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未來全球工業機器人趨勢前景預測

工業機器人是智能制造業最具代表性的裝備。日本、美國、德國和韓國是工業機器人強國。日本號稱“機器人王國”，在工業機器人的生產、出口和使用方面都居世界榜首；日本工業機器人的裝備量約占世界工業機器人裝備量的60%。美國是機器人的發源地，早在1962年就研制出世界上第一臺工業機器人，盡管美國在機器人發展史上走過一條重視理論研究、忽視應用開發研究的曲折道路，但是美國的機器人技術在國際上仍一直處于領先地位，其技術全面、先進，適應性也很強。德國工業機器人的總數占世界第三位，僅次于日本和美國；德國工業機器人的研究和應用在世界上處于領先地位。韓國是工業機器人的后起之秀，于20世紀80年代末開始大力發展工業機器人技術，在政府的資助和引導下，韓國近幾年來已躋身機器人強國之列。與此同時，工業機器人領域的全球知名生產廠商也主要集中在以日、美、德等為代表的發達國家，如瑞典ABB，日本的發那科（FANUC）、安川電機（YASKAWA），德國的庫卡（KUKA）、美國American Robot和意大利柯馬（COMAU）等，這些廠商生產的工業機器人已成為一種工業標準在全球得到廣泛應用。根據國際機器人聯合會（IFR）統計，國際工業機器人市場于2010年開始恢復性增長。從全球范圍來講，由于金融危機的影響，2009年運行中的工業機器人比2008年下降了0.5%。2010年，全世界新安裝的工業機器人數量逐步接近2005-2008年的高峰期，共供應了12.1萬臺工業機器人，這就意味著工業機器人的全球銷售量與不景氣的2009年相比幾乎翻倍。最新數據顯示，2016年全球工業機器人銷量約29.4萬臺，同比增長16%，預計2017年在34.6萬臺左右；2016年全球工業機器人銷售額首次突破132億美元，預計2017年可達147億美元。圖表2：2010-2017年全球工業機器人發展規模（單位：萬臺，億美元）未來全球工業機器人趨勢前景預測前瞻產業研究院分析認為，工業大國提出機器人產業政策，如德國工業4.0、日本機器人新戰略、美國先進制造伙伴計劃、中國大陸十三五規劃與《中國制造2025》等國家級政策，皆納入機器人產業發展為重要內涵，將促使工業機器人市場持續增長，IFR預計到2025年全球工業機器人銷量將達到85萬臺。圖表3：2017-2025年全球工業機器人銷量預測（單位：臺，%）前瞻產業研究院發布的《2018-2023年中國工業機器人行業戰略規劃和企業戰略咨詢報告》認為，未來全球工業機器人主要有以下四大趨勢： 1）機器人與信息技術深入融合大數據和云存儲技術使得機器人逐步成為物聯網的終端和節點。信息技術的快速發展將工業機器人與網絡融合，組成復雜性強的生產系統，各種算法如蟻群算法、免疫算法等可以逐步應用于機器人應用中，使其具有類人的學習能力，多臺機器人協同技術使一套生產解決方案成為可能。 2）機器人產品易用性與穩定性提升隨著機器人標準化結構、集成一體化關節、自組裝與自修復等技術的改善，機器人的易用性與穩定性不斷被提高。一是機器人的應用領域已經從較為成熟的汽車、電子產業延展至食品、醫療、化工等更廣泛的制造領域，服務領域和服務對象不斷增加，機器人本體向體積小、應用廣的特點發展。二是機器人成本快速下降。機器人技術和工藝日趨成熟，機器人初期投資相較于傳統專用設備的價格差距縮小，在個性化程度高、工藝和流程繁瑣的產品制造中替代傳統專用設備具有更高的經濟效率。三是人機關系發生深刻改變。例如，工人和機器人共同完成目標時，機器人能夠通過簡易的感應方式理解人類語言、圖形、身體指令，利用其模塊化的插頭和生產組件，免除工人復雜的操作。現有階段的人機協作存在較大的安全問題，盡管具有視覺和先進傳感器的輕型工業機器人已經被開發出來，但是目前仍然缺乏可靠安全的工業機器人協作的技術規范。 3）機器人向模塊化、智能化和系統化方向發展目前全球推出的機器人產品向模塊化、智能化和系統化方向發展。第一，模塊化改變了傳統機器人的構型僅能適用有限范圍的問題，工業機器人的研發更趨向采用組合式、模塊化的產品設計思路，重構模塊化幫助用戶解決產品品種、規格與設計制造周期和生產成本之間的矛盾。例如，關節模塊中伺服電機、減速機和檢測系統的三位一體化，由關節、連桿模塊重組的方式構造機器人整機。第二，機器人產品向智能化發展的過程中，工業機器人控制系統向開放性控制系統集成方向發展，伺服驅動技術向非結構化、多移動機器人系統改變，機器人協作已經不僅是控制的協調，而是機器人系統的組織與控制方式的協調。第三，工業機器人技術不斷延伸，目前的機器人產品正在嵌入工程機械、食品機械、實驗設備、醫療器械等傳統裝備之中。 4）新型智能機器人市場需求增加新型智能機器人，尤其是具有智能性、靈活性、合作性和適應性的機器人需求持續增長。第一，下一代智能機器人的精細作業能力被進一步提升，對外界的適應感知能力不斷增強。在機器人精細作業能力方面，波士頓咨詢集團調查顯示，最近進入工廠和實驗室的機器人具有明顯不同的特質，它們能夠完成精細化的工作內容，如組裝微小的零部件，預先設定程序的機器人不再需要專家的監控。第二，市場對機器人靈活性方面的需求不斷提高。雷諾使用了一批29公斤的擰螺絲機器人，它們在僅有的1.3米長機械臂中嵌入6個旋轉接頭的機器臂均能靈活操作。第三，機器人與人協作能力的要求不斷增強。未來機器人能夠靠近工人執行任務，新一代智能機器人采用聲吶、攝像頭或者其他技術感知工作環境是否有人，如有碰撞可能它們會減慢速度或者停止運作。

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