杭州市工业机器人产业发展调研报告

[阅读: 次] 日期:17/07/17  来源: [字号: ]

   要:为贯彻落实省委、省政府全面推进机器换人战略,迎接新一轮工业技术革命的挑战,本文在开展广泛调查摸底的基础上,针对杭州机器人科研技术优势、产业发展基础,以及广大工业企业对机器人应用需求的分析,提出了加快发展机器人产业,抢占高端智能装备制造业高地,实现杭州工业转型升级的针对性、可操作性的对策建议。

关键词:机器人产业  高端智能装备  工业经济  杭州

课题组组长赵纪来,杭州市经济与信息化委员会党委书记、主任;成员陈斌、蔡德全、方义务、林昀,杭州市经济与信息化委员会(邮政编码  310026)。

 

20121220日召开的浙江省经济工作会议上,浙江省委书记夏宝龙明确提出,要加快产业转型升级,全面推进机器换人。这就要求我们既要支持企业加大技术改造力度,以现代化、自动化的装备来提高劳动生产率和提升传统产业;更要鼓励企业加快发展机器人产业,抢占高端装备制造业高地,为在新一轮工业革命中赢得发展先机。为此,我们会同中国自动化学会机器人专委会、浙江大学机器人研究中心、杭州市自动化行业协会等单位,就杭州市机器人产业发展情况作了专题调研。

一、机器人行业地位及发展的战略意义

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物,在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。

工业机器人技术是一种综合技术,其中包括控制技术、软件技术、电子技术、机构技术、传感器技术、网络技术、模式识别技术、人机交互技术以及机械工程等技术。工业机器人就是利用上述综合技术实现的一种智能机器,是人造机器的最高形式。

(一)机器人应用行业广泛

工业机器人技术在制造业应用范围越来越广,主要应用于弧焊、点焊、装配、搬运、切割、喷漆、喷涂、检测、码垛、研磨、抛光、上下料,激光加工等复杂或单调的作业领域,其标准化、模块化、网络化和智能化的程度越来越高。功能也越来越强,正在向着成套技术和装备的方向发展。

随着人工成本的上涨、工作环境的改变和多元化的市场竞争,各企业面临着重重压力。金融危机以来,依靠传统劳动密集型来维系的中国制造已难以为继。而工业机器人产业是一个快速成长中的新兴产业,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。机器人产业将是继汽车、计算机之后出现的新的大型高技术产业。

(二)机器人技术水平不断提高

行业内领先部分企业以工业机器人技术为核心,通过研发创新,开发了基于工业机器人的自动化成套装备,提升了工业机器人的功能,拓展了应用领域,形成了大型自动化成套装备与多种产品类别。通过应用工业机器人核心技术所形成的各类产品包括:工业机器人成套装备、物流与仓储自动化成套装备、自动化装配与检测生产线和交通自动化系统。

(三)我国将大力推动工业机器人产业发展

当前,机器人产业发展面临着良好的机遇。工信部《关于推进工业机器产业发展的指导意见》(征求意见稿)提出到2020年,要使国产机器人市场占有率达30%,机器人密度(每万名员工使用机器人数)达到100以上,基本形成具有国际竞争力的工业机器人产业体系。

二、国内外机器人发展趋势及对杭州的启示

(一)国际机器人领域发展趋势

1.工业机器人性能不断提高。表现为高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修,而单机价格不断下降,平均单机价格从199110.3万美元降至1997年的6.5万美元。

2.机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速器、检测系统三位一体化;由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人产品问世。

3.标准化、网络化。工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展;器件集成度提高,控制柜日渐小巧,且采用模块化结构;大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

4.机器人中的传感器作用日益重要。除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制;多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

5.虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制。如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

(二)国内机器人行业发展现状及趋势

我国工业机器人技术的研究开发始于20世纪80年代。随着我国国民经济的快速,我国对工业机器人的需求最逐年递增,2005年至2007年平均增长率为12%,截至到2010年底,中国运行的工业机器人为52290台。在我国,工业机器人的最初规模应用是在汽车和工程机械行业,主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。工业机器人主要以点焊、弧焊、装配和搬运机器人为主,我国的工业机器人市场已经开始形成,特别是加入WTO以后,对各种以工业机器人为主的先进自动化装备的需求日益迫切。

中国作为亚洲第三大的工业机器人需求国,市场发展迅速,主要集中在汽车、汽车零部件、摩托车、电器、工程机械、石油化工等行业。汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。我国现有的机器人研究开发和应用的工程单位超过200家,其中从事工业机器人研究和应用的超过80家。基本掌握了操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,开发出弧焊、点焊、装配、搬运等机器人,目前生产的各类工业机器人中有90%以上用于生产中。

(三)对杭州发展机器人产业的启示

1.在技术创新上,必须高度重视关键核心技术攻关。尽管杭州市在机器人的相关基础零部件方面已经有了一定基础,但是无论从质量、可靠性、产品系列、还是批量化供给方面都与国外产品有较大的差距,特别是在高性能交流伺服电机和高精密减速器方面的差距尤为明显。杭州市目前自主生产的机器人的核心关键零部件大量依靠进口,因此导致了杭州市自主生产的机器人的性价比低,核心技术受制于人,竞争能力差等问题,是造成杭州市目前机器人发展缓慢的主要原因,工业机器人本体产业的发展取决于关键技术零部件产业的发展,因此必须高度重视工业机器人关键技术零部件产业的发展。

2.在发展重点上,必须高度重视对系统集成的扶持。虽然杭州在机器人单体技术上与国外有明显差距,但在实际应用机器人的系统集成项目中,影响系统精度及可靠性的因素很多,不仅由机器人单体所决定,还包括控制系统、附属的夹具、传输设备精度、机器人视觉或传感等设备的因素,因此在单体技术有差距的情况下,可以利用系统集成领域的技术优势来弥补国产机器人单体技术的不足,缩小差距,使得国内系统在市场中具备与国际巨头产品竞争的能力。因此,加强系统集成商的发展能够为国产机器人的发展起到重要的助推作用,弥补目前国产机器人技术中的缺陷,从而推动国产机器人产业的迅速发展。

3.在营运模式上,必须高度重视对应用市场的拓展。由于我们尚未完全掌控机器人的核心技术,导致产品的价格相对较高,导致企业家普遍认为机器人属于高端装备而非大众产品,进而产生望而怯步、敬而远之的心态而拒之门外。为此,必须高度重视对产品的推广应用与市场拓展,特别是在汽车、电力、纺织化纤、食品饮料、五金机电等传统行业,广泛推广应用机器人及自动化装备,促进机器人产业化进程,提升杭产机器人企业与产品的影响力。

三、杭州市机器人产业发展情况

杭州在机器人及自动化等关联领域具有较好的产业基础,拥有一大批国内知名企业。据不完全统计,全市机器人及其自动化产业主营收入已突破30多亿元,显现了较强的机器人与自动化技术研发和产业化能力。

(一)产业发展特点

从调研情况看,杭州机器人产业拥有得天独厚的基础优势,并呈现出明显的特点。

1.科研团队众多,产业基础明显。杭州不仅拥有浙江大学、浙江工业大学等在杭高校学科研发团队,而且拥有中国电科集团52所、中国船舶重工715所等多个国家、省和市级科研院所,无论是在自动化与机器人、电子信息、传感专业领域,还是计算机、运动控制等技术领域,都具有丰富的科研与人才资源,拥有多个自动化、先进控制和机器人技术研究所,以及国家级、省(部)级重点实验室,具备很强的机器人基础研发以及科技成果转化的能力。

杭州在自动化与仪器仪表、电子信息、软件业等机器人关联领域具有较好的产业基础,拥有一大批国内知名企业,如中控科技、和利时、拓峰科技、海康威视、中自控制、通灵自动化等等。直接从事机器人制造的企业有:新松机器人、国自机器人、凯尔达机器人和日鼎控制等,其中的部分企业及其产品在全国机器人领域具有十分重要的地位和影响力。

2.应用基础扎实,市场需求旺盛。通过这几年的实践,杭州汽车制造、电力、纺织化纤、食品饮料、五金制造等许多领域的企业在应用工业机器人、推广生产自动化方面,作了大胆的探索与实践,为机器人产业应用奠定了实践基础。东风裕隆、众泰、青年等汽车企业,在冲压、焊接、整车装配线中都采用智能移动机器人,极大地提高汽车产品的质量与效益;杭州娃哈哈集团采用智能机器人应用于食品、饮料等行业的产品搬运与码垛,极大地提高了企业生产及管理效益;杭州永创智能设备公司在包装机械中大量采用工业机器人提高产品自动化程度,提高企业运营能力,成为业内龙头企业。此外,永创机器人应用于包装机械行业;金石机器人应用于汽车、铁路车辆、金属加工、铸造业、工程、物流等行业;中科新松机器人应用于物流、军工等行业,各行各业都有应用的市场,尤其在恶劣环境下的应用前景也更加广泛,比如喷涂、喷漆、涂胶等。从杭州生产机器人企业的产量增长幅度也不难看出,机器人的需求量很大,2013年计划需求量将达到4000台(套),约占全国4%。万向、正泰等一批企业也都投入重金引进机器人等智能化生产设备。

3.产业关联度大,发展趋势看好。杭州市机器人生产企业起步晚,但由于其产业关联度大,机器人产业的快速发展,带动了伺服电机、减速机等产业的迅猛发展。如浙江国自机器人有限公司产量从2012年的11/套到2013年的84/套,同比增长663.6%;杭州中科新松光电有限公司、杭州凯尔达机器人科技股份有限公司、杭州宇控机电工程有限公司等一批企业机器人生产增长速度均在50%以上,最高的达到900%,发展势头很猛。通灵自动化有限公司2012年达到了2.4亿元销售收入;杭州日鼎控制技术有限公司2013年产值将达到8000万元;史陶比尔(杭州)精密机械电子有限公司机器人销售收入2012年达到了3.5亿元。据不完全统计,杭州市机器人及其自动化产业已形成了主营收入30多亿元的规模,产业发展趋势极为看好。

(二)存在的主要问题

杭州市机器人产业发展存在的问题主要体现在:

1.产业规模小。机器人生产企业数少,产能低,从几台(套)到几十台(套),最多上百台(套),上千台(套)的企业只有中科新松1家还有可能达到。

2.产品成本高。关键部件不能国产化、导致整机成本高。伺服电机、减速机暂时无法采用国产品牌,占到整个机器人成本近2/3,且目前机器人整机进口实行零关税,但部件进口却不能享受零关税,开发成本压力极大,娃哈哈研发并生产的并联机器人售价达30万元/台(套),宇控机器人售价达100万元/台(套)。

3.创新能力低。真正从事机器人研发、生产的人才少,尤其是优秀资深,杭州市从事机器人研发、生产的人数不足1000人,导致创新能力低。

4.集聚度不高。机器人生产企业非常分散,西湖区3家、萧山区4家、经济开发区3家、江干区2家、滨江区1家、上城区1家、拱墅区1家、余杭区1家。

5.产业链不完整。机器人与机器人生产企业之间缺少沟通,机器人生产企业与机器人零部件生产企业缺少沟通,导致机器人产业链不完整,机器人生产企业零部件主要靠进口,而本地伺服电机、驱动电机、减速机产能不平衡。

此外,当前还需要解决的主要问题有:一是企业家认识存有偏差。企业普遍认为机器人属于高端装备而非大众产品,从而产生望而怯步、敬而远之的心态而拒之门外。二是政府推进力度不够。对机器人主要停留在科普阶段,注重研发而忽视产业化进程,没有从培育新兴产业的高度来加以重点扶持。三是行业龙头企业缺乏。杭州市机器人企业普遍规模较小,品牌知名度低,行业应用处于较低级水平。四是机器人的核心技术尚未完全掌控。这些都在一定程度上制约了杭州市机器人产业的发展。

四、加快发展杭州市机器人产业的政策建议

经过近年来的发展,杭州市机器人已进入了产业化初期阶段,对工业机器人需求量急剧增加,预计到2014年,全市需求达到近万台(套)。国家、省对加快机器换人和机器人产业发展提出了更高的要求,对此,应进一步凝聚共识、强化领导,集中资源、合力推动杭州市机器人产业的发展。

(一)组建产业技术联盟,开展核心技术关键零部件协同攻关

充分发挥浙江大学机器人研究中心、浙江工业大学机械工程学院、杭州市自动化技术研究院的科研技术优势,依托浙江国自机器人、杭州中科新松光电、杭州凯尔达机器人、杭州宇控机电等机器人骨干企业的产业基础优势,广泛吸收万向机器人租赁公司以及风险投资公司等资源优势,组建杭州市机器人产业技术联盟,融合政府、科研、生产、人才、金融、应用各方资源于一体,以企业为主体,以机器人产业与应用项目为载体,以关键技术攻关为突破口,以产业链为纽带,开展关键技术协同攻关,推进机器人产业发展。

(二)加大政策支持力度,鼓励系统集成商和机器人本地企业的协调发展

要尽快设立机器人财政专项资助资金,一方面要加大对从事机器人核心部件的研发与生产企业的给予大力扶持,鼓励研发生产结构简便、技术实用、成本合适的机器人产品。如工业机器人用执行器(高性能交直流伺服电机、驱动器与减速机)系统开发及产业化项目,操控机器人、智能清洁机器人、智能巡检机器人、水下机器人的研制等项目。另一方面要采取奖励采购首台套、资助应用企业技改等方式,鼓励企业广泛应用机器人,改造提升传统生产线和运营管理模式。此外对于产业化初期用于智能制造示范工程的国产机器人给予奖励,同时适时提高整机进口关税。再一方面对机器人生产企业采取税收优惠政策,鼓励有一定技术优势和产品规模优势的企业进行资源整合、兼并重组;对于机器人系统集成商,政策也要予以优先扶持,促进机器人系统集成商和本地生产企业的协调发展与良性互补。

(三)采取以技术换市场,推进机器人产业化进程

充分发挥机器人产业技术联盟的作用,依托全国中小企业科技服务中心等公共服务平台,认真贯彻落实省委省政府全面推进机器换人战略决策,组织科研团队、机器人生产企业与传统工业企业开展机器人技术与应用市场的对接活动,推广机器人及自动化装备的应用。重点组织汽车零部件、纺织化纤、食品饮料、五金机电等传统行业企业与机器人企业进行对接活动,进一步推广应用机器人及自动化装备,促进机器人产业化进程,提升杭产机器人企业与产品的影响力。

(四)积极参与标准体系制订,助推机器人产业发展

尽快成立杭州市机器人行业协会,通过协会加强与中国机器人产业专委会及其产业联盟的沟通联系与合作,参照国际标准与自主制定标准相结合的方式,积极参与研究制定中国工业机器人生产与应用标准体系,建立健全机器人标准和检验机制,使机器人的发展规范化。尽快制定杭州市机器人产业发展规划和三年行动计划,积极培育机器人和智能装配制造特色产业发展基地。制定机器人代替人工等指导性意见,引导企业在一些有危险、有毒、有害工作岗位以及人员密集的流水线上采用机器人,进一步拓宽杭州市机器人生产和系统集成企业及其产品的应用市场。

(五)加大宣传力度,营造机器人产业发展的良好氛围

一是要加强与中国机器人专业委员会合作,争取举办中国(杭州)国际工业机器人产业博览会,开展机器人产业与技术成果交流活动,组织国内外机器人产业的企业和专家来杭展示与交流,推动智能制造装备企业与国内外同行间的技术交流与合作。同时鼓励并组织企业走出去参加国内外重大展会活动,将杭产机器人推向国内其他城市和国际市场。二是要充分发挥杭州市全国中小企业科技服务中心作用,积极为企业提供产业政策、科研技术、产品服务、应用需求等各方面的信息,满足企业合作交流、产品销售、技术应用的需要。三是要积极开展机器人产业与技术的专题宣传活动,努力营造推动机器换人与机器人产业发展的良好氛围加快推进杭州市机器人产业的健康发展。

(责任编辑    方晨光)



【评论】 【打印】  作者:  编辑:吴爽
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