工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)競爭格局與創(chuàng)新發(fā)展趨勢

摘要：多年來，工業(yè)機器人在智能裝備行業(yè)中始終占據(jù)著重要地位，隨著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅猛增長，其在市場中的應用愈發(fā)廣泛。伴隨技術(shù)的不斷進步，工業(yè)機器人技術(shù)也在持續(xù)創(chuàng)新與升級。面對新時代下新的產(chǎn)業(yè)背景，工業(yè)機器人技術(shù)創(chuàng)新也將展現(xiàn)出獨特的風格和特點。基于此，本文對工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)競爭格局與創(chuàng)新發(fā)展趨勢展開分析。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人；產(chǎn)業(yè)競爭；創(chuàng)新發(fā)展

DOI：10.12433/zgkjtz.20241313

工業(yè)級機器人作為機電數(shù)字化設備中的杰出代表，在智能制造領(lǐng)域占有核心地位，其技術(shù)附加值尤為顯著，在各種工業(yè)領(lǐng)域都有著廣泛應用。工業(yè)機器人是先進制造業(yè)的核心技術(shù)之一，已經(jīng)發(fā)展成為信息化時代的新興產(chǎn)業(yè)，并且其發(fā)展將為社會生產(chǎn)注入更多活力。中國的工業(yè)級機器人產(chǎn)業(yè)始于20世紀70年代早期，經(jīng)過近半個世紀的不懈努力和發(fā)展，該產(chǎn)業(yè)逐漸顯現(xiàn)出一定的規(guī)模與潛力。現(xiàn)階段，我國獨立開發(fā)和制造的工業(yè)機器人已達到工業(yè)化應用標準，并在多個行業(yè)中受到廣泛歡迎與應用。截止到2020年，國內(nèi)市場覆蓋面積越來越廣，銷售額已超出60億美金。目前，機器人產(chǎn)業(yè)的進步和壯大獲得了國家的高度重視和支持，在此期間，機器人的研發(fā)工作成功吸引了諸多企業(yè)的積極參與，推動了工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。

一、工業(yè)機器人的發(fā)展概況

（一）國外工業(yè)機器人發(fā)展概況

最初，工業(yè)機器人的應用主要集中在汽車制造領(lǐng)域。早在19世紀中期，美國的汽車制造商在生產(chǎn)過程中就使用到了工業(yè)機器人。自此，工業(yè)機器人就成為人類生產(chǎn)和生活中不可或缺的組成部分，其生產(chǎn)技術(shù)持續(xù)進步，進入了快速發(fā)展階段，對整個機器人領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生了深遠影響。經(jīng)過三十余年的不懈發(fā)展，美國在工業(yè)機器人的技術(shù)和生產(chǎn)方面取得了很多突破性成果，其機器人生產(chǎn)制造技術(shù)全球領(lǐng)先，極大提升了美國工業(yè)實力。俄羅斯、日本等國家在工業(yè)機器人的研究方面也取得了顯著成就，許多工業(yè)機器人在性能上已可與美國相媲美，共同推動工業(yè)機器人進入了全新的發(fā)展階段。

（二）國內(nèi)工業(yè)機器人發(fā)展概況

在全球工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，我國的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模穩(wěn)居第一，在市場發(fā)展中占據(jù)了很大的優(yōu)勢，同時滿足了工業(yè)機器人的市場需求。20世紀中期，為了在工業(yè)機器人研究領(lǐng)域占有一席之地，我國投入了大量人力物力，從不同方面對工業(yè)機器人進行研究，以提高機器人的生產(chǎn)制造技術(shù)和應用效率。隨后，國家針對經(jīng)濟社會發(fā)展制定了一系列規(guī)劃，并明確了符合中國特點的機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標，著重從基礎元器件、電子、智能等方面對工業(yè)機器人進行探索和研究。從技術(shù)層面看，盡管與美國、日本等國的生產(chǎn)技術(shù)相比，我國仍存在差距，但在某些生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，我國已領(lǐng)先這些國家。目前，我國已經(jīng)建立健全了技術(shù)體系，在量子技術(shù)研究和應用方面取得的成果尤為顯著，在工業(yè)機器人研究領(lǐng)域中占有較高的位置。

二、國內(nèi)外工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)競爭格局

（一）全球機器人市場持續(xù)高漲

根據(jù)國際機器人聯(lián)合會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年，新安裝的工業(yè)機器人數(shù)量高達50多萬臺。美國先進自動化協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，2021年，持續(xù)兩年創(chuàng)下歷史新高的為北美洲機器人，銷售額超出了20億美元。從2019年開始，我國的工業(yè)機器人消費市場已在全球處于領(lǐng)先地位，2020年中國機器人就已經(jīng)擁有了900多億的市場規(guī)模，工業(yè)機器人的占有比例在60%左右。國內(nèi)智研咨詢平臺指出，近幾年，我國電子行業(yè)、新能源汽車、鋰電池等行業(yè)快速發(fā)展，在這些新興行業(yè)的推動下，2021年中國工業(yè)機器人市場銷量已超出了30萬臺，年均增長比例在16%左右。

（二）高端機器人市場長期被發(fā)達國家壟斷

美國、日本、德國等發(fā)達國家在機器人科研和技術(shù)領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗，各自擁有獨特的機器人技術(shù)與核心專利，能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、高端的機器人產(chǎn)品。這些國家的企業(yè)在研發(fā)、生產(chǎn)及市場推廣方面投入了大量資金，確保了研發(fā)過程順利進行，并在市場上取得了顯著成效，機器人產(chǎn)品競爭力和市場占有率越來越高。同時，這些發(fā)達國家的人才資源相對充足，科研人員都具備一定的專業(yè)水平和能力，為研發(fā)和生產(chǎn)高端機器人提供了有力支持。因此，我國高端機器人市場長期被發(fā)達國家壟斷，導致我國工業(yè)機器人以中低端產(chǎn)品為主，市場份額占比相對較低。

（三）國產(chǎn)機器人的更新速度有待提升

與國際先進水平相較，國產(chǎn)機器人的研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)還有很大的提升空間。近年來，國內(nèi)企業(yè)在機器人領(lǐng)域雖然也取得了一定的成果，但一些關(guān)鍵技術(shù)水平依然不夠先進，包括人機交互、感知、控制等技術(shù)還需要進行優(yōu)化和提升。另外，生產(chǎn)機器人的核心零部件都需要從國外進口，對我國機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了很大的阻礙，尤其是一些高端零部件相對稀缺，不利于國產(chǎn)機器人性能和競爭力的提升，進而導致國產(chǎn)機器人替代步伐過于緩慢。通過相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，2022年中國本土工業(yè)機器人品牌市場占有率低于30%，與2021年的品牌市場占有率相較，僅增長了1.2%。

三、工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展對策

（一）加快完善機器人協(xié)同創(chuàng)新體系

一方面，需要大力促進國內(nèi)外高科技成果在科教興盛地區(qū)的深入發(fā)展，既要強調(diào)各地科學和教育的優(yōu)勢，又需要積極吸收并利用國內(nèi)外的尖端科技創(chuàng)新知識，始終視機器人產(chǎn)業(yè)化為推動創(chuàng)新發(fā)展的核心環(huán)節(jié)。另一方面，需要構(gòu)建一個技術(shù)共享研究中心，進一步優(yōu)化地方機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃，成立機器人產(chǎn)業(yè)擴展基金，對于行業(yè)內(nèi)普遍面臨的技術(shù)難題制定科研清單，并計劃建立智能制造技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)中心，為研發(fā)團隊提供一個優(yōu)質(zhì)的工作環(huán)境。同時，持續(xù)發(fā)展和優(yōu)化創(chuàng)新服務體系，制定激勵創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)基地人員的政策體系，吸引國內(nèi)外頂尖人才為工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供服務。

（二）建立自主的工業(yè)機器人標準化體系

相較于發(fā)達國家，我國工業(yè)機器人行業(yè)的標準架構(gòu)發(fā)展相對滯后，在技術(shù)進步的方法和產(chǎn)業(yè)深度上與發(fā)達國家存在明顯差異。歐美、日本等發(fā)達國家的工業(yè)機器人行業(yè)標準化體系難以直接復制或在中國進行復用。鑒于此，我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)迫切需要建立一個真正適應我國實際情況的標準化體系。

在實際操作中，應參照國內(nèi)和國際行業(yè)標準，結(jié)合我國地方工業(yè)機器人的實際需求和技術(shù)特點，精心策劃工業(yè)機器人行業(yè)的標準框架。在整體規(guī)劃思路下，基于行業(yè)應用、技術(shù)的獨特性等因素，制定行業(yè)標準計劃，逐步有序地完成相關(guān)行業(yè)標準任務。同時，基于機器人行業(yè)的標準流程，主動提倡和指導創(chuàng)建與機器人融資租賃相關(guān)的標準化解決方案以及相應產(chǎn)品標準體系。

（三）搭建“互聯(lián)網(wǎng)+機器人”的創(chuàng)新服務平臺

搭建“互聯(lián)網(wǎng)+機器人”的創(chuàng)新服務平臺，需要以“互聯(lián)網(wǎng)+”為依托，并進行合理應用，以確保資源配置的合理性，實現(xiàn)經(jīng)濟價值最大化。工業(yè)機械融資租賃市場與公共經(jīng)濟思潮的結(jié)合，有望催生出新型的融資租賃方式。如果選擇工業(yè)機器人作為共享目標，可以在共享的經(jīng)濟體中顯著減少信息不對稱問題，充分利用閑置資源，從而顯著降低中小企業(yè)操作機器人的總費用。為了更好地服務中小企業(yè)，政府需要籌建一個面向全市制造行業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)云服務中心，為機器人出租、承租、生產(chǎn)和研發(fā)企業(yè)提供一個信息推廣的強大平臺。同時，政府應當鼓勵企業(yè)間進行更為深入的信息交流和整合，為智能制造行業(yè)內(nèi)的中小規(guī)模企業(yè)加速轉(zhuǎn)型和升級提供有力支持和服務。

（四）鼓勵工業(yè)機器人的融資租賃模式創(chuàng)新

融資租賃是新興的金融行業(yè)，集成了融資、物資整合、貿(mào)易和技術(shù)升級，已成為中小型企業(yè)在設備購買和新技術(shù)應用方面最常用的金融手段。作為市場上一種已逐漸成熟的金融產(chǎn)品，融資租賃交易在很大程度上有助于降低資金門檻，并能提升各企業(yè)對工業(yè)機器人的應用效率。當前，武漢、南京等城市工業(yè)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，技術(shù)體系完備，人才儲備充足。因此，在推動機器人行業(yè)標準化的過程中，政府應基于機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，更加積極地促進和指導售后回租、委托租賃、杠桿租賃、銷售式租賃、項目租賃、風險租賃、結(jié)構(gòu)式租賃、綜合性租賃等現(xiàn)代租賃方式，以推動我國機器人融資租賃模式創(chuàng)新。

四、工業(yè)機器人技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢

（一）工業(yè)機器人整體性能增強，適用范圍更廣

近年來，科技的飛速發(fā)展為工業(yè)機器人領(lǐng)域帶來了顯著變化。搬運機器人、清潔機器人等多種工業(yè)機器人數(shù)量日益增長。而且機器人的技術(shù)性能正在穩(wěn)步提升，能夠勝任高強度的工作任務。例如，工業(yè)化的機器人機械臂能夠模擬人類的手臂進行操作，在自動化機器的指導之下，能夠高效完成重復性操作，廣泛應用于包裝、裝配等多個領(lǐng)域。隨著人工智能技術(shù)的日益進步，機器人的機械臂表現(xiàn)有望得到進一步優(yōu)化，達到更高的工作效率和精確性。在人工智能時代，將先進技術(shù)融入工業(yè)機器人領(lǐng)域，不僅可以提升其整體效能，還可以為進一步擴展其應用提供堅實的基礎。

（二）工業(yè)機器人朝生物性和仿生性方向發(fā)展

在實際工作環(huán)境中，由于人體自身存在的局限，實現(xiàn)預定的工作目標會遇到很多困難，因此，研究其生物和仿生特性至關(guān)重要。工業(yè)機器人正是基于人體結(jié)構(gòu)特點進行模仿設計，以模擬并擴展人體功能。工業(yè)機器人因其獨特的生物和仿生屬性，能夠勝任一些原本難以由人類完成的任務。因此，在未來，人們會更加重視機器人的研究與應用。以半導體行業(yè)為例，真空環(huán)境工作需求催生了真空機器人的誕生，它不僅可以替代人做某些復雜的工作，而且還可以代替人工去執(zhí)行一些特殊而又非常重要的工作。從另一個角度看，由于其生物和仿生的特性，可以替代人在高風險的工作環(huán)境中工作。此外，通過對機器人進行改造，可以使其適應各種工作需求。隨著工業(yè)機器人技術(shù)的不斷進步，其在生物學和仿生學方面的能力將得到進一步提升，并有望替代人類更為高效地完成各種任務。

（三）工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)不斷完善

工業(yè)機器人的關(guān)鍵在于其控制系統(tǒng)。目前，我國對工業(yè)機器人控制技術(shù)的研究還處于起步階段。工業(yè)機器人的核心功能包括存儲和定位等，隨著科技的不斷發(fā)展，這些功能將會得到進一步完善和提升。在工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的演進過程中，最顯著的變革是從封閉狀態(tài)轉(zhuǎn)向開放狀態(tài)。因此，工業(yè)機器人已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)的主流裝備之一，并且在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。這一控制系統(tǒng)因其高度的可擴展性，為工業(yè)機器人的操作提供了便利，從而大大減少了人力資源消耗。目前，工業(yè)機器人已經(jīng)廣泛應用于制造業(yè)、建筑業(yè)等多個行業(yè)領(lǐng)域，成為推動我國經(jīng)濟發(fā)展的重要力量。同時，工業(yè)機器人網(wǎng)絡化的特性日益凸顯，并逐步朝著更加規(guī)范和統(tǒng)一的方向發(fā)展。隨著人工智能技術(shù)的不斷進步，工業(yè)機器人未來的發(fā)展趨勢也將是對其控制系統(tǒng)進行全面優(yōu)化，以徹底解決操作門檻過高這一問題。

五、結(jié)語

總而言之，由于工業(yè)機器人集成了各種不同的信息技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛推廣和應用，為機器人產(chǎn)業(yè)帶來了廣闊的發(fā)展前景。特別是人工智能時代的到來，從很大程度上擴大了機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模。通過應用人工智能技術(shù)，工業(yè)機器人將變得更加智能、靈活和高效，為制造企業(yè)注入強大的創(chuàng)新和發(fā)展動力。在生產(chǎn)過程中，制造企業(yè)通常會將工業(yè)機器人應用到各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如零部件加工、生產(chǎn)線組裝等，應用效果尤為顯著，促進了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提升。在人工智能時代，工業(yè)機器人的發(fā)展將持續(xù)推動社會經(jīng)濟進步，這主要得益于工業(yè)機器人具備的智能化和自主學習能力，可有效降低成本支出，為企業(yè)創(chuàng)造更高的利潤。因此，無論是國家還是企業(yè)，要把人工智能技術(shù)充分應用到工業(yè)機器人的研發(fā)過程中，以促進社會經(jīng)濟持續(xù)繁榮。

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