工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的新機(jī)遇

Ziyad Aljarboua, Nick Santhanam, Marc Teulieres, Jannick Thomsen, 和Jonathan Tilley

過去幾年，工業(yè)機(jī)器人行業(yè)一直處于上升階段。2012年到2017年，全球操作工業(yè)機(jī)器人的安裝基數(shù)年平均增長(zhǎng)10%。2017年，全球機(jī)器人年出貨量飆升至381000臺(tái)左右，是2012年的兩倍多。許多單調(diào)且乏味的工作任務(wù)，現(xiàn)在已經(jīng)基本由機(jī)器人承擔(dān)。隨著技術(shù)進(jìn)步，機(jī)器人也開始被用于處理更復(fù)雜、精確度要求更高的工作。例如，擁有激光視覺系統(tǒng)的機(jī)器人可以精確地將車門安裝到車身上。技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)因素促使企業(yè)更加認(rèn)真地對(duì)待工業(yè)機(jī)器人。

2017年，工廠和其他商業(yè)場(chǎng)所的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量已經(jīng)超過200萬。在良好的經(jīng)濟(jì)條件下，未來5年預(yù)計(jì)年增長(zhǎng)率為14%，到2023年，安裝基數(shù)將達(dá)到440萬臺(tái)左右。隨著工業(yè)機(jī)器人手臂安裝基礎(chǔ)的增長(zhǎng)，末端執(zhí)行器制造商將迎來巨大的市場(chǎng)。安裝在機(jī)器人手臂末端的設(shè)備，以及其他執(zhí)行特定任務(wù)的自動(dòng)化機(jī)器。這些設(shè)備包括夾持器——用于握住和操縱物體，以及末端工具（end-of-arm tools， EOATs），一種復(fù)雜的夾持系統(tǒng)，用于處理大型或精細(xì)的部件。不斷創(chuàng)新的應(yīng)用使得這兩個(gè)細(xì)分市場(chǎng)增長(zhǎng)前景明朗。到2023年，夾具和EOATs的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到50億美元，是2017年的兩倍多。

機(jī)器人末端的夾持工具和EOATs市場(chǎng)相對(duì)分散。制造商通常專門為這些設(shè)備（主要是機(jī)械、真空或磁鐵）創(chuàng)建一種或多種基本格式的工具。還有一部分則生產(chǎn)定制產(chǎn)品。例如，德國(guó)制造商Schunk以制造金屬夾持器而聞名，而Piab則以生產(chǎn)真空設(shè)備而聞名。除了提供完整夾持器和EOATs的公司外，一些供應(yīng)商還專注于提供子組件，比如提供夾持器夾緊所需能量的執(zhí)行器。

除了與終端執(zhí)行器需求有關(guān)的一般市場(chǎng)趨勢(shì)之外，在地理和行業(yè)兩方面都呈現(xiàn)出某些有趣的增長(zhǎng)模式和市場(chǎng)動(dòng)態(tài)。

全球機(jī)器人安裝基地將出現(xiàn)強(qiáng)勁增長(zhǎng)，新興市場(chǎng)尤為明顯。中國(guó)的自動(dòng)化程度正大幅提高，這在一定程度上是因“中國(guó)制造2025”計(jì)劃的刺激。該計(jì)劃旨在通過提高產(chǎn)品質(zhì)量和自動(dòng)化程度，將中國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)槿蜃畲蟮闹圃鞓I(yè)強(qiáng)國(guó)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該計(jì)劃要求中國(guó)市場(chǎng)的機(jī)器人產(chǎn)量達(dá)到2020年15萬臺(tái)，以及2030年40萬臺(tái)。中國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人密度（每萬名員工對(duì)應(yīng)機(jī)器人數(shù)量）從2010年的15增加到2017年的97。但這一數(shù)字仍遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)市場(chǎng)，如德國(guó)、日本、韓國(guó)和美國(guó)。根據(jù)趨勢(shì)報(bào)告，中國(guó)相比其他新興市場(chǎng)取得了更大的進(jìn)步。隨著中國(guó)逐漸跟上全球同行的步伐，機(jī)器人市場(chǎng)可能會(huì)出現(xiàn)新的強(qiáng)勁增長(zhǎng)年份。

由于中國(guó)機(jī)器人基數(shù)的增加，2018年到2023年的末端工具需求年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)到25%，占全球市場(chǎng)預(yù)期增長(zhǎng)比例的45%。到2023年，夾持工具與EOATs的51億市場(chǎng)價(jià)值中，中國(guó)將占據(jù)超過10億。

在研究特定行業(yè)與機(jī)器人發(fā)展的關(guān)系時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了類似的動(dòng)態(tài)，其中一些細(xì)分市場(chǎng)顯示出比其他細(xì)分市場(chǎng)更大的增長(zhǎng)潛力。汽車行業(yè)擁有最大的機(jī)器人安裝基地，其次是電子行業(yè)，這些行業(yè)將繼續(xù)是最大的需求來源。2017年，汽車行業(yè)機(jī)器人銷量增長(zhǎng)22%，達(dá)到約125700臺(tái)的新高峰;同年，電子行業(yè)的銷量增長(zhǎng)了33%，創(chuàng)下約121300臺(tái)的新高。由于汽車和電子行業(yè)預(yù)計(jì)仍將在自動(dòng)化領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位，它們將繼續(xù)主要貢獻(xiàn)針對(duì)行業(yè)的特定末端工具市場(chǎng)需求。

企業(yè)通常會(huì)在引進(jìn)新的自動(dòng)化生產(chǎn)線，或決定對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備（包括機(jī)械臂）進(jìn)行改造或大修時(shí)，大規(guī)模采購末端執(zhí)行器。同樣，當(dāng)企業(yè)必須重組生產(chǎn)線以支持新產(chǎn)品或更新產(chǎn)品，或者當(dāng)企業(yè)對(duì)自家產(chǎn)品進(jìn)行革新時(shí)，會(huì)產(chǎn)生對(duì)夾持工具和EOATs的需求。雖然公司也會(huì)因?yàn)橐话愕哪p而購買機(jī)器人部件，但對(duì)末端執(zhí)行器供應(yīng)商來說，由于大多數(shù)部件都有保修期限較長(zhǎng)，這并不能構(gòu)成一個(gè)很大的收入來源。此外，末端執(zhí)行器的使用壽命也往往比規(guī)范中定義的預(yù)期壽命長(zhǎng)得多。

當(dāng)涉及采購時(shí)，組件價(jià)格通常不是首要考慮的問題。這對(duì)汽車原始設(shè)備制造商來說尤其如此，一旦生產(chǎn)線發(fā)生故障，他們需要承擔(dān)更高的中斷成本。出于同樣的原因，可靠性始終是最關(guān)鍵的問題。由于夾具和EOATs僅約占自動(dòng)化總成本的3%，即使選擇價(jià)格較高的供應(yīng)商對(duì)購買方的成本的影響也相對(duì)較小。

仿生機(jī)器人的精確度令人驚嘆，技術(shù)進(jìn)步使得企業(yè)可以逐漸把一些困難、危險(xiǎn)且耗時(shí)的任務(wù)從工人手中轉(zhuǎn)移到機(jī)器人手中。隨著這一趨勢(shì)的加速，投資者和機(jī)器人零部件制造商都處于市場(chǎng)有利地位。當(dāng)然，重大技術(shù)進(jìn)步也可能會(huì)擾亂機(jī)器人零部件行業(yè)，就像它們?cè)谄渌袠I(yè)引發(fā)的革命那樣，并將需求轉(zhuǎn)向意想不到的方向。很難預(yù)測(cè)這種破壞會(huì)否成為現(xiàn)實(shí)，但是行業(yè)利益相關(guān)者需要密切追蹤所有的技術(shù)發(fā)展。