全球工業機器人產業發展戰略對比研究

陳啟愉 吳智恒

（廣東省智能制造研究所）

全球工業機器人產業發展戰略對比研究

陳啟愉 吳智恒

（廣東省智能制造研究所）

在2008年全球金融危機之后，工業機器人作為高端裝備制造業的代表，再次受到了各國普遍重視。各國為提振本國制造業的競爭力，紛紛推出了機器人產業發展戰略，加速布局及推動本國工業機器人產業發展。本文從多個角度對美國、日本、德國、韓國、中國等5個國家的工業機器人發展戰略進行對比分析，梳理各國工業機器人產業發展戰略的思路。

工業機器人；發展戰略

0 引言

美國人喬治·德沃爾（GeorgeDevol）在1954年首次提出工業機器人的概念。1961年世界上第一臺工業機器人尤尼梅特（Unimate）在美國通用汽車公司安裝運行。隨后，人類進入使用工業機器人的時代。經過60多年的發展，全球工業機器人形成以“四大家族”（瑞士ABB、德國庫卡KUKA、日本法那科FANUC、日本安川Yaskawa）為主導品牌、歐系與日系并肩發展的格局。

國際機器人聯合會（IFR）公布的數據顯示[1]，2015年全球工業機器人市場銷量比2014年增加15%，共計253748臺（如圖1所示）。全球75%的工業機器人被銷往中國、韓國、日本、美國、德國5個國家（如圖2所示），預計到2019年全球工業機器人銷售量突破40萬臺。由圖1可知，全球工業機器人銷量除2009年受全球金融危機影響而同比大幅減少之外，多年來使用量在穩步增長。工業機器人產業越來越受到各國的普遍重視，許多國家的機器人發展戰略應運而生。

1 各國工業機器人產業發展戰略簡述

2008年全球金融危機以來，世界各國針對本國相關產業的發展狀況，分別提出了工業機器人產業發展戰略，以期在未來的競爭中占得先機。特別是2010年之后，許多國家的機器人產業發展戰略密集出臺，聚焦本國機器人產業的持續發展[2-3]，部分戰略出臺情況如表1所示。

圖1 全球工業機器人銷量示意圖（2003年～2015年）

圖2 全球5大工業機器人使用國安裝量示意圖（2010年～2014年）

表1 2010年以來部分國家和地區有代表性的工業機器人產業發展規劃

2 各國工業機器人產業發展戰略對比分析

各國工業機器人發展戰略是根據本國工業機器人的產業應用基礎、技術發展基礎等實際情況而制定。下面以美國、日本、德國、韓國和中國等5個全球工業機器人使用量最大的國家為例，對其在2010年之后制定的工業機器人產業發展戰略相關情況進行對比分析。

2.1 產業應用基礎

美國是工業機器人的誕生地，機器人研發歷史最長，市場競爭充分，擁有許多創新能力強的機器人公司。美國《機器人商業評論》公布的2016年度全球最具影響力50家機器人公司RBR50名單[4]中，美國公司有24席，占據半壁江山，包括3D Robotics、Amazon、Google、ASI、Carbon Robotics、CANVAS Technology等，既有信息技術領域的巨頭，又有之前名不見經傳的初創公司。作為世界上最早應用工業機器人的國家，美國有著廣泛的機器人應用基礎與條件。

日本是“工業機器人王國”，工業機器人產業鏈最齊全，產業規模與實力位居全球之首。如，工業機器人整機方面知名公司有法那科、安川、松下、川崎、歐地希（OTC）、那智不二越（NACHI）等；減速器方面，納博特斯克（Nabtesco）、哈默納科（Harmonic）、住友（Sumitomo）等世界知名品牌占據著全球70%以上的市場。工業機器人在日本應用廣泛，應用基礎與機器人文化深入人心。

德國制造享譽全球，產品以耐久性與精度保持性好而著稱。在工業機器人領域，擁有德國賽威（SEW）、弗蘭德（FLENDER）等世界知名減速機公司。工業機器人產業實力強，社會應用面廣，擁有在汽車領域工業機器人全球市場排名第一的德國庫卡公司，其它知名機器人集成企業還有徠斯（REIS）、杜爾（DURR）等。

韓國是由現代重工從日本法那科引進技術開始研發工業機器人的。如今國產工業機器人廣泛應用于本國的汽車與電子市場。由于韓國政府大力推動，韓國的工業機器人密度全球最高（2015年為531臺，而世界平均水平為69臺），應用市場活躍。

自2013年起，中國成為全球第一大工業機器人應用市場。據中國機器人產業聯盟（CRIA）與IFR聯合統計[5]，2015年中國工業機器人市場銷售繼續增長，全年累計銷售68459臺，同比增長18%。其中，國產機器人銷售22257臺，銷售同比增長31.3%，明顯高于外資品牌機器人的銷量增速；國產機器人在市場總銷量中的比重為33%，比2014年提高4個百分點。如今，中國已有一批從事工業機器人及核心零部件研發、生產及集成服務的知名公司，如新松機器人、新時達、博實股份、匯川技術、秦川機床、廣州瑞松等。目前，國產工業機器人以中低端產品為主，主要是搬運和上下料機器人，大多為三軸和四軸機器人，應用于汽車制造、焊接等高端行業領域的六軸或以上高端工業機器人市場主要被日本和歐美企業占據，國產六軸工業機器人占全國工業機器人新裝機量不足10%[6]。

2.2 技術發展基礎

工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的自動化裝備。工業機器人產業是技術密集型產業，一個國家在這個產業領域技術創新能力的高低，在很大程度上決定了產業競爭力的強弱。

根據全球工業機器人2003～2013年專利分析研究的結果[7]，在全球專利申請排名前25位的申請人中，日本企業占21席，前10位的公司分別是安川、法那科、本田、三菱重工、松下、索尼、豐田、東芝、電裝與日立，其他國家的企業分別是瑞士ABB公司排名第11位；韓國三星排名第12位；德國西門子與KUKA，分別排在第16與第23位；中國臺灣的鴻富錦/鴻海公司，排名第21位。各企業專利申請量的排名在一定程度上反映了企業技術創新能力。從專利申請的情況，可大致看出各國在工業機器人技術領域的研究差距。綜合分析知識產權、產品全球市場占有率、行業影響力等多方面因素，可以看出各國在工業機器人技術研究方面的特點。美國作為工業機器人的發源地，技術力量雄厚，在信息、網絡、視覺、力覺等方面的優勢尤其突出，在智能機器人研發方面處于全球領先地位。日本是世界工業機器人技術的第一來源國和技術輸出國，在工業機器人及其關鍵零部件供給與研究等各方面在全世界遙遙領先，繼續保持機器人大國地位。德國機器人在人機交互、機器視覺、機器互聯等領域處于全球領先水平，但在信息網絡技術方面偏弱。韓國的工業機器人產業利用自身在半導體、電子等方面的技術優勢，整體技術位于全球前列。中國在工業機器人領域基礎研究能力相對較弱，許多工業機器人企業走的是組裝、集成的路子，自主品牌工業機器人的競爭力有待加強。近幾年，中國、韓國等國家在工業機器人方面的專利申請量迅速提升，技術創新能力不斷增強。

2.3 戰略類型選擇

國家產業發展戰略的制定與本國產業所處的國內外環境密切相關。2008年全球金融危機對世界實體經濟的影響非常大。美國政府發覺金融業的占比過大，不利于社會經濟穩定，于是積極鼓勵工業機器人等制造業的發展，以保持制造業全球領先優勢。日本面對中國、韓國等工業機器人應用大國快速崛起的發展壓力，出臺一系列發展戰略，以期保持工業機器人世界第一的地位。德國看到近年來美國的信息技術不斷向制造業滲透，于是提出工業4.0戰略，以保持自己全球制造業強國的位置。韓國與中國相似，又各有側重點。韓國的工業機器人產業首先是用于自給，繼而在各領域擴大機器人的應用，努力將其培育成為國家的支柱產業。中國作為工業機器人應用量最大、增長最快、應用潛力最強的國家，面對巨大的市場需求，力求建立有自主發展能力的工業機器人全產業鏈，以適應社會經濟的發展。五國工業機器人產業發展戰略類型對比如表2所示。

表2 五國工業機器人產業發展戰略類型對比

2.4 技術路線選擇

由于每個國家的產業發展戰略定位不同，各國對工業機器人技術路線的描述也是各不相同。有的國家對工業機器人技術路線寫得非常詳細，目標非常明確，提出預期實現的時間，有對應的技術指標要求；有的國家則從更宏觀的角度來勾勒出技術發展的目標，由企業根據市場及自身發展的需求進行創新探索。五國工業機器人技術路線對比如表3所示。

表3 五國工業機器人技術路線對比

3 結語

在智能制造熱潮席卷全球的背景下，各國都在不斷推進本國工業機器人產業的發展。目前，全球范圍內的競爭與合作越來越深入，全球工業機器人市場已出現合縱連橫、群雄逐鹿的局面。在如此復雜多變的全球化市場環境中，各國工業機器人發展戰略實施的途徑差異巨大。以中國為例，四大家族均在中國設有分公司或合資公司，積極搶占中國市場；同時，中國的企業不斷在資本市場收購世界工業機器人知名品牌，如美的集團擬收購德國庫卡公司，臥龍電氣收購意大利機器人公司SIR等；此外，中國機器人企業之間也進行并購重組，如新時達并購眾為興，華昌達收購上海德梅柯等。對于中國工業機器人產業來說，需要立足于本國的實際，引進消化與自主創新相結合，本體研究與系統集成相結合，高端應用與中低端市場相結合，才能真正走上自主發展的道路，實現建立較為完善的機器人產業體系的戰略目標。

[1]IFR.Executive Summary World Robotics 2016 Industrial Robots[EB/OL].[2017.2.1].https://ifr.org/img/uploads/ Executive_Summary_WR_Industrial_Robots_20161.pdf.

[2]王喜文.世界機器人未來大格局[M].北京:電子工業出版社, 2016.

[3]中國電子學會.機器人簡史[M].北京:電子工業出版社,2015: 133-148.

[4]RBR.Welcome to theGlobalRBR50 List for2016[EB/OL]. (2016.2.15).[2017.2.1].https://www.roboticsbusinessreview. com/research/welcome_to_the_global_rbr50_list_for_2016.

[5]中國機器人產業聯盟.CRIA發布最新中國工業機器人產業市場報告[J].機器人產業,2016(4):41-43.

[6]盧月品.解讀《中國機器人產業發展白皮書（2016版）》[J].機器人產業,2016(3):26-32.

[7]楊鐵軍.產業專利分析報告（第19冊）—工業機器人[M].北京:知識產權出版社,2014.

[8]森德勒（SendlerU）.工業4.0:即將來襲的第四次工業革命[M].鄧敏,李現民,譯.北京:機械工業出版社,2014.

[9]何玉慶,趙憶文,韓建達,等.與人共融——機器人技術發展的新趨勢[J].機器人產業,2015(5):74-80.

Com parative Analysison Development Strategiesof W orldw ide IndustrialRobot Industries

Chen Qiyu Wu Zhiheng
(Guangdong Instituteof IntelligentManufacturing)

A fter the global financial crisis happened in 2008,many countries pay more attention to their industrial robots industrieswhich is the representative of high-end equipmentmanufacturing industries.In order to boost the competitiveness of their own manufacturing industry,many countries have launched their development strategies of industrial robots.This paper makes comparative analysis on the development strategies of industrial robots in Japan,the United States,Germany,South Korea and China.

IndustrialRobot;DevelopmentStrategy

陳啟愉，男，1973年生，高級工程師，主要研究方向：機電工程技術。E-mail:walker2000@126.com

吳智恒，男，1970年生，教授級高工，主要研究方向：機電工程技術。