中国工业机器人应用盘点与趋势预测

当今世界正处在金融危机后的深刻变革和调整阶段，移动互联网、物联网、大数据等新生代技术交流和碰撞日益频繁，各主要工业发达国家将目光重新投向制造业，中国在面对国内外诸多压力下选择发展智能制造这一新兴产业，是完成工业发展转型升级，助推工业化和信息化高层次深度结合的一条最理性的发展道路。可以说从长远来看，工业机器人大规模代替传统廉价劳动力进行生产活动是大势所趋，不仅在于劳动力成本上涨导致人口红利消失，也在于高端精密智能化制造方式的内在要求，同时还背负着将人类从繁重、危险、重复性劳动中解放出来的历史使命。

现在面临的问题就在于我们是否已经在市场基础、管理理念、商业模式、社会结构等各方面做好准备迎接工业机器人时代的到来?机器换人的大潮何时可以开始又何时结束?全智能化生产后将会对我国乃至世界经济、社会、生活方式产生怎样的影响?

首先从全球来看，近年来世界工业机器人安装量快速增长，其原因一方面主要是发达国家吸取美国次贷危机引发的全球金融危机、欧洲主权债务危机教训，实施再工业化战略，确保制造业制高点;另一方面则是得益于中国工业机器人市场需求的高速增长。目前全球各国对智能制造均表现出强烈的兴趣，各种政策措施相继出台。重要原因在于三年来全球范围内的制造业持续走低，市场、就业等因素施加在各国经济上的压力逐步增大。欧美日等传统发达国家期望利用智能制造来应对国内疲软的经济形势，夯实经济基础，并对抗制造业向新兴市场国家转移的大趋势。发展中国家和地区则希望利用智能制造进行产业结构调整，提高综合竞争力。德国提出标志性的“工业4.0”即是智能制造发展的长远目标，而智能制造装备又以工业机器人为标志。

2014年全球工业机器人安装量创下新高，达到20.5万台，同比增长15.2%，较2012年安装量增长4.6万台，增长的主要动力来源于汽车行业需求的稳定增加。全球机器人产业在保持着良好增长势头的同时，随着电子产品及新型产业不断增长的需求，以及自动化生产的需要，工业机器人在下游行业的应用主要集中在汽车、电子电气、橡胶塑料、金属和机械领域。汽车领域应用最广，占工业机器人应用总数的39.0%;其次是电子电气领域，占比20.3%;食品饮料和药品化妆品领域相对较少，占比分别为3.5%和1.1%。

回看国内，近两年随着国家战略性新兴产业的提出，两化融合的稳步推进，中国智能制造装备领域得到了全社会范围的广泛关注。随着产品性能提升的内在需求增加和中国劳动力价格上涨，产业转型升级的压力不断加大。工业机器人作为智能制造领域的代表，在产业转型升级的过程中正发挥着越来越重要的作用。

目前中国工业机器人产业具备较强的政策优势，由于制造业转型与升级，政府扶持力度不断加码。国内外经济环境的变化倒逼产业转型升级，制造业向高端发展是必经之路。为了更好地适应市场经济的发展，需要利用机器人技术提升我国工业发展水平，完成从制造业大国向制造业强国的转变。

在产业政策的激励和市场需求的带动下，近年来中国工业机器人产业实现快速增长，业内领军企业产业化能力不断提升，与此同时越来越多的新企业也积极投身于机器人产业当中。2014年中国工业机器人产量12050台，同比增长26.2%，而2012至2014年的复合增长率则高达44.6%。

中国工业机器人产业蓬勃发展的背后是产业环境的不断完善。2014年1月，工信部发布了《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》，明确提出了中国工业机器人发展目标，即开发满足用户需求的工业机器人系统集成技术、主机设计技术及关键零部件制造技术，突破一批核心技术和关键零部件，提升量大面广主流产品的可靠性和稳定性指标，在重要工业制造领域推进工业机器人的规模化示范应用。除了国家对工业机器人产业的总体指导外，各地对工业机器人产业也制定了相关政策，予以支持与鼓励。

与工业发展相类似，中国工业机器人市场也面临区域分布不均匀的问题。制造业及发展较好的地区是中国工业机器人应用的主战场，也是拉动工业机器人发展的驱动力，中国工业机器人市场主要分布在华东和华南区域。我国工业机器人的使用主要集中在广东、江苏、上海、北京等地，其工业机器人拥有量占全国的一半以上。珠江三角洲地区和长江三角洲地区是我国经济最发达的两个地区，其中长江三角洲地区在制造业中所占的比例越来越大。企业资金与技术实力雄厚、对产品质量和劳动生产率要求高，这促使企业使用较多工业机器人需求越来越强。

从工业机器人生产研发等产业的角度来看，目前我国工业机器人产业主要在东北、长三角和京津冀地区发展较好。东北是国内老工业基地，是最早从事于工业机器人生产的地区，主要企业包括沈阳新松机器人公司、哈尔滨博时自动化设备、海尔哈工大机器人技术公司等。长三角地区是中国汽车制造业、电子制造企业集中地，也是重要的机器人自动化公司集聚地，主要企业有上海富安工厂自动化、上海机电一体化工程中心、上海广茂达伙伴机器人、安徽江淮自动化设备公司等。京津冀地区因其技术优势，机器人产业也有所发展，代表企业包括北京紫光、艾捷默、远大超人、拓博尔等，覆盖领域包括工业机器人及其自动化生产线、工业机器人集成应用、工业机器人技术咨询等产品和服务。

从应用行业统计数据来看，汽车、电子工业是国内工业机器人的主要应用领域。其中汽车工业是工业机器人最大的应用行业，占比达到38%，与国际对应比例相近;而电子工业领域占比达到18.1%。其他应用行业包括橡胶塑料、军工、航空制造、食品工业、医药设备、金属制品等领域。

受国家宏观政策调控及居民消费水平提高的影响，我国汽车业进入高速增长期，整个行业增产扩能增加了对工业机器人的需求，汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的主要原动力之一。另一方面，一些新兴的中低端市场也迅速扩大，如工程机械领域，甚至一些过去传统的劳动密集型企业如石化、粮食、建材、化肥、饲料等领域市场需求也迅速发展起来。

近年来，通过拓展下游应用服务，开拓传统市场接纳新兴生产方式，家电、轨道交通、船舶等领域是机器人未来应用的主战场。在一般工业应用的新领域，如光伏产业、动力电池制造业，包括酒类、饮料、乳业、糖等在内的食品工业，以及化纤、玻璃纤维、砖瓦制造、五金打磨、冶金浇铸、医药等行业，都有工业机器人替代人工的环节和空间。

中国在工业机器人应用企业类型方面也显示出一些特点。采用工业机器人较多的企业，一般对产品的质量要求较高，企业在市场上具有更高的影响力。外商独资或中外合资企业自动化程度一般比较高，也导致工业机器人的需求量较大。如近年来，随着国内消费电子产业的快速发展，大量的日本、台湾、香港企业进入内地建立加工厂，从事与IT、电器、个人数码产品相关的部件生产，带动了内地工业机器人市场的快速增长。

预计未来至少在10到20年内，工业机器人的市场潜力和产业规模都将持续增长。促进发展的有利因素有很多，一是中国工业结构升级加快步伐，且国家政策重点支持。科技部先后从工业机器人高附加关键功能部件进行部署，对经济型工业机器人成套产品产业化进行了布局，工信部重点扶持以工业机器人为代表的智能制造等;二是其所生产的批量产品质量稳定，生产效率明显提升，且今后应用企业将对生产线提出更多的柔性和敏捷性要求，而工业机器人的大规模应用正好可以满足要求;三是我国工业机器人理论研究积累深厚，装备生产初具规模，中国经过二十多年的努力已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业，已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术等，开发出了一系列高技术含量的产品及零部件;四是应用范围逐渐扩大，目前已覆盖到工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业，发展潜力无限。

我们还可从短期和长期两个时间维度上看出工业机器人的普遍应用一定是大势所趋。短期来看，中国工业经济增速放缓，新型工业化道路大趋势逐渐清晰，原先廉价的劳动力成本上涨导致中国人口红利不在，产品制造要求逐渐提高，如果继续坚持走原先的粗旷型发展道路已经越来越不划算了。长期来看，工业4.0稳步推进，两化融合逐渐实现，只能采用以工业机器人为代表的智能制造装备，人类劳动力完全无法满足要求;另外，工业机器人自发明之初即担负的历史使命也促使人类大规模应用，工业机器人可实现人所不及或精密可靠产品生产的要求，完成“超越人”使命;可应用于对人类存在较大风险的危险、恶劣环境中，完成“代替人”使命;可将人类从简单、重复、繁重的体力劳动中解放出来，促使人类从事更高级脑力劳动的工作，或者干脆不工作，完成“解放人”的最终使命。所以说工业机器人大趋势一定会到来，只是时间早晚。

未来中国工业机器人产业及应用前景较为乐观。短期来看，由于中国产业结构调整的大方针不断被落实，工业机器人的安装量将保持一个稳定的增长，并借助其在汽车领域中的良好应用逐步拓展到其他行业。预计2015年中国工业机器人产量将增长到15140台，增速为25.6%，2017年产量预计达到23620台，复合增长率在25.2%左右。从区域结构变化趋势来看，预计2015-2017年，华东与华南区域应用工业机器人数量仍占据较高比例，而东北、华北区域在各地方政府的逐渐重视下，应用数量占比将逐渐增高。从行业结构变化趋势来看，预计2015-2017年，汽车、电子工业仍是国内工业机器人的主要应用领域，工业机器人在军工、航空制造、食品工业、医药设备等领域的占比将增加。

既然机器换人这一趋势必将到来，那么我们面对的问题是需要多长时间才可以实现?当前世界的技术革新、资本流动、经营模式等方方面面日新月异，在这样一个个别创业者或新技术就可以改变整个世界的时代，面对工业这样一个各种影响因素作用下极端复杂的大系统，对工业机器人普及时间做预测将变得十分困难。但我们可以尝试将世界工业机器人强国发展历程做一个分析和总结，并考虑我国实际情况与其他国家的优势与不足，立足当前发展速度对我国全面采用工业机器人的时间进行粗略测算。

机器人密度是评价一个国家工业机器人普及率和自动化发展水平的重要指标。目前国际机器人联合会(IFR)发布数据称2017年中国工厂使用的机器人数量将超过任何其它国家，但在机器人密度方面却远远落后于其他工业化程度更深的国家。在中国制造行业中，每万名工人仅对应30台机器人，而韩国、日本、德国和美国在这一领域的数字为437台、323台、282台和152台。

上世纪60年代，美国首先研制成功第一台工业机器人，也是劳动力成本不断提高催生出的产物，机器人首先用在发展很快的汽车工业上。美国工业机器人发展算是一个自由市场经济条件下自然生长的过程，相较于日韩等国，政府影响较小，当前机器人密度低于日韩和德国。日本在战后也面临劳动力缺乏和劳动力成本高的问题，迅速引进技术。同时政府出台扶持政策，工业机器人产业很快就发展起来。对机器人制造商，日本政府给补贴，以减少制造机器人的风险，因此刺激了工厂的积极性。用户购买和使用机器人也会得到政府补贴，用的越多获得的补贴越多。促使日本已成为当前世界上生产和使用工业机器人最多的国家。韩国工业机器人产业起步较晚，于20世纪80年代末开始大力发展工业机器人技术，在政府的资助和引导下，由现代重工集团牵头，到20世纪90年代末用了10年的时间形成自己的工业机器人体系，目前韩国近几年来已跻身机器人强国之列，其机器人的生产能力仅次于日本、美国和德国，排名世界第4名，且其机器人密度已达到世界最高水平，例如韩国的汽车工业大量应用本国的机器人。

再看中国的情况，中国政府对于工业机器人的各项扶持政策并不亚于当年的日本和韩国，且本土企业几经拥有了一定积累，并已获得了25%的市场份额，尽管还存在应用成本高等问题，但中国工业机器人安装量成倍增长已成定势，预计3-4年内中国机器人应用规模将高居全球第一，10年之内机器人密度即每1万名工人的机器人数将超过500台。若当前中国经济和政策方向不变，全球各外部因素不出现大幅波动，预计中国最快在2030年工业机器人在各相关行业内提供的生产力全面超过产业工人，机器替代人的大趋势最快在15-20年后就将到来。