中国机电一体化技术应用协会：中国工业机器人产业发展白皮书（2020年）.pdf

前 言 2020 年是中国 “ 十三五 ” 决胜之年 ，面对世界 “ 百年未有之大变局 ” 新形势 ， 要实现第一个百年奋斗目标，为 “ 十四五 ” 发展和实现第二个百年奋斗目标打好基础，既是决胜期，也是攻坚期。 机器人被誉为 “ 制造业皇冠顶端的明珠 ” ，是衡量一个国家创新能力和产业竞争力的重要标志，已经成为全球新一轮科技和产业革命的重要切入点 。 针对 中国工业机器人产业 发展 ，国家相继出台的工业 4.0、中国制造 2025及机器人产业发展规划（ 2016-2020 年）等政策，从宏观、战略角度构建产业顶层设计， 国家大力支持机 器人产品 “智能化 ”发展，并凸显出机器人技术对产业转型升级的驱动作用，为机器人企业带来了新的机遇，从整体上看，工业机器人企业未来可期。 2018 年始，国家 出台 工业机器人产业引导、扶持思路，更加注重整体管理水平、产业水平提升，在资金税收、品牌建设、标准体系、技术产业化、知识产权、学科教育等方面配套管理政策，通过资金扶持、降低行业增值税率、强化质量品牌、修订产业标准、注重相应知识产权保护等措施，进一步鼓励、规范国内工业机器人产业健康发展。 我国工业机器人产业蓬勃发展，粗放型发展不再满足市场所需，提升整体产业水平已 迫在眉睫 。 在危机中育新机，于变局中开新局，结合近几年的产业发展分析，编制发布工业机器人产业白皮书。 I 目 录 第一章 工业机器人产业概述 . 1 1.1 工业机器人定义 . 1 1.2 工业机器人构成 . 3 1.3 工业机器人分类 . 4 1.4 工业机器人应用 . 5 1.5 工业机器人产业链 . 6 1.6 我国地区分类 . 7 1.7 数据说明 . 8 第二章 世界工业机器人产业发展分析 . 9 2.1 世界工业机器人产业整体情况 . 9 2.1.1 世界工业机器人市场规模 . 9 2.1.2 世界工业机器人保有量 . 10 2.1.3 世界工业机器人供应情况 . 11 2.2 世界工业机器人产业市场分布 . 12 2.2.1 工业机器人区域分布 . 13 2.2.2 重要应用行业分析 . 14 2.2.3 工业机器人密度 . 15 2.3 世界工业机器人产业发展特点 . 15 2.3.1 日本模式 . 16 2.3.2 欧洲模式 . 16 2.3.3 美国模式 . 16 2.3.4 韩国模式 . 17 2.3.5 中国模式 . 17 2.4 世界工业机器人产业 发展趋势 . 17 第三章 中国工业机器人产业环境分析 . 21 3.1 政策环境引导产业发展 . 21 3.2 制造强国战略重点领域 . 24 3.3 工业机器人产业进入中速增长期 . 24 II 3.4 工业机器人市场需求潜力巨大 . 26 3.5 下游制造业产业升级需求迫切 . 27 第四章 中国工业机器人产业发展分析 . 29 4.1 中国工业机器人产业整体情况 . 29 4.1.1 中国工业机器人市场规模 . 29 4.1.2 中国工业机器人的保有量 . 31 4.1.3 中国工业机器人产业规模 . 32 4.1.4 中国工业机器人供给分析 . 33 4.1.5 中国工业机器人产业区域分布 . 40 4.2 中国工业机器人产业发展特点 . 47 4.2.1 工业机器人产量增速回正向好 . 47 4.2.2 工业机器人产业投融资降温 . 49 4.2.3 工业机器人销售额持续增长 . 49 4.2.4 需求端 +成本端 +政策端驱动机器人需求增长 . 49 4.2.5 机器人国产化率还有很大的提升空间 . 50 4.2.6 机器人换人大势所趋 . 50 4.3 产业发展存在主要问题 . 52 4.3.1 自主创新能力不强 . 52 4.3.2 产品以中低端为主 . 53 4.3.3 企业成本压力大 . 53 4.3.4 自主品牌认可度不高 . 54 4.3.5 行业标准有待进一步规范 . 55 4.3.6 专业人才缺失 . 55 4.4 发展趋势及预测 . 56 4.4.1 人机协作 . 57 4.4.2 人工智能 . 57 4.4.3 新工业用户 . 58 4.4.4 数字化 . 58 4.4.5 更小更轻的机器人 . 58 第五章 分类分析 . 59 III 5.1 中国工业机器人进出口分析 . 59 5.1.1 机器人进口情况 . 60 5.1.2 机器人出口情况 . 63 5.2 中国工业机器人主要产品类型分析 . 67 5.2.1 按应用领域 . 68 5.2.2 按机械结构 . 70 5.2.3 按操作功能 . 72 5.3 中国工业机器人产业链及主要技术水平 . 74 5.4 中国工业机器人关键零部件分析 . 76 5.4.1 机器人本体 . 82 5.4.2 减速器 . 83 5.4.3 伺服系统 . 91 5.4.4 控制器 . 94 5.5 中国工业机器人系统集成分析 . 95 5.5.1 中国工业机器人系统集成产业现状 . 98 5.5.2 我国工业机器人系统集成短板 . 99 5.5.3 工业机器人系统集成商未来发展方向 . 101 5.6 自主品牌工业机器人市场 . 103 5.7 中国主要机器人工业园区 . 104 第六章 中国 工业机器人下游应用行业分析 . 108 6.1 下游 3C 行业分析 . 111 6.1.1 3C 行业定义 . 112 6.1.2 3C 行业分布 . 113 6.1.3 3C 行业机器人的应用 . 118 6.1.4 中国 3C 行业发展趋势 . 120 6.2 下游汽车行业分析 . 122 6.3 下游机械机床行业分析 . 126 6.4 下游其他应用行业分析 . 131 6.4.1 食品制造及医药行业 . 132 6.4.2 陶瓷卫浴 . 133 IV 6.4.3 物流仓储 . 133 6.4.4 石油化工行业 . 134 6.4.5 化工行业 . 135 6.4.6 玻璃行业 . 136 6.4.7 冶金行业 . 137 6.5 下游应用趋势分析 . 137 第七章 工业机器人标准化分析 . 138 7.1 工业机 器人标准化组织发展 . 138 7.2 工业机器人标准化制修订 . 139 7.3 工业机器人标准化实施应用 . 142 7.4 工业机器人标准化趋势 . 145 第八章 工业机器人产业发展趋势 . 147 8.1 将普及工业机器人换人 . 147 8.2 工业机器人时代提升产业质量与广度 . 147 8.3 工业机器人时代对社会提出更多挑战 . 148 8.4 工业机器人时代提高专业人才需求 . 148 8.5 我国工业机器人技术重点 . 149 第九章 对策建议 . 151 9.1 完善政策扶持体系 . 151 9.2 加大技术研发力度 . 151 9.3 完善标准体系 . 152 9.4 完善投融资渠道 . 152 9.5 加强人才队伍建设 . 153 1 第一章 工业 机器人产业概述 1.1工业 机器人定义 现阶段国内外关于机器人内涵的解释较多，本报告 采用的机器人定义为：机器人是指 具有两个或两个以上的可编程的轴，以及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执行机构 。机器人作为集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技 术于一体的自动化装备，代表着未来智能装备产业的发展方向。 机器人产业具有一般高新技术产业所表现的突出特征，即高投入、高风险、高回报、高技术、高难度、高潜能和知识新、技术新、工艺新、方法新、设备新、产品新等特点，机器人产业将成为国家最重要的经济增长点和最有活力的经济领域。 作为机器人产业的重要组成部分，工业机器人 的定义为 “在工业自动化中使用，可对三个或三个以上轴进行编程的固定式或移动式，自动控制的、可重复编程、多用途的操作机 ”， 是一种面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，在工业生产加工过程中通过自动 控制来代替人类执行某些单调、频繁和重复的长时间作业。工业机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种自动执行功能的一种机器，它即可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领自主决策行动。 *GB/T12643机器人与机器人装备 词汇 世界上第一台工业机器人 1956 年诞生于美国，使用数控机床生2 产汽车零部件的过程中。机器人的应用市场也伴随着汽车（及后来的新兴产业如 3C 电子）等的产能转移，从美国 -欧洲 -日本，再到中国。在中国工业机器人是新兴产业，全球范围来看技术 已经比较成熟。终端市场需求对机器人的技术进步拥有巨大的决定作用。 从 工业机器人的起源来看， 工业机器人 可以认为是 “易用型的数控机床”。相比高精度数控机床，工业机器人在具有基本相同的运动结构前提下，技术壁垒较低，通用性更强，更易操作和维护。两者不同点主要在于外部形态：生产线上数控机床一般作为工作母机，处于中心位置，工业机器人属于辅助设备，价格更低。这些特点大大扩展了工业机器人的使用范围，可以把它看做是“易用型的数控机床”。 工业机器人和数控机床对比 工业机器人 数控机床 相同点 运动结构：由输入装置、控制系 统、伺服系统、执行机构组成 按照预先设定的程序运行 靠自身动力和控制能力实现功能 柔性高效，可完成复杂、精密加工 不同点 可以移动，扩展工作范围 安装后固定，工作范围有限 按手臂运动形态分为直角坐标、圆柱坐标、球坐标型和关节型 无关节，均为直角坐标 可装多种传感器，环境适应性强，拟人化特性 机器属性更强，环境适应性弱 通用性强，可执行多种任务 通用性弱，多为专机 易操作和维护，人才培育门槛低 对人才素质要求高，操作和维护 复杂 价格较低，通常从几万到几十万元 价格高，十几万到 几百万元 数据来源：新时代证券研究所 运动控制是 工业 机器人的核心技术。精度、速度、稳定性是数控机床和工业机器人性能关键指标，这些指标都建立在运动控制技术的基础上。工业机器人的三大核心零部件（减速机、伺服系统、控制系统）都可以归结到运动控制技术。对运动控制技术的掌握程度，决定3 了机器人所能达到的高度。机床数控背景的企业进入工业机器人领域，具有先天性的优势。 1.2工业机器人构成 工业机器人主要由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数 工业机器人有 3-6 个运动自由度，其中腕部通常有 1-3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，核心为减速器以及伺服电机，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。 工业机器人拆解图 4 1.3工业 机器人分类 根据机器人的应用环境，国际机器人联盟（ IFR）将机器人分为工业机器人和服务机器人 ，我国 将机器人划分为工业机器人、 个人 /家用 服务机器人 、公共服务机器人、特种机器人四 类。 机器人分类 当前机器人领域国家标准有多个归口单位，导致机器人领域定义不统一，本文根据 工业 机器人按照用途、结构形式 以及 负载等标准进行分类。 按用途来分，工业机器人可分为焊接机器人、搬 作业 /上下料 运机器人、喷 涂 机器人、 加工 机器人、装配机器人 和洁净 机器人等。 按结构形式来分，工业机器人可分为直角坐标机器人、圆柱坐标机器人和关节型机器人三种，其中关节型工业机器人以 4-6 轴为主。 按照负载来分，工业机器人可分为小型负载机器人（负载小于5 20Kg）、中型负载机器人（负载在 20100Kg 之间）和大型负载机器人（负载大于 100Kg）。 工业机器人分类及应用 本体类型 性能特点 价格 应用行 业及工艺 图例 多关节 自由度高、载荷灵活、 轨迹灵活，功能强大 根据载荷不同， 均价 10-20 万 汽车、 3C 等高附加值行业和工艺，如焊接、精密装配 直角坐标 结构简单、精度高、载 荷低 根据载荷不同， 2-5 万 各制造业，物流设备，搬运码垛，上下料 SCARA 在 X、 Y 方向上具有顺从性，在 Z 轴方向上具有良好的刚度 根据载荷不同，5-8 万 PCB 和电子零部件，及各类装配搬运 并联机器人 速度快、重复定位精度高、实时控制性好，载荷低 无需减速器， 2-5万 电子、食饮等行业快节奏码垛上下料 协作机器人 可人机协作、安全性高，适合非结构化环境 需要额外传感器，价格贵，10-20 万 同多关节 资料来源：新时代证券研究所 1.4工业 机器人 应用 工业机器人的具体功能主要细分为以下这些： 工业机器人主要类型及应用 应用领域 主要用途 焊接和钎焊 用于弧焊、点焊、激光焊、钎焊及其他焊接。 涂层与胶封 用于粘胶、密封或类似材料的喷漆、上釉及其他点胶或喷涂 切割加工 用于激光、水刀或机械切割；磨削、去毛刺、抛光及其他加工 装配及拆卸 用于固定、压装、装配、安装及嵌入、拆卸等。 码垛搬运 用 于金属铸造、塑料成型、冲压、锻造、钣金、机床加工、产品检测、检验、测试、码垛、包装、拾放、布料及其他机械加工的搬运与上下料。 其他 用于半导体用洁净室，平面显示器用洁净室，其他洁净室等。以及其它不包含在上述范围内的应用。 6 1.5工业 机器人产业链 产业链是产业经济学中的一个概念，是各个产业部门之间基于一定的技术经济关联，并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。产业链的本质是一个具有某种内在联系的企业群结构，它是一个相对宏观的概念，存在两维属性：结构属性和价值属性。产业链中大量存在着 上下游关系和相互价值的交换，上游环节向下游环节输送产品或服务，下游环节向上游环节反馈信息。 工业机器人产业链主要是由机器人零部件生产企业、机器人本体生产企业、代理商、系统集成商、最终用户构成。本体是机器人产业链的核心，通常，本体企业设计本体、编写软件，采购通过代理商销售给系统集成商，系统集成商直接面向终端客户。有的本体企业和代理商也会兼做系统集成商。 工业机器人产业链 资料来源： 瑞松智能 7 按照所提供产品的不同区分，工业机器人行业内企业可分为单元产品（零部件，本体）供应商和系统集成商两类。工业机器人的下游应用领域广泛，需求也各有不同，如喷涂、焊接、码垛等。单元产品供应商负责生产机器人本体，产品具有较高开放性、标准化程度高，可批量化生产。系统集成商则根据下游客户的需要，将单元产品组成可投入生产使用的生产系统，起着链接供需双方桥梁的纽带作用。 1.6我国 地区分类 本报告数据暂时仅包括 中国大陆地区，不包含香港、澳门和台湾地区。 并根据区域相近性特点，将中国大陆地区按 区域 进行 市场细分 ，主要划分为七大区：东北、华北、华东、华南、华中、西北及西南，具体省分布如下： 东北：黑龙江、吉林、辽宁 华东：山东、江苏、浙江、安徽、 福建、上海市 华南：广东、广西、海南、福建 华北：北京、天津、河北、山西、内蒙古 华中：湖北、湖南、河南、江西 西北：陕西、甘肃、新疆、青海、宁夏 西南：四川、重庆、贵州、云南、西藏 8 1.7数据说明 本报告数据来源为中国机电一体化技术应用协会（ www.cameta. ）和中国机器人网（ www.robot-）联合收集，通过对国内各大主要工业机器人厂商，系统集成及零部件商的 调查 ，同时结合了历年统计的机器人数据 ， IFR 发布的公开数据 ，共同整理而成。 同时，本报告中所定义的市场只针 对大陆地区用户，并在大陆地区实现销售收入的市场，包含出口设备上使用的产品及在大陆地区采购零部件，不包含随国外设备一起引进的产品形成的市场。 9 第二章 世界 工业 机器人产业 发展分析 2.1世界工业机器人 产业 整体 情况 世界范围内，企业对机器人的运用越来越普及，尤其是工业方面，使用工业机器人的情况屡见不鲜。人力成本的快速上涨进一步推动了工业机器人产业的发展。如今，世界各国都在进行机器换人，希望把人力劳动从低端工作岗位释放出来，制造业自动化水平越来越高，工厂利用工业机器人获得了更低的成本、更高的效率和更快的生产速度 。 2.1.1世界工业机器人 市场 规模 2019 年 ，全球 工业机器人 市场规模为 159.0 亿美元 ，占 整体机器人市场规模的 54.1%。 其中亚洲销售额 104.8 亿美元，欧洲销售额 28.6 亿美元，北美地区销售额达到 19.8 亿美元。 中国、日本、美国、韩国和德国 等主要国家销售额总计占到了世界销量的 3/4，这些国家对工业自动化改造的需求激活了工业机器人市场，也使世界工业机器人使用密度大幅提升，目前在世界制造业领域，工业机器人使用密度已经超过了 100 台 /万 工 人。 10 2019 年全球工业机器人销售增长 情况 数据来源： IFR 2.1.2世界 工业机器人保有量 世界 工业机器人保有量近些年迅猛 增长 。 2018 年， 世界 工业机器人的保有量约 243 万台，同比增长 15%，其中 约 150 万台在亚洲，中国以 57.5 万台的数量稳居 世界 工业机器人保有量第一，并且保持快速增长的势头。 亚洲是 世界 工业机器人近几年及未来增长的主要 市场 ， 2018 年安装量为 28.3 万台 ，其中中国机器人 销售 量 为 15.4 万台， 超过 世界总量的 1/3。自 2013 年以来，中国已连续 7 年 成为 世界 第一大机器人消费国。 2012-2018 年 世界 工业机器人保有量变化情况（ 单位：台） 国家或地区 2012 年 2013 年 2014 年 2015 年 2016 年 2017 年 2018 年 美洲 207020 226050 248430 272000 295100 322700 342350 巴西 7580 8560 9560 10300 11300 12600 13900 北美（加拿大、墨西哥、美国） 197960 215800 236890 259200 281000 307000 325000 其他美洲 1480 1690 1980 2500 2800 3100 3450 26% 12% 13% 17% 17% 11% 32% 8% 14% 11% 12% 10% 0204060801001201401601800.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%装机量（万台） 销售额（亿美元） 年增长率 年增长率 11 亚洲 /澳洲 628740 689240 784560 914000 1049800 1209800 1495600 中国 96900 142800 196000 262900 345000 445000 575000 印度 7840 9680 11760 14300 17100 20100 23500 日本 310500 304000 295800 297200 299000 301000 322000 韩国 138900 156110 176800 201200 223600 245400 268500 台湾 32400 37250 43500 50500 56800 63800 71800 泰国 17100 20300 23900 27900 32300 36500 40800 其他亚洲 /澳洲 25100 29100 43800 60000 78000 98000 120000 欧洲 380480 392000 411000 433000 452700 471500 491000 捷克共和国 6830 8100 9500 11000 13500 15200 16000 法国 33600 32300 32200 32300 32400 32500 32600 德国 162000 167500 175800 183700 188200 193500 199500 意大利 60750 59000 59800 61200 60600 61300 61600 西班牙 28900 28000 28000 28700 28500 28600 28700 英国 15000 15600 16900 18200 21600 23400 24600 其他欧洲 73400 81500 88800 97900 107900 117000 128000 非洲 2900 3500 3900 4500 5300 6100 7000 未指定国家 16000 21000 32000 40500 51200 60300 71500 总计 1235140 1341790 1486890 1664000 1856100 2070400 2439543 数据来源： IFR 2.1.3世界 工业机器人供应情况 根据国际机器人联合会（ IFR）最新发布的 世界 机器人 2019-工业机器人报告数据， 2018 年 世界 工业机器人 出货量 42.2 万台，比上年增长 6%； 年销售额达到 165 亿美元，创新纪录。 2020 年至2022 年 世界 机器人出货量有望继续保持两位数以上的增长。 12 2013-2019 年工业机器人出货量 数据来源： IFR 从地区来看， 欧洲、日本牢牢占据着工业机器人天下，日本、德国的工业机器人水平 世界 领先，这主要因为他们具备先发优势和技术沉淀。日本在工业机器人关键零部件（减速机、伺服电机等）的研发方面具备较强的技术壁垒。德国工业机器人在原材料、本体零部件和系统集成方面有一定优势。 从企业来看， ABB、发那科（ FANUC）、库卡（ KUKA）和安川电机（ YASKAWA）这四家企业是工业机器人的四大家族，成为 世界主要的工业机器人供货商，占据 世界 约 50%的市场份额。 2.2世界工业机器人产业 市场 分布 从全球地区发展来看， 亚太地区 是机器人 最活跃的市场 ，占全球份额为 60.2%，其次是 欧洲地区和北美地区，分别占比 19.9%和 17.4%。 0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%0510152025303540452013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 出货量（万台） 年增长率 13 注：亚太地区统计数据含澳大利亚及新西兰 数据来源： IFR、赛迪 2.2.1工业机器人 区域 分布 2018 年，全球 5 个国家的市场占据工业机器人总销量的 74%，这 5 个市场分别是中国、日本、美国、韩国 和德国。 在亚洲，中国依旧是全球最大的机器人市场 。 据 CRIA 与 IFR 统计， 2018 年中国工业机器人市场累计销售工业机器人 15.4 万台，同比下降 1.73%(注： IFR 调整了上年同期数 )，市场销量出现同比下降。其中，自主品牌机器人销售 4.36 万台，同比增长 16.2%；外资机器人销售 11.3 万台，同比下降 7.2%。与上年相比，自主品牌工业机器人销售增速虽有放缓，但依然保持了较为稳定的增长水平；外资品牌销售大幅下滑，增速骤然放缓，销量由 2017 年超 70%的增速，回落至 2018 年 的同比下降。自主品牌机器人在市场总销量中的比重为 27.88%，比上年提高 4.3 个百分点。 2018 年，日本工业机器人销量为 5.5 万台，同比增长率为 21%，5 年平均增长率为 17%；主要由于电气 /电子行业在机器人方面的投资减少，韩国工业机器人安装量 3.7 万台，同比减少 5%， 5 年平均增长14 率为 12%。 欧洲是全球工业机器人销量第二大地区， 2018年销量为 7.5万台，同比增加 14%， 5 年平均增长率为 12%。其中，汽车行业的需求强劲带动，德国工业机器人销量为 2.7 万台，同比增加 26%。 美洲工业机器人安装量 2018 年达到一个峰值 5.5 万台，同比增加超过 20%， 5 年平均增长率为 13%。其中美国制造业回归政策，不断发展自动化技术，驱动美国 2018 年安装量达到 4 万台，同比增长22%。 2.2.2重要 应用 行业分析 2018 年汽车行业占全球工业机器人总安装量的 30%， 3C 行业占25%，金属和机械行业占 10%，塑料和化工行业占 5%，食品和饮料行业占 3%。 汽车行业是工业机器人最重要的应用行业，市场上存在汽车产能过剩和新能源汽车异军突起双重作用， 2018 年占据了全球工业机器人销量的 30%，全行业机器人销量 12.5 万台，增加约 2%， 5 年平均增 长率为 13%。 3C 行业工业机器人销量自 2013 年以来持续增加，年均增长率为24%， 2017 年 3C 行业机器人销量占总销量的 31%，一度接近汽车行业，但受全球电子设备和元件需求下降影响， 2018 年安装量减少到10.5 万台，同比下降了 14%。 15 2.2.3工业机器人密度 自动化是制造业的必然选择，也是实现智能制造的前提，但每个国家的自动化使用情况都不同。机器人使用密度是衡量一个行业每万名工人使用工业机器人数量的指标，也是体现自动化程度的一个指标。 根据国际机器人联合会 (IFR)发布的报告， 2018 年 自 动化生产在世界 范围内不断加速， 世界 制造行业的工业机器人使用密度已达到99 台 /万人 (每万名工人使用工业机器人数量 )， 按国际区域进行划分，欧洲平均的工业机器人密度为 114 台 /万人，美洲为 99 台 /万人， 亚洲为 91 台 /万人 ； 按照国家进行划分 ， 新加坡 为 831 台 /万人 、韩国 为774 台 /万人 、德国 为 338 台 /万人 ，日本 为 327 台 /万人 。 这表明越来越多的国家正在转向自动化来满足其制造需求。 2.3世界工业机器人 产业发展特点 在持续呈现 “爆发式增长 ”的机器人行业，发达工业化国家和地区正凭借技术优势，对机器人产业展开新一轮战略 布局，作为 世界 最大市场的中国唯有加快追赶步伐，才不至于被越拉越远。近年来，随着人工智能技术、数字化制造技术与移动互联网之间创新融合步伐的不断加快， 世界 机器人产业的发展正呈现出新的态势。随着中国机器人市场的繁荣，如今的世界工业机器人模式中 “中国模式 ”也悄然兴起。 就机器人类型来说，美国和欧洲在国防，医疗及服务机器人领域，技术比较领先；日韩则专注于家用机器人和服务及 工业 机器人。 16 2.3.1日本模式 产业链分工清晰 ， 市场差异化明显 。 各公司各司其职， 分别定位于不同的 产业 链环节 和不同的 应用行业 。 即政府制定相应政策，机 器人生产商以开发新型机器人和批量生产优质产品为主要目标，由其子公司或其他公司来设计制造各行业所需要的机器人成套系统 ， 由产业链供应商专业提供所需的各类原材料和零部件 。其工业机器人的产业竞争优势在于完备的配套产业体系与关键零部件方面较强的技术优势。日本机器人 在原材料 、 核心零部件 （控制系统、减速机等）、 本体和系统集成方面， 都 处于 世界 领先的地位。 2.3.2欧洲模式 一揽子工程，即机器人的生产和用户所需要的系统设计制造全部由机器人制造厂商自己完成。欧洲的机器人本体制造技术较为领先。德国引进工业机器人虽然稍晚于日本， 但其发展状况与日本类似。经过 10 年努力，以库卡为代表的工业机器人企业占据 世界 领先地位。 2.3.3美国模式 美国模式 即 采购与成套设计相结合。美国比较侧重于系统集成方面，其机器人本体制造较为一般。美国国内基本不生产普通工业机器人，企业需要的机器人通常通过进口，再自行设计制造配套的外围设备。以智能化为主要方向，美国不断加大对新材料与新技术的研发力度，明确提出以发展工业机器人提振制造业。 17 2.3.4韩国模式 韩国机器人产业的客户主要为三星集团 ， 国际竞争力不高 。 虽然目前韩国现代重工已与机器人紧密对接，大大提高了韩国 工业机器人生产商在 世界 市场所占份额。但整体而言，韩国技术仍与美国、日本、德国存在较大差距。 2.3.5中国模式 在全球最大市场 、 全球最多制造业工人的背景下 ，在 2012-2017年政策大力扶持下 ， 中国机器人发展呈现百花齐放的模式特征 。从集成到本体到零部件，多点开花、阶梯追赶，系统集成环节在中国市场已实现对外资的反超，占据主要市场份额 。 国际对比来看 ， 中国机器人产业模式 初期 更接近美国， 目前正向日本模式发展 ， 未来的发展趋势 将 类似于日本的产业链分工模式，前提是真正突破机器人本体核心部件的技术。 2.4世界 工业机器人产 业发展 趋势 根据 IFR 的报告， 世界 传统 制造业 将从大批量、单一化 生产 向小批量、多元化生产转型，生产设备安全性需求将进一步提高，同时，制造业还将面临高技工的严重短缺。国际机器人联合会预计，制 造业的升级改造带来的高自动化投资回报率和人工成本的上涨，劳动套利的现象将会急剧减少。 机器人 产业的 发展可分为三个阶段四大层次。 第一个阶段为自动化（机器人替代不同精度的重复劳动），第二个阶段为机器智能（机18 器人具有高精度机械运动能力和高精度感官能力，具有柔性化工业能力），第三个阶段为人工智能（机器人具有高精度运动和感官能力，同时具有自主学习适应能力，实现人机融合，可完成高度柔性化工作）。目前全球机器人产业处于从第二阶段向第三阶段过渡的时期。机器人不同产业发展阶段，需要的优势因素也不同， 第一层次的发展对应人口红利 优势，第二层次和第三层次的发展对应工程师红利优势，第三层次的发展对应人工智能技术优势。 机器人产业发展阶段 与此同时，制造业的升级转型也面临着重重挑战，主要表现在以下几个方面： （ 1） 自动化项目实施难度大，同时充满了不可预测性。 （ 2） 生产线改造停产成本和施工成本非常高。 （ 3） 企业缺乏专业的工业机器人集成和操作变成人员。 （ 4） 生产线改造升级导致企业成本收回周期变长。 对此， IFR 给出的建议是让机器人变得简化、数字化和 协作 化。19 简化主要是指将机器人安装调试和操作编程过程进一步简化，降低中小型企业使用机器人的门槛。 数字化是指将生产和数据结合起来，利用机器学习技术进一步提高生产力。协作化是指人机协作的方式将能大幅提供生产的效率，在未来将更多的协作机器人投放到生产制造中。 协作化是一种可以在一定区域内安全的与人类进行直接交互的机器人，协作机器人的操作相对较为简单，是工业机器人的一个分系，在价格上也相比于传统工业机器人更为低廉。 2015 年至 2019 年期间，协作 机器人增长 10 倍，从 2015 年的接近 9500 万美元升值到 2019 年的超过 10 亿美元。 Transparency Market Research 预计， 2024 年底，世界协作机器人的市值有望达到 950 亿美元，年均复合增长率 30%。 总之，工业机器人的智能程度将迅猛提升，协作机器人将在工业机器人中越来越普遍。甚至随着技术的发展，最终协作机器人将变成一个过渡概念，所有的机器人都应该具备与人类一起安全的协同工作的特性。 根据 国际机器人联合会 分析 ， 2019 年 全球工业机器人安装量为42 万台， 20202022 年， 世界 工业机 器人 安装量 年均 增长率约为 12%，2022 年工业机器人安装量将达 到 58.4 万台 。 工业机器人需求景气向上，主要得益于汽车领域强劲需求将持续、 3C 领域迎来高增量、其他制造业领域和部分中小企业也更加倾向于使用工业机器人。 根据 IFR 的分析， 按机器人安装密度来看， 2018 年 每万名员工对应的机器人保有量， 新加坡为 831 台，韩国为 774 台，德国为 33820 台， 世界 平均约为 99 台，也就是 世界 99%以上的工作目前都靠手工人力，全世界距离发达日欧国家的机器人应用水平还有较大差距， 日本为 327 台， 而就中国来说， 2018 年安装工业机 器人数量超过世界的 1/3，而 机器人密度 为 140 台 /万工人 ，仍有巨大发展空间 。 21 第 三 章 中国 工业 机器人产业环境分析 3.1政策环境 引导产业 发展 从 “ 十二五 ” 开始，工 业机器人就成为发展规划的重点发展对象之一，各项政策具体内容的陆续出台，均强调要重点开发并突破有关工业机器人及相应关键零部件（如伺服系统、减速器）等技术，明确了工业机器人及相关零部件的发展方向，有助于完善机器人产业链，促进产业快速发展，实现制造业的升级转型。 2017 年，国家标准委、国家发改委、科技部和工业和信息化部联合发布国家机器人标准体系建 设指南（下称指南）。指南对统筹推进我国机器人标准化工作做出安排，率先在中国制造2025十大重点领域取得突破 ， 机器人被正式列入国家标准国民经济行业分类（ GB/T 4754-2017）。根据新的分类，工业机器人制造（代码 3491）与特种作业机器人制造（代码 3492）两个行业小类，归属于其他通用设备制造业行业中类（代码 349），归属于通用设备制造业行业大类（代码 34），这一修订将对促进机器人制造行业和企业的发展具有长远的积极影响。 中国机器人标准化白皮书（下称白皮书） 的 发布 ， 对我国机器人 标准化战略和规划提供了有益的参考和指导，为我国机器人标准立项和研制提供科学依据，对推动我国机器人自主创新能力和促进机器人产业健康发展提供了有效支撑。对于指导机器人企业、标准化机构制定机器人标准、应用机器人标准、查找机器人标准空白和规22 划企业内部标准体系均具有一定的指导和借鉴意义。 2014 年起，地方政府补贴政策密集出台。 2012 年顶层设计之后往地方政府传导，地方政府在 2013 年观望之后， 2014 年开始密集出台地方配套补助政策，补贴主要集中在地方政府层面，特别是珠三角、长三角和京津冀地区。根据中国机器人产业联盟 的统计，全国超过36个城市将机器人作为当地产业发展重点，财政补助额度大幅增长，2014-2015 年，一共出台了 77 项地方政府支持机器人的政策。 结构来看， 2014-2015 年应用补贴远远大于研发补贴。创新研发补贴多为中央主导但金额较少，主要集中在京津冀地区，额度一般为几十万，例如 863 计划、“智能制造装备发展专项资金”，发改委主导的“首台（套）”补贴政策等；地方政府偏应用补贴，规模庞大，集中在长三角和珠三角地区，补贴额度为百万规模，有的地区甚至达上千万。 2016-2018 年补贴结构开始优化，研发补助提高， 监管趋严。2014-2015 年补贴细则不足、监管宽松，骗补套补频发，机器人企业如雨后春笋暴增，造成低端重复建设严重。 2017 年开始补贴政策结构优化并加强监管，研发补助的比例不断上升 。 地方补贴政策 补贴主体 补贴时间 补贴类型 补贴政策 发改委 2015- 研发补助 首套产品补贴 售价 /成本的 10%，关键零部件最高补贴 50万元，单机产品最高补贴 200 万元，成套设备最高补贴400 万元 863 计划 持续 研发补助 “ 863 计划 ” ， 2014 年机器人的三个领域的拨款经费总额累计不超过 4000 万元 智能制造装备发 展专项资金 持续 研发补助 “智能制造装备发展专项资金”，国家将根据项目的具体情况安排适当研发补助资金，国家补助资金原则上50补贴用户， 50补贴制造商 23 广东 2016 应用补助 2016 年工业与信息化发展专项资金中，机器人发展专题 资金约 3.6 亿元 广州 2014-2016 应用补助 本市采购或租赁，补助 20%（最高 3 万元 /台）；非本市采购租赁项目，补助 10%（最高 50 万元 /套） 深圳 2014-2020 应用补助 市财政每年预算 5 亿元补助机器人、可穿戴设备和智能 装备产业 东莞 2014-2016 应用补助 市财政每年预算 2 亿元，资助企业利用先进自动化设备进行新一轮技术改造， 镇一级还有 20、 30、 50不等的配套补贴 顺德 2015- 应用补助 营业额、税收上规模企业最高 1000 万资金奖励，购买机器人补助 1 万元 /台 柳州 2015- 应用补助 企业购买机器人补贴 20%-30% 浙江省 20