1959年美國(guó)英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人,拉開(kāi)了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展史。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái),工業(yè)機(jī)器人技術(shù)經(jīng)歷了從可編程的示教再現(xiàn)型機(jī)器人到基于傳感器控制具有一定自主能力的機(jī)器人到今日的智能機(jī)器人的飛躍,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械加工、電子電氣、橡膠及塑料、食品、物流等諸多領(lǐng)域中。
全球化下的中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)
對(duì)于制造業(yè)來(lái)說(shuō),使用工業(yè)機(jī)器人帶來(lái)的一系列效益是十分明顯的,例如減少人工用量、降低廢品率和產(chǎn)品成本,減少機(jī)床損耗、加快技術(shù)創(chuàng)新速度等,從而可提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)器人具有執(zhí)行各種任務(wù)特別是高危任務(wù)的能力,平均故障間隔期達(dá)60000小時(shí)以上,比傳統(tǒng)的自動(dòng)化工藝更加先進(jìn)。國(guó)際上工業(yè)機(jī)器人技術(shù)日趨成熟,已成為裝備制造業(yè)的一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備而得到工業(yè)界的廣泛應(yīng)用。比較著名的工業(yè)機(jī)器人公司有瑞典的ABB、日本的FANUC、Yaskwa、德國(guó)的KUKA、美國(guó)的Adept Technology、意大利的COMAU。
但就我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)來(lái)說(shuō),雖然改革開(kāi)放之后,中國(guó)逐漸發(fā)展成為制造業(yè)大國(guó),但因多為粗放型生產(chǎn)制造,工業(yè)機(jī)器人發(fā)展長(zhǎng)期以來(lái)受限于成本較高與國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力價(jià)格低廉的狀況,市場(chǎng)增長(zhǎng)有限。在我國(guó),工業(yè)機(jī)器人的最初規(guī)模應(yīng)用是在汽車和工程機(jī)械行業(yè),主要用于汽車及工程機(jī)械的噴涂及焊接。2000年開(kāi)始,受國(guó)家宏觀政策調(diào)控及居民消費(fèi)水平提高的影響,我國(guó)汽車工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)高速增長(zhǎng)期。面對(duì)這種局面,國(guó)際汽車巨頭紛紛進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)并與我國(guó)企業(yè)合資設(shè)廠或擴(kuò)大原有生產(chǎn)規(guī)模,國(guó)內(nèi)企業(yè)也紛紛轉(zhuǎn)型或加大對(duì)汽車行業(yè)的投資,整個(gè)行業(yè)增產(chǎn)擴(kuò)能增加了對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),最近幾年國(guó)內(nèi)廠家所生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人有超過(guò)一半是提供給汽車行業(yè)的,可以說(shuō)汽車工業(yè)的發(fā)展是近幾年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人增長(zhǎng)的原動(dòng)力之一。
隨著我國(guó)近年來(lái)汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,以及在面臨全球性競(jìng)爭(zhēng)的形勢(shì)下,金屬加工、橡膠及塑料、電子電氣、食品等行業(yè)對(duì)于精益、柔性生產(chǎn)的需求,工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)增長(zhǎng)不斷加速,得以迅速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì),2006年,我國(guó)工業(yè)機(jī)器人新安裝臺(tái)數(shù)達(dá)5770臺(tái)、2007年為6581臺(tái),2008年則達(dá)到7500臺(tái)。截止2008年年末,我國(guó)已有工業(yè)機(jī)器人3.14萬(wàn)臺(tái)。隨著中國(guó)制造業(yè)全球化趨勢(shì)的加強(qiáng),中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)已被眾多業(yè)內(nèi)人士看好,業(yè)內(nèi)專家預(yù)測(cè),到2010年國(guó)內(nèi)機(jī)器人市場(chǎng)實(shí)際擁有量將達(dá)到17.3萬(wàn)臺(tái),到2015年,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)容量將增加到幾十萬(wàn)臺(tái)。
國(guó)外企業(yè)的中國(guó)戰(zhàn)略
面對(duì)如此誘人的大“蛋糕”,想分得一杯羹的企業(yè)摩拳擦掌。這從近年來(lái)各大工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)廠商動(dòng)作頻頻就可見(jiàn)一斑。ABB在1994年就在上海設(shè)立機(jī)器人業(yè)務(wù)部,但從2005年起不斷大力度加大本地化進(jìn)程,成立機(jī)器人全球研發(fā)中心,同年開(kāi)始本地化生產(chǎn);2006年將機(jī)器人全球總部移至上海;2007年機(jī)器人本地化生產(chǎn)規(guī)模翻番;2009年機(jī)器人部遷址到上海康橋的新工廠,增加了新的機(jī)器人生產(chǎn)線,使產(chǎn)能得已進(jìn)一步提高。上海發(fā)那科機(jī)器人有限公司新工廠也于2009年11月在上海寶山區(qū)工業(yè)園區(qū)正式開(kāi)工,新工廠占地37931平方米,不但將建設(shè)全新的機(jī)器人系統(tǒng)工廠、各類實(shí)驗(yàn)室、培訓(xùn)教育設(shè)施和技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu),還將建設(shè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)研究所,全面提升服務(wù)能力。 庫(kù)卡公司也于2008年底與上海交通大學(xué)合作,成立“KUKA焊接機(jī)器人智能化與工程應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”,通過(guò)促進(jìn)科研成果產(chǎn)業(yè)化和商品化,增強(qiáng)公司在工業(yè)機(jī)器人及應(yīng)用方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
而近年來(lái)在一年一度的中國(guó)工業(yè)博覽會(huì)上,機(jī)器人展區(qū)都是最受關(guān)注的熱點(diǎn),各大機(jī)器人企業(yè)都借此機(jī)會(huì)紛紛將最新款的機(jī)器人推向中國(guó)市場(chǎng)。在2009中國(guó)工業(yè)博覽會(huì)上,F(xiàn)ANUC發(fā)布了其工業(yè)用智能機(jī)器人產(chǎn)品M-liA。據(jù)介紹,該款機(jī)器人擁有超輕量、緊湊六軸結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),并設(shè)計(jì)有平行連桿機(jī)構(gòu),應(yīng)用于小型物品的搬運(yùn)、高速抓取和裝配,并配有復(fù)雜裝配作業(yè)的三軸手腕,非常靈活。而ABB則推出了首款A(yù)BB中國(guó)機(jī)器人部研發(fā)中心研制的ABB迄今為止最小型的機(jī)器人產(chǎn)品IRB 120。這款機(jī)器人自重僅有25千克,雖然小巧靈活,但是工作能力超強(qiáng),它的工作范圍可達(dá)580毫米,每公斤物料拾取節(jié)拍僅需0.58秒,重復(fù)定位精度高達(dá)0.01mm,位居業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。從本地化生產(chǎn)到本地化研發(fā),外企公司的本地化策略已日漸深入,這對(duì)于我國(guó)本土工業(yè)機(jī)器人企業(yè)來(lái)說(shuō)無(wú)疑將意味著更強(qiáng)勁的挑戰(zhàn)。
中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的喜與憂
我國(guó)政府非常重視機(jī)器人技術(shù),從國(guó)家863計(jì)劃實(shí)施之初就一直將機(jī)器人技術(shù)列為重點(diǎn)支持方向。20世紀(jì)90年代末,我國(guó)建立了9個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地和7個(gè)科研基地。產(chǎn)業(yè)化基地的建設(shè)給產(chǎn)業(yè)化帶來(lái)了希望,為發(fā)展我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。目前,我國(guó)已經(jīng)能夠生產(chǎn)具有國(guó)際先進(jìn)水平的平面關(guān)節(jié)型裝配機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、搬運(yùn)碼垛機(jī)器人等一系列產(chǎn)品,不少品種已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。據(jù)了解我國(guó)從事機(jī)器人研發(fā)的單位有200多家,專業(yè)從事機(jī)器人產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)的達(dá)50家以上,一批企業(yè)逐步發(fā)展壯大。“九五”期間,國(guó)家863計(jì)劃將沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司、哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化設(shè)備有限公司、一汽集團(tuán)涂裝技術(shù)開(kāi)發(fā)中心等確立為智能機(jī)器人主題產(chǎn)業(yè)化基地,最近兩年更是不斷有企業(yè)涉足工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和制造。
我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)雖然取得長(zhǎng)足發(fā)展,但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距,如可靠性低于國(guó)外產(chǎn)品;機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚,應(yīng)用領(lǐng)域窄,生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)還有差距;工業(yè)機(jī)器人的擁有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求量,長(zhǎng)期大量依靠從國(guó)外引進(jìn)。我國(guó)的研發(fā)重點(diǎn)是機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù),諸如機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析與綜合,控制算法,多傳感器控制系統(tǒng),遙控操作技術(shù)等。在語(yǔ)音對(duì)話和仿人卡通表情方面,中國(guó)技術(shù)領(lǐng)先于國(guó)際水平。但從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看,還存在多方面的問(wèn)題。
首先,我國(guó)基礎(chǔ)零部件制造能力差。雖然我國(guó)在相關(guān)零部件方面有了一定的基礎(chǔ),但是無(wú)論從質(zhì)量、產(chǎn)品系列全面,還是批量化供給方面都與國(guó)外存在較大的差距。特別是在高性能交流伺服電機(jī)和精密減速器方面的差距尤其明顯,因此造成關(guān)鍵零部件的進(jìn)口,影響了我國(guó)機(jī)器人的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。
第二,中國(guó)的機(jī)器人還沒(méi)有形成自己的品牌。雖然已經(jīng)擁有一批企業(yè)從事機(jī)器人的開(kāi)發(fā),但是都沒(méi)有形成較大的規(guī)模,缺乏市場(chǎng)的品牌認(rèn)知度,在機(jī)器人市場(chǎng)方面一直面臨國(guó)外機(jī)器人品牌的打壓。國(guó)外機(jī)器人作為成熟的產(chǎn)業(yè)采用整機(jī)降價(jià),吸引國(guó)內(nèi)企業(yè)購(gòu)買,而在后續(xù)的維護(hù)備件費(fèi)用很高的策略,逐步占領(lǐng)中國(guó)市場(chǎng)。
第三,國(guó)家認(rèn)識(shí)不到位,在鼓勵(lì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品方面的政策少。工業(yè)機(jī)器人的制造及應(yīng)用水平,代表了一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)水平,我們必須從國(guó)家高度認(rèn)識(shí)發(fā)展中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的重要性,這是我國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的重要手段和途徑。
另外,我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在模式化、標(biāo)準(zhǔn)化方面還有很長(zhǎng)的路要走,我國(guó)863計(jì)劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域?qū)<医M組長(zhǎng)王田苗教授曾表示:“如果從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來(lái)說(shuō),瓶頸可能是材料、電機(jī)等關(guān)鍵部件,但模式化、標(biāo)準(zhǔn)化才是最關(guān)鍵的,從研究上講就是機(jī)器人如何提高智能、傳感器等,在技術(shù)方面則是如何與國(guó)際接軌。”當(dāng)前我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)還處在“百家爭(zhēng)鳴、百花齊放”的階段,不同的行業(yè)根據(jù)自己的理解做應(yīng)用于自己行業(yè)的機(jī)器人,缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和平臺(tái),很難把質(zhì)量做好,也難以形成批量。
值得高興的是在過(guò)去的2009年我們看到了中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)很多讓人欣喜的變化。在這一年里沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司成功上市,成為我國(guó)首家沖刺創(chuàng)業(yè)板成功的工業(yè)機(jī)器人企業(yè),之前新松公司與沈陽(yáng)工業(yè)發(fā)展集團(tuán)公司共同收購(gòu)德國(guó)的C-CON公司,實(shí)現(xiàn)絕對(duì)控股,大大增強(qiáng)了公司實(shí)力,成為我國(guó)工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域中名副其實(shí)的領(lǐng)軍企業(yè)。在這一年里奇瑞與哈工大聯(lián)合研制開(kāi)發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)自主研制的大負(fù)載點(diǎn)焊機(jī)器人——QH-165工業(yè)點(diǎn)焊機(jī)器人已正式發(fā)布,并且制定了2010年年產(chǎn)100臺(tái)焊接機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化目標(biāo),推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)機(jī)器人“產(chǎn)、學(xué)、研”一體化的進(jìn)程。
此外,隨著工業(yè)機(jī)器人向更深更廣方向的發(fā)展以及機(jī)器人智能化水平的提高,機(jī)器人的應(yīng)用范圍還在不斷地?cái)U(kuò)大,已從汽車制造業(yè)推廣到其他制造業(yè),進(jìn)而推廣到諸如采礦機(jī)器人、建筑業(yè)機(jī)器人以及水電系統(tǒng)維護(hù)維修機(jī)器人等各種非制造行業(yè)。在國(guó)防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、生活服務(wù)等領(lǐng)域機(jī)器人的應(yīng)用也越來(lái)越多,如無(wú)人偵察機(jī)(飛行器)、警備機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、家政服務(wù)機(jī)器人等均有應(yīng)用實(shí)例。這也為中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)帶來(lái)了更廣闊的市場(chǎng)空間。
面臨著種種瓶頸和制約,雖然歷經(jīng)多年的技術(shù)累積,面臨良好的市場(chǎng)環(huán)境,中國(guó)自主工業(yè)機(jī)器人能否厚積薄發(fā)還需要政府、企業(yè)、科研單位的通力配合。正如某些專家所言,我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)要快速發(fā)展,不能只靠幾家科研單位的單方面努力,機(jī)器人不應(yīng)該只作為展覽會(huì)上的表演者。研制單位必須與市場(chǎng)需求緊密結(jié)合,讓機(jī)器人走進(jìn)工廠和家庭,實(shí)現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化。同時(shí),應(yīng)當(dāng)把發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)納入政府重要產(chǎn)業(yè)政策中,引導(dǎo)和扶持企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,加速機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
摘自《自動(dòng)化博覽》2010年第三期