能够按照客户的需求增加不同的功能,相对而言成本更低。
我国工业机器人发展迅速,约占全球市场份额的1/3,是全球第一大工业机器人应用市场。预计到2020年,国内工业机器人市场规模将进一步扩大到58.9亿美元。”中关村融智特种机器人产业联盟理事长魏法军在1月12日于北京举行的该联盟年会上说。
会上,专家表示,尽管近年来机器人产业在我国迅速发展,但每万名工人的人均机器人保有量仅为49台,远低于世界平均水平。
同时,我国机器人产业发展还面临系列问题,如部分高端核心零部件不具备制造能力、市场发展不完善、标准和规范有待健全以及产品出口遭遇国外技术性贸易壁垒等。与此相对,国外机器人具有先发优势,“四大家族”瑞士ABB、日本发那科、日本安川、德国库卡等外资品牌抢先一步占据了我国机器人市场。
对此,有专家认为,目前“四大家族”的工业机器人市场范围主要位于南方,北京机器人产业可以着重在医疗健康、仓储物流和特种机器人等特色行业发力,通过产学研用联动,实现突围。