市場分析

　　(1)中國工業(yè)機器人市場規(guī)模及增長趨勢。2015年，中國工業(yè)機器人市場規(guī)模整體增幅比較樂觀，銷售量達(dá)到82,495臺，同比增長39.6%，銷售額達(dá)到128.2億元，同比增長37.3%。在宏觀經(jīng)濟和制造業(yè)增速下滑的態(tài)勢下，中國工業(yè)機器人市場繼續(xù)維持30%以上增長速度。2016年國產(chǎn)工業(yè)機器人銷量繼續(xù)增長，上半年累計銷售19257臺，按可比口徑計算較上年增長37.7%，增速比上年同期加快10.2個百分點;考慮到前期研發(fā)企業(yè)實現(xiàn)投產(chǎn)、新企業(yè)進入等因素，實際銷量比上年增長70.8%，已連續(xù)多年保持了較高的增長速度，產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于上升通道。從企業(yè)層面看，有超過六成的國產(chǎn)工業(yè)機器人制造企業(yè)銷售量同比增長，特別是部分龍頭企業(yè)發(fā)展形勢喜人。企業(yè)積極應(yīng)對用戶行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的契機，積極調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn)品質(zhì)量，銷量實現(xiàn)成倍增長。鑒于工業(yè)機器人替代空間巨大，預(yù)計未來幾年，中國工業(yè)機器人市場仍將維持高速增長態(tài)勢。

　　(2)國產(chǎn)品牌和外資工業(yè)機器人市場分析。2015年，外資品牌工業(yè)機器人的市場表現(xiàn)遠(yuǎn)好于國產(chǎn)品牌，外資品牌銷售量占比70.4%，國產(chǎn)品牌銷售量占比29.6%。國產(chǎn)品牌工業(yè)機器人以直角坐標(biāo)、關(guān)節(jié)和Delta機型為主，價格較低，相較外資品牌而言，國產(chǎn)品牌機器人在銷售量、銷售額以及產(chǎn)品品質(zhì)等方面，都有提升空間。

　　通過上述分析可以看出機器人市場仍被外資企業(yè)主導(dǎo)。因此國內(nèi)企業(yè)除了穩(wěn)步提升自身的產(chǎn)品質(zhì)量外，也需要認(rèn)真思考快速提升自身整體性能的方法?？紤]到市場對柔性智能化機器人的強烈需求，擁有智能機器人系統(tǒng)的機器人高端裝備可有效地提高其競爭力。

　　(3)工業(yè)機器人應(yīng)用行業(yè)分析。目前工業(yè)機器人主要應(yīng)用于汽車和電子工業(yè)，國外品牌標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機器人在這些行業(yè)處于壟斷地位，但對于通用工業(yè)，由于其產(chǎn)品規(guī)格多樣，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，缺乏專業(yè)的機器人維護人員，國外機器人在通用工業(yè)的應(yīng)用也剛剛起步。而建材產(chǎn)業(yè)作為通用工業(yè)的典型領(lǐng)域正在逐步采用自動化設(shè)備升級產(chǎn)線。工業(yè)機器人作為高自由度的先進設(shè)備，在建材加工產(chǎn)業(yè)有著越來越廣泛的應(yīng)用。目前工業(yè)機器人在建材產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用主要集中在噴漆、噴釉和打磨三個領(lǐng)域，在建材領(lǐng)域的示范應(yīng)用，集中解決針對產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度低、規(guī)格多樣、缺乏運維人員的問題。

　　國內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢

　　《中國制造2025》明確提出了我國實施制造強國的戰(zhàn)略，將“高檔數(shù)控機床和機器人”作為大力推動的重點領(lǐng)域之一，并在重點領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新路線圖中明確了我國未來十年機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點主要為兩個方向：一是開發(fā)工業(yè)機器人本體和關(guān)鍵零部件系列化產(chǎn)品，推動工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用，滿足我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級迫切需求;二是突破智能機器人關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)一批智能機器人，積極應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)。

　　與此同時，在全球經(jīng)濟萎靡不振的背景下，美國提出了“再工業(yè)化”，歐洲提出了“新工業(yè)革命”。以互聯(lián)網(wǎng)、新材料和新能源為基礎(chǔ)，“數(shù)字化智能制造”為核心的第三次工業(yè)革命即將來臨，而“數(shù)字化智能制造”的主體就是機器人。全球諸多國家近半個世紀(jì)的工業(yè)機器人使用實踐表明，工業(yè)機器人的普及是實現(xiàn)自動化生產(chǎn)、提高社會生產(chǎn)效率、推動企業(yè)和社會生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。機器人技術(shù)是具有前瞻性、戰(zhàn)略性的高技術(shù)領(lǐng)域。工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動化裝備的主流。

　　中國已連續(xù)三年成為全球最大機器人市場，正在大力投入實現(xiàn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級：據(jù)統(tǒng)計，2015年我國工業(yè)機器人保有量約為25萬臺，2017年機器人銷量將超過10萬臺，預(yù)計到2020年，我國工業(yè)機器人年銷量與保有量將分別超過15萬臺與80萬臺，到2025年機器人年銷量將達(dá)26萬臺。

　　基于近年我國人力成本上升、包含工業(yè)機器人在內(nèi)的自動化設(shè)備投資回收期的縮短、工業(yè)機器人人均保有量較低的現(xiàn)狀，中國工業(yè)機器人存在巨大的增長空間，行業(yè)的景氣度將維持很長一段時間，因此中國將是工業(yè)機器人市場最有發(fā)展?jié)摿Φ膰?。在市場擴大的同時以庫卡、ABB等四大巨頭為代表的外資機器人公司加速中國本土化布局，進一步提升市場占有率，目前外資企業(yè)在工業(yè)機器人行業(yè)的市場占有率占有壓倒性的優(yōu)勢。相比之下中國工業(yè)機器人雖然發(fā)展迅速，但是仍處于工業(yè)機器人生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈下游，多數(shù)廠商承擔(dān)系統(tǒng)二次開發(fā)、定制部件和售后服務(wù)等附加值低的工作。

　　通過這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以分析出中國工業(yè)機器人企業(yè)想要與機器人生產(chǎn)技術(shù)更為先進的外資企業(yè)站在同一舞臺上對抗，除了堅實的提高自身技術(shù)基礎(chǔ)以外，也要主動尋找新的突破點，并將其融入自身的產(chǎn)品中。

　　目前機器人制造技術(shù)本身短時間內(nèi)不會有革命性的突破。相比之下值得注意的是，人工智能領(lǐng)域最近數(shù)年存在爆發(fā)式的技術(shù)發(fā)展，國家在“中國制造2025”計劃中也明確提出了在工業(yè)行業(yè)應(yīng)用人工智能技術(shù)的思路。同時，考慮到我國人工智能領(lǐng)域的研究已處于世界先進水平，部分領(lǐng)域甚至能夠領(lǐng)先歐美，因此將人工智能與工業(yè)機器人結(jié)合是中國機器人企業(yè)突破外資機器人企業(yè)布局的一種可行方法。更細(xì)致的考慮，人工智能+機器人模式下占主導(dǎo)地位的將是各種人工智能技術(shù)，而非機器人硬件性能本身，因此這種合作可以讓中國工業(yè)機器人企業(yè)揚長避短。

　　綜上所述，目前機器人硬件方面外資企業(yè)的布局和占有率占有很大優(yōu)勢，而人工智能技術(shù)方面國內(nèi)外基本處于同一起跑線上。技術(shù)發(fā)展趨勢上，本次人工智能的技術(shù)爆發(fā)仍未達(dá)到高潮，而機器人硬件短時間內(nèi)不會有革命性的發(fā)展，人工智能+機器人是各個國家都認(rèn)同的發(fā)展方向。人工智能+機器人的模式下，人工智能將會占據(jù)主導(dǎo)地位，因此中國企業(yè)機器人硬件的劣勢將逐步縮小，因而，只要起步不落后國外企業(yè)，那么是有可能在未來數(shù)年打造出一批能夠進入世界前列的工業(yè)機器人企業(yè)。

　　近幾年世界范圍內(nèi)涌現(xiàn)出大量結(jié)合人工智能與工業(yè)機器人的應(yīng)用概念(圖1)，但是這些目前尚沒有大型工業(yè)機器人企業(yè)展示出成熟的技術(shù)應(yīng)用。這意味著全球范圍內(nèi)的大型工業(yè)機器人制造商已經(jīng)開始意識到人工智能+機器人的可行性，并在這方面進行了研發(fā)投入(圖2)，但是這方面的研發(fā)投入時間明顯較短，因此還沒有能做出成熟的產(chǎn)品。

　　圖1 KINEMA SYSTEM公司提出的基于機器學(xué)習(xí)的碼垛機器人系統(tǒng)

　　圖2 FANUC的FIELD人工智能機器人系統(tǒng)

　　另外，中國工業(yè)行業(yè)應(yīng)用機器人的一大障礙就是海量的中小型工廠不具備應(yīng)用基于預(yù)先編程的傳統(tǒng)機器人的人員條件。大部分中小型工廠由于其產(chǎn)量、一致性較低的問題，應(yīng)用機器人往往意味著不斷的變換機器人程序，而這在實際日常生產(chǎn)中是不具備實際可行性的。在中小型工廠雖然每臺機器人可以取代數(shù)個工人，但是為了保證其能正常的使用，往往需要雇傭一定數(shù)量的成本更為高昂的機器人程序員。這導(dǎo)致機器人應(yīng)用企業(yè)的成本并沒有實質(zhì)上的降低。鑒于此，本項目將搭建一個云平臺，為接入其中的機器人提供快速的編程與故障處理，保養(yǎng)等服務(wù)。

　　發(fā)展建議

　　在巨大的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級市場需求下，市場急需通過最新的人工智能技術(shù)，基于以太網(wǎng)和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實現(xiàn)對現(xiàn)有工業(yè)機器人系統(tǒng)的智能化升級，使得機器人系統(tǒng)具有對生產(chǎn)加工過程的學(xué)習(xí)能力、自主識別和工藝規(guī)劃能力，達(dá)到智能化、柔性化生產(chǎn)的目的。

　　基于以上分析，應(yīng)抓緊研制一個基于云的機器人智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含工業(yè)機器人集成系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳感、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)運動存儲和計算機機器人系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制等部分，可通過機器視覺或激光掃描，對需要機器人操作的物體進行掃描、三維重建，并將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至云端服務(wù)器。云端的系統(tǒng)針對不同工件進行相應(yīng)的機器人軌跡規(guī)劃，進而自動生成對應(yīng)的工業(yè)機器人程序，然后進行初步的評估，并下發(fā)到工廠的實際機器人進行試生產(chǎn)。當(dāng)云端的數(shù)據(jù)庫擁有足夠多的數(shù)據(jù)后，將運用機器學(xué)習(xí)和優(yōu)化方法對機器人軌跡和程序生成方法進行優(yōu)化，從而提升生成的機器人軌跡質(zhì)量以及精度。