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    “十三五”期間，機器人是重點發展對象之一，相對于服務機器人和商用機器人在國內市場還處于探索期，工業機器人已經有了一定的發展基礎，目前正進入全面普及的階段。

全球工業機器人市場新裝機量及保有量

    2016年，全球工業機器人銷量達到28萬臺，據估計，2017年到2022年的復合年均增長率（CAGR）將達到11.92%，到2017年，全球的工業機器人總銷量將達到30多萬臺（如圖1所示），其中很大的市場需求來自于發展中國家的中小型企業。由于工業機器人的應用可以降低勞動成本、提高產品質量和生產效率，加強工作場所的健康安全性，因此其市場將保持快速發展，預計全球工業機器人市場2022年將達到797.8億美元。

圖1全球工業機器人新裝機量發展預測

    全球工業機器人的保有量在近些年取得迅猛發展（見圖2）。2015年，全球工業機器人的保有量為166.4萬臺，同比增長12.37%。2016年市場保有量為185.61萬臺，同比增長11.4%。另外，中國以34.5萬臺位居全球工業機器人保有量第一，保有量前十個國家及地區中還有日本、美國、韓國、德國、意大利、臺灣、泰國、西班牙、法國和英國。

圖2全球工業機器人保有量增長圖

    以日本市場為例，近期，日本機器人工業協會發布的數據顯示，2016年日本國內工業機器人的產值（會員企業和非會員企業合計）同比增長3.3％，達到7033.87億日元。雖然受日元升值等影響僅停留在微增的程度上，但在美國經濟擴張、制造業回歸和中國高漲的自動化投資趨勢下，日本工業機器人的產值時隔9年突破了7000億日元，而2017年的目標產值為7500億日元，預計將達到11年來的最高水平。

    與此同時，2016年日本的機器人產量為17.4606萬臺，同比增長13.5％，同樣刷新了最高記錄，產值和產量均3年連續正增長，持續保持高水平。2016年日本機器人的出貨總值同比增長4.8％，為7160.22億日元。日本國內方面，除了面向汽車產業的業績保持堅挺外，顯示面板和半導體用機器人也趨于復蘇。另外，稅收優惠政策等也推高了整體出貨量；海外方面，面向美國的業務表現出色，面向中國和歐洲的業務也實現復蘇。市場增長的因素包括：設備投資正在全球范圍擴大，此外，在之前勞動密集型產業較多的新興市場國家，作為人手不足對策，對機器人的需求也不斷增加。日本機器人工業協會認為，這種傾向在2017年也會持續，產值將刷新最高記錄，而此前的最高記錄為2006年創下的7303億日元。

工業機器人技術特點走勢

    從近幾年世界機器人推出的產品來看，工業機器人技術正在向正朝著模糊控制、智能化、通用化、標準化、模塊化、高精化、網絡化及自我完善和修復能力等方向進行研發。其發展趨勢主要為：結構的模塊化和可重構化；控制技術的開放化、PC化和網絡化；伺服驅動技術的數字化和分散化；多傳感器融合技術的實用化；工作環境設計的優化和作業的柔性化以及系統的網絡化和智能化等方面。

    （1）模糊控制和智能化。模糊控制是利用模糊數學的基本思想和理論的控制方法。對于復雜的系統，由于變量太多，用傳統控制模型難以正確描述系統的動態，此時便可以用模糊數學來處理這些控制問題。未來機器人的特點在于其具有更高的智能。隨著計算機技術、模糊控制技術、專家系統技術、人工神經網絡技術和智能工程技術等高新技術的不斷發展，工業機器人的工作能力將會突破性的提高及發展。

    （2）通用化、標準化、模塊化。工業機器人的組件及構件實現通用化、標準化、模塊化是降低成本的重要途徑之一。

    （3）高精化。隨著制造業對機器人要求的提高，開發高精度工業機器人是必然的發展結果。

    （4）網絡化。目前應用的機器人大多僅實現了簡單的網絡通訊和控制，如何使機器人由獨立的系統向群體系統發展，使遠距離操作監控、維護及遙控是目前機器人研究中的熱點之一。

    （5）自我完善和修復能力。機器人應該具有自我修復的能力，才能更好地避免因為突發狀況導致的生產停頓。當出現錯誤指令時應該自己進行報警或調試；當元器件損壞時可以自我進行修復。

中國工業機器人市場最新發展

    2015年，中國工業機器人新增安裝量達6.7萬臺，同比增長17.54%。2016年安裝量為8.5萬臺，同比增長達到27%。據預計，2017年中國工業機器人銷量將達到10.2萬臺，未來五年（2017-2021）行業年均復合增長率約為19.8%，2021年中國工業機器人銷量將達到21萬臺（圖3）。

圖3中國工業機器人市場銷售量預測

    “十三五”期間，機器人是重點發展對象之一，國內機器人產業正面臨加速增長拐點。相對于服務機器人和商用機器人在國內市場還處于探索期，工業機器人已經有了一定的發展基礎，目前正進入全面普及的階段。預計到2020年末，我國工業機器人產量將達到11.5萬臺（圖4）。我國自有品牌機器人也正在崛起，2014年，我國自主品牌工業機器人銷量達到1.7萬臺，較上年增長78%。2015年，自主品牌工業機器人銷量為22257臺，同比增長31.3%。然而，在高速成長的同時，我國工業機器人國產化率依然偏低，大部分市場份額仍掌握在外資企業手里。但同時，國產機器人產業核心部件空心化、應用低端化、主流市場邊緣化“三化”風險須引起高度重視。

圖4中國機器人產量及預測

    2011-2014年，中國進口工業機器人數量總體呈上升趨勢，2014年中國進口機器人數量增長超過50%，但是2015年進口數量開始下滑，下滑近30%，2016年我國工業機器人進口數量略有增長，國產機器人出口數量持續提升。歷年來，日本一直是我國工業機器人第一大進口來源，2015年，中國進口的工業機器人中有68%來自日本，達到3.6萬臺。2016年，從日本進口的比例占到總進口量更是高達76%（圖5）。中國工業機器人出口地區主要集中在珠三角廣東和長三角上海、江蘇等地。

圖52016年不同國家地區工業機器人進口量統計（臺）

機器人核心部件發展現況

    工業機器人的三大核心零部件包括控制器、伺服電機、減速機，占到機器人成本的70%左右。控制器是機器人的大腦，用于發布和傳遞動作指令，其中又包括硬件和軟件兩部分：硬件就是工業控制板卡，如一些主控單元、信號處理部分等電路。按“十三五”規劃到2020年我國機器人保有量80萬臺，控制器價格1.5萬元計算，控制器的市場規模約為120140億元。

    作為機器人的“神經中樞”，控制器的發展在于標準化和開放性。現有的一些機器人控制器封閉式構造，帶來開放性差、軟件獨立性差、容錯性差、擴展性差、缺乏網絡功能等缺點，已不能適應智能化和柔性化要求。開發模塊化、標準化機器人控制器，各個層次對用戶開放是機器人控制器的一個發展方向。

    當前，伺服電機市場的競爭相當激烈，伺服電機在機器人中用作執行單元，是影響機器人工作性能的主要因素。伺服電機主要分為步進、交流和直流三類，機器人行業應用最多的是交流伺服，約占65%左右。在成長空間上，伺服電機整體上受宏觀經濟影響明顯，未來5年將進入穩定發展，4軸和6軸的多關節機器人占比上升，將帶來機器人用伺服的高速增長，預計“十三五”規劃期內，機器人伺服系統占比將升至第一位，市場規模約16億元。

    控制器和伺服系統關聯緊密，用戶選擇的排序分別是可靠穩定性、價格、服務，從服務和性價比入手是企業突破的方向。但這需要對運動控制領域長期深入的研究，大量資金投入和長時間的市場驗證，對技術、資金、人才要求都較高。

    減速機用來精確控制機器人動作，傳輸更大的力矩。減速機又分為兩種，安裝在機座、大臂、肩膀等重負載位置的RV減速機和安裝在小臂、腕部或手部等輕負載位置的諧波減速機。目前RV減速機被日本納博特斯克壟斷，諧波減速機日本哈默納科占絕對優勢。

    諧波減速機結構相對簡單，僅有三個基本零部件，加上哈默納科的專利早已到期，國產諧波減速機跟國外相比差距不算大。RV減速機核心難點在于基礎工業和工藝。RV減速機是純機械的精密部件，材料、熱處理工藝和高精度加工機床缺一不可，要將200多個零部件組合在一起，精度要求苛刻，零部件之間的公差匹配需要多年經驗積累。從市場規模來看，按2020年機器人保有量80萬臺，即增量約60萬臺計，一臺多關節工業機器人按軸數不同需要4-6個減速機，取中位數5個，則需要300萬個減速機，按單臺減速機4000元計算，則新裝市場規模約為120億元。

（注：本文數據資料均來自中國機器人網）