通過近十年的發(fā)展，中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)從無到有、從小到大，目前已經(jīng)形成了一百余家從事機(jī)器人研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、工程應(yīng)用以及零部件配套的產(chǎn)業(yè)集群，其中40余家上市公司在股市上形成了具有機(jī)器人概念的高技術(shù)板塊。全國(guó)各省市地區(qū)正在建設(shè)和籌建的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園超過40余家。機(jī)器人應(yīng)用遍及汽車制造、工程機(jī)械、食品等行業(yè)。
中國(guó)制造業(yè)目前呈現(xiàn)“兩高兩低”的特點(diǎn)，即低技術(shù)含量、低附加值和高能耗、高污染。隨著人口紅利的到期，勞動(dòng)力短缺和人力成本急劇上升，使得勞動(dòng)力密集和低人力成本的制造模式在中國(guó)難以持續(xù)。國(guó)產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)的技術(shù)水平既是國(guó)內(nèi)企業(yè)能否享受行業(yè)景氣的關(guān)鍵因素，也是推動(dòng)國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)發(fā)展快慢的關(guān)鍵因素。工業(yè)機(jī)器人是集精密機(jī)械、控制技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等于一體的技術(shù)密集型自動(dòng)化設(shè)備。通過對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上國(guó)內(nèi)外主要設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行梳理比較，確定中國(guó)機(jī)器人企業(yè)的技術(shù)水平，選擇以機(jī)器人為主導(dǎo)的智能制造模式是實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型的重要路徑。
中國(guó)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)
（一）中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)高速增長(zhǎng)
中國(guó)已經(jīng)成為全球工業(yè)機(jī)器人重要市場(chǎng)。2011年中國(guó)機(jī)器人出貨量達(dá)到2.3萬臺(tái)，占全球出貨量的13.8%，全球排名第四，同比增速達(dá)51%。2004-2012年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人復(fù)合增速為29.7%，2009-2012年復(fù)合增速達(dá)到71.9%。從各領(lǐng)域增速來看，3C行業(yè)增速較高，其中消費(fèi)電子行業(yè)年復(fù)合增長(zhǎng)率20.2%，汽車作為傳統(tǒng)用量大的領(lǐng)域未來幾年增速較低。
（二）三大因素推動(dòng)中國(guó)機(jī)器人需求
因素一：勞動(dòng)力成本上升，人口紅利逐漸消失。勞動(dòng)力成本的上升激發(fā)企業(yè)機(jī)器人替代人工的訴求。
因素二：勞動(dòng)力供給下降。90年代中期，中國(guó)制造業(yè)從業(yè)人數(shù)大幅下降。98-99年經(jīng)歷了國(guó)企下崗危機(jī)，紡織等傳統(tǒng)制造業(yè)首當(dāng)其沖。2001年加入世貿(mào)組織以后，中國(guó)制造業(yè)從業(yè)人數(shù)又開始緩慢回升。但是，進(jìn)入新世紀(jì)的第二個(gè)年頭，80后、90后勞動(dòng)人口成為主流，他們不再愿意大量從事單調(diào)重復(fù)環(huán)境差的工作。長(zhǎng)三角、珠三角等地低端產(chǎn)業(yè)用工荒明顯。
因素三：制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，國(guó)家政策支持。普及機(jī)器人不只是單純的替代人工，更是提升制造業(yè)效率與柔性的重要手段。（三）國(guó)外機(jī)器人廠商搶灘中國(guó)市場(chǎng)
中國(guó)市場(chǎng)是未來全球大的機(jī)器人市場(chǎng)，近年來增長(zhǎng)迅猛。國(guó)際機(jī)器人巨頭紛紛搶灘中國(guó)市場(chǎng)，以ABB、庫(kù)卡、安川電機(jī)、發(fā)那科四大家族為代表的國(guó)外機(jī)器人企業(yè)占據(jù)中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)90%以上的市場(chǎng)份額。
在90%的機(jī)器人市場(chǎng)份額中，ABB、發(fā)那科、安川機(jī)電、KUKA四大家族共占57.5%。之后的三大廠商OTC、松下和川崎重工共占16%。而國(guó)內(nèi)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)市場(chǎng)份額相對(duì)較小，2012年本土品牌機(jī)器人市場(chǎng)占有率8%，個(gè)體企業(yè)普遍存在規(guī)模較小、創(chuàng)新能力薄弱等問題。
（四）國(guó)內(nèi)機(jī)器人行業(yè)現(xiàn)狀與機(jī)會(huì)
1.國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈四大環(huán)節(jié)：機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈包括核心零部件生產(chǎn)、機(jī)器人本體制造、系統(tǒng)集成以及行業(yè)應(yīng)用四大環(huán)節(jié)。目前中國(guó)機(jī)器人企業(yè)真正能賺錢的業(yè)務(wù)是系統(tǒng)集成。關(guān)鍵零部件沒有真正國(guó)產(chǎn)化，造成國(guó)產(chǎn)機(jī)器人本體成本遠(yuǎn)高于國(guó)外同行，很難上規(guī)模。
2.國(guó)內(nèi)機(jī)器人成本高于國(guó)外：國(guó)產(chǎn)機(jī)器人本體成本遠(yuǎn)高于國(guó)外同類產(chǎn)品，特別是減速機(jī)，國(guó)內(nèi)企業(yè)購(gòu)買減速機(jī)的價(jià)格是國(guó)外企業(yè)的價(jià)格的將近5倍。伺服電機(jī)、控制器等關(guān)鍵零部件價(jià)格也顯著高于國(guó)外同類產(chǎn)品。
3.現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)機(jī)器人行業(yè)類似于美國(guó)50-60年代：現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)機(jī)器人行業(yè)類似于美國(guó)上世紀(jì)50-60年代，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)剛剛興起，眾多企業(yè)進(jìn)入機(jī)器人行業(yè)。不同的是美國(guó)當(dāng)時(shí)機(jī)器人技術(shù)是領(lǐng)先的的，現(xiàn)在中國(guó)機(jī)器人技術(shù)明顯落后于西方已經(jīng)相對(duì)成熟的技術(shù)水平。
4.全國(guó)各地機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃情況：中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園遍地開花，地方政府采用政府補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠等方式催生當(dāng)?shù)貦C(jī)器人產(chǎn)業(yè)。一方面，說明國(guó)內(nèi)機(jī)器人行業(yè)確實(shí)很熱，大家非常看好行業(yè)前景；另外一方面，也有可能很快就出現(xiàn)行業(yè)產(chǎn)能過剩的局面，不利于行業(yè)的健康發(fā)展。
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)被寄予厚望
今年全國(guó)兩會(huì)上，“中國(guó)制造2025”上升為國(guó)家戰(zhàn)略。李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中提出：堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展，加快從制造業(yè)大國(guó)轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國(guó)。
在中國(guó)企業(yè)家俱樂部主辦的2015中國(guó)綠公司年會(huì)上，企業(yè)家們也對(duì)中國(guó)制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)十分關(guān)注。他們認(rèn)為，“中國(guó)制造”向“中國(guó)智造”的轉(zhuǎn)變，將帶來工業(yè)制造效率和能源使用效率的雙重提升。
‘中國(guó)制造2025’是為應(yīng)對(duì)新一輪產(chǎn)業(yè)革命規(guī)劃實(shí)施的重要國(guó)家工程，在為中國(guó)帶來新的增長(zhǎng)機(jī)遇的同時(shí)，也對(duì)工業(yè)創(chuàng)新能力提出新的要求。企業(yè)作為創(chuàng)新的主體，將成為其主要推動(dòng)力量。”施耐德電氣全球執(zhí)行副總裁、中國(guó)區(qū)總裁朱海表示。
毫無疑問，智能制造將為工業(yè)制造帶來真正意義上的效率提升，也是“中國(guó)制造2025”要解決的核心問題。
“大家有一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，認(rèn)為困難是金融危機(jī)造成的，是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)周期造成的，而沒有認(rèn)識(shí)到社會(huì)的技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展到了當(dāng)前這個(gè)階段，就應(yīng)該進(jìn)行調(diào)整，也應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的變革。”新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司總裁曲道奎發(fā)表演講表示，“很多人盼望冬天過去，春天還再來，過了這個(gè)周期又會(huì)回到一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)代。但這不可能了。因?yàn)檫@個(gè)時(shí)代和社會(huì)進(jìn)步完全到了一個(gè)新的模式，需要由‘中國(guó)制造’向‘中國(guó)智造’發(fā)展。”
在帶領(lǐng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的過程中，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)被寄予厚望。“機(jī)器人從2009年發(fā)展至今，即使是在全球金融危機(jī)、幾乎所有產(chǎn)業(yè)和行業(yè)都下馬的情形下，也在一直增長(zhǎng)。”羅百輝表示，截至去年底，中國(guó)的機(jī)器人廠家已經(jīng)達(dá)到530多家，這其中去年新成立的就有兩三百家。中國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模在2013年達(dá)到全世界第一，而去年產(chǎn)值規(guī)模增長(zhǎng)了54%。中國(guó)制造企業(yè)在轉(zhuǎn)型升級(jí)中遇到了很多問題，首先是發(fā)展不均衡，有處于1.0時(shí)代、手工為主的，也有已經(jīng)與國(guó)際接軌的工業(yè)4.0時(shí)代的，這些不均衡導(dǎo)致企業(yè)需求不一樣；其次，中國(guó)很多制造企業(yè)缺錢，甚至有的工人工資都發(fā)不出，更沒法談做出改變；再次就是全球產(chǎn)能過剩，企業(yè)不是產(chǎn)能上來就可以了，企業(yè)要尋找到一種產(chǎn)品，一種解決方案，而不僅僅是上設(shè)備的問題。
基于以上原因，機(jī)器人的數(shù)字化工廠應(yīng)運(yùn)而生。過去是單一的設(shè)備制造，現(xiàn)在變成提供整體解決方案。現(xiàn)在工業(yè)4.0更多的是新的制造模式的變革，企業(yè)不是簡(jiǎn)單地購(gòu)買設(shè)備和產(chǎn)品，而是購(gòu)買解決方案。通過物聯(lián)網(wǎng)使得整體解決方案變得簡(jiǎn)單和容易了。
數(shù)字化工廠需要四個(gè)要素，信息化倉(cāng)儲(chǔ)是一塊，倉(cāng)儲(chǔ)出來要有物流，靠移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)物流智能化，另外就是制造過程的智能化，整個(gè)制造過程由機(jī)器人完成，第四個(gè)要素就是需要將這三個(gè)過程通過軟件化平臺(tái)鏈接到一塊，也就是對(duì)制造、倉(cāng)儲(chǔ)、物流等環(huán)節(jié)進(jìn)行信息化管理。
現(xiàn)在中國(guó)大型制造企業(yè)、行業(yè)龍頭都開始建數(shù)字化工廠、智慧工廠，這也是未來大趨勢(shì)。已經(jīng)完全不是過去企業(yè)那種簡(jiǎn)單買設(shè)備、簡(jiǎn)單建個(gè)生產(chǎn)線的概念。
由過去的傳統(tǒng)設(shè)備向智能化變革，這是一種趨勢(shì)。2013年中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)。2014年中國(guó)地區(qū)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)達(dá)到54%，已經(jīng)快速爆發(fā)，下一步就是把機(jī)器人多元化發(fā)展起來。現(xiàn)在是集中在工業(yè)，下一步就是要在服務(wù)領(lǐng)域拓展空間。比如針對(duì)養(yǎng)老問題、醫(yī)療問題、殘疾人康復(fù)、家庭教育等問題的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，會(huì)獲得更大發(fā)展，不局限于機(jī)械設(shè)備等等。
目標(biāo)
2020年，基本建成以市場(chǎng)為導(dǎo)向、企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系。自主品牌工業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%，國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵零部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%，產(chǎn)品平均無故障時(shí)間（MTBF）達(dá)到8萬小時(shí)；服務(wù)機(jī)器人在養(yǎng)老、康復(fù)、社會(huì)服務(wù)、救災(zāi)救援等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)小批量生產(chǎn)及應(yīng)用；新一代機(jī)器人的核心技術(shù)取得突破；培育出2-3家年產(chǎn)萬臺(tái)以上、產(chǎn)值規(guī)模超過百億元、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)，打造出5-8個(gè)機(jī)器人配套產(chǎn)業(yè)集群。
2025年，形成完善的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系，機(jī)器人研發(fā)、制造及系統(tǒng)集成能力力爭(zhēng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。自主品牌工業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到70%以上，國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵零部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到70%，產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類水平，平均無故障時(shí)間達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)大批量規(guī)模生產(chǎn)，在人民生活、社會(huì)服務(wù)和國(guó)防建設(shè)中開始普及應(yīng)用，部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)出口；新一代機(jī)器人樣機(jī)研制成功，并實(shí)現(xiàn)一定規(guī)模的示范應(yīng)用；有1-2家企業(yè)進(jìn)入世界前五名。
發(fā)展重點(diǎn)
重點(diǎn)產(chǎn)品
（1）工業(yè)機(jī)器人
實(shí)現(xiàn)多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人的本體開發(fā)及批量生產(chǎn)，使國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人在焊接、搬運(yùn)、噴涂、加工、裝配、檢測(cè)、清潔生產(chǎn)等方面的實(shí)現(xiàn)規(guī)模化集成應(yīng)用。
（2）服務(wù)機(jī)器人
重點(diǎn)開發(fā)養(yǎng)老助殘、家政服務(wù)、社會(huì)公共服務(wù)、教育娛樂等消費(fèi)服務(wù)領(lǐng)域機(jī)器人；重點(diǎn)開發(fā)醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人、空間機(jī)器人、救援機(jī)器人、能源安全機(jī)器人、無人機(jī)等特種機(jī)器人。
（3）新一代機(jī)器人
積極研發(fā)能夠滿足智能制造需求，特別是與小批量定制、個(gè)性化制造、柔性制造相適應(yīng)的，可以完成動(dòng)態(tài)、復(fù)雜作業(yè)使命，可以與人類協(xié)同作業(yè)的新一代機(jī)器人。
關(guān)鍵零部件
（1）機(jī)器人專用擺線針輪減速器
傳動(dòng)精度和回差小于1角分，傳動(dòng)效率大于80%，噪音小于75分貝，溫升小于45°C，壽命大于6000小時(shí)，額定輸出轉(zhuǎn)矩100-6000Nm，加速度轉(zhuǎn)矩200-12000Nm，瞬時(shí)加速轉(zhuǎn)矩500-30000Nm。
（2）諧波減速器
傳動(dòng)精度和回差小于1角分，傳動(dòng)效率大于80%，允許最高輸入轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分，壽命大于10000小時(shí)，額定輸出轉(zhuǎn)矩4-500Nm，加速度轉(zhuǎn)矩8-1100Nm，瞬時(shí)加速轉(zhuǎn)矩16-2200Nm。
（3）高速高性能機(jī)器人控制器
通訊方式：高速總線接口，控制軸數(shù)為8軸，插補(bǔ)周期小于1毫秒。
（4）伺服驅(qū)動(dòng)器
供電電壓220V-380V，連續(xù)輸出電流1-50A，過載能力：2倍過載持續(xù)1秒、3倍過載持續(xù)0.5秒、5倍過載持續(xù)0.3秒，空載速度環(huán)帶寬：600Hz以上，通訊方式CAN、EtherCAT、Powerlink總線接口。
（5）高精度機(jī)器人專用伺服電機(jī)
供電電壓220V-380V，功率0.1-15KW，過載能力：2倍過載持續(xù)1.5秒、3倍過載持續(xù)0.8秒、5倍過載持續(xù)0.5秒，轉(zhuǎn)速1500-6000rpm，額定輸出扭矩0.32-32Nm，峰值扭矩1.6-160Nm。
（6）傳感器
重點(diǎn)開發(fā)關(guān)節(jié)位置、力矩、視覺、觸覺、光敏、高頻測(cè)量、激光位移等傳感器，滿足國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用需求。
關(guān)鍵共性技術(shù)
（1）整機(jī)技術(shù)
以機(jī)器人的系列化設(shè)計(jì)和批量化制造，提高機(jī)器人產(chǎn)品的控制性能、人機(jī)交互性能和可靠性性能，提高機(jī)器人負(fù)載/自重比、人機(jī)協(xié)作安全為目標(biāo)，分階段開展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)。
（2）部件技術(shù)
以突破機(jī)器人關(guān)鍵零部件、滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用，滿足與人協(xié)作型機(jī)器人的關(guān)鍵部件需求，滿足新型機(jī)器人關(guān)鍵部件需求為目標(biāo)，分階段開展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)。
（3）集成應(yīng)用技術(shù)
以提升機(jī)器人任務(wù)重構(gòu)、偏差自適應(yīng)調(diào)整的能力，提高機(jī)器人在人機(jī)共存環(huán)境中完成復(fù)雜任務(wù)的能力，促進(jìn)機(jī)器人融入人類生活為目標(biāo)，分階段開展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)。
應(yīng)用示范工程
1.機(jī)器人關(guān)鍵零部件研制及應(yīng)用示范工程
支持減速器、控制器、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、傳感器等關(guān)鍵零部件的研制及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
2.工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)研究及應(yīng)用示范工程
支持工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)、多工業(yè)機(jī)器人協(xié)作技術(shù)及智能工業(yè)機(jī)器人技術(shù)研究，并按照細(xì)分行業(yè)推進(jìn)示范應(yīng)用。
3.服務(wù)機(jī)器人技術(shù)研究及應(yīng)用示范工程
重點(diǎn)支持醫(yī)療、康復(fù)、養(yǎng)老、助殘、救援等社會(huì)公共服務(wù)機(jī)器人的研制，創(chuàng)造良好社會(huì)和政策環(huán)境，推進(jìn)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的示范應(yīng)用。
4.機(jī)器人人才培養(yǎng)示范工程
加強(qiáng)機(jī)器人相關(guān)專業(yè)學(xué)科建設(shè)，加強(qiáng)多學(xué)科交叉整合，加強(qiáng)國(guó)際交流與學(xué)習(xí)，加快引進(jìn)海外高端人才，設(shè)立機(jī)器人教學(xué)示范點(diǎn)，培養(yǎng)基礎(chǔ)人才。
