劉蘭 邱磊 文雷

摘 要：工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平是國(guó)家制造業(yè)綜合實(shí)力的重要體現(xiàn)，現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)外高度重視的高新技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域之一。本研究參考采用IFR、國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局、德溫特專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)等各大組織和機(jī)構(gòu)的公開數(shù)據(jù)，運(yùn)用專利技術(shù)分析及產(chǎn)業(yè)地圖等技術(shù)預(yù)見方法，研究國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，并立足重慶工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，描繪未來工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展地圖。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;重慶;產(chǎn)業(yè)地圖

中圖分類號(hào)：TP24? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1671-0037（2019）1-82-6

DOI：10.19345/j.cxkj.1671-0037.2019.01.014

1 引言

1987年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（IS0）將工業(yè)機(jī)器人定義為一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能，能夠完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)[1]。工業(yè)機(jī)器人主要由本體、伺服電機(jī)、減速器和控制系統(tǒng)四大部件組成，是集機(jī)械、計(jì)算機(jī)、電子、人工智能、傳感器、控制等多學(xué)科技術(shù)于一體的自動(dòng)化裝備[2-4]。當(dāng)前，世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家都將工業(yè)機(jī)器人作為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，包括上游的減速器、伺服電機(jī)、控制器等核心零部件，中游的操作系統(tǒng)、傳感器等零部件以及下游的系統(tǒng)集成、軟件二次開發(fā)等[5]。

2 全球工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，全球工業(yè)機(jī)器人總量保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。據(jù)IFR預(yù)測(cè)，2018—2020年全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)將會(huì)保持15%的增速，全球保有量預(yù)計(jì)將達(dá)到305.3萬(wàn)臺(tái)。目前，中國(guó)、韓國(guó)、日本、美國(guó)和德國(guó)為工業(yè)機(jī)器人前五大市場(chǎng)，銷售額占全球總銷售額的74%。

2.1 產(chǎn)業(yè)規(guī)模

全球機(jī)器人市場(chǎng)主要包括服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人，其中工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)份額占比最大。2013—2017年，全球工業(yè)機(jī)器人銷量均保持兩位數(shù)增長(zhǎng)，2017年達(dá)到38.05萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)29%，見圖1。

據(jù)IFR統(tǒng)計(jì)顯示，2017年全球工業(yè)機(jī)器人銷售額達(dá)到147億美元，見圖2。中國(guó)、日本、韓國(guó)、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化改造的需求使得工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)銷售額大幅提升，五國(guó)的銷售額總計(jì)占全球銷售額的3/4。

2.2 全球領(lǐng)導(dǎo)廠商地理分布

通過對(duì)全球十大工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商地理分布情況的分析可知，歐美和日本仍是全球領(lǐng)先廠商的集聚地。全球較大的工業(yè)機(jī)器人廠商為瑞士的ABB公司，日本的安川機(jī)電、川崎公司，德國(guó)的庫(kù)卡，意大利的柯馬以及美國(guó)的American Robot等，見圖3。

2.3 區(qū)域技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人融合計(jì)算機(jī)、機(jī)械、材料、制造等各個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜技術(shù)[6]。在工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)研究方面，美國(guó)具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì);在視覺和仿生方面，日本的技術(shù)遙遙領(lǐng)先;在智能機(jī)器人的研究和應(yīng)用方面，德國(guó)處于世界領(lǐng)先地位。中國(guó)在機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制作技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)、控制系統(tǒng)硬軟件設(shè)計(jì)技術(shù)等方面已取得較大進(jìn)展，但在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用方面，與國(guó)外的差距仍較大[7]。

專利總量方面，日本、中國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)、美國(guó)等五國(guó)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的申請(qǐng)量占全球總量的80%。全球?qū)＠暾?qǐng)總量排名前九的國(guó)家，申請(qǐng)總量達(dá)28 305件，具體分布情況見表1。其中，日本以9 695件專利申請(qǐng)量占據(jù)第一位，占總量的34.3%，具有絕對(duì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì);中國(guó)以6 733件占據(jù)世界第二，占總量的23.79%;韓國(guó)、德國(guó)、美國(guó)均是起步早且工業(yè)機(jī)器人技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，分別占12.42%、10.54%、7.45%。

3 中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)器人在我國(guó)通常被定義成面向工業(yè)領(lǐng)域的多自由度機(jī)器人或者多關(guān)節(jié)機(jī)械手[8]。在工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)和加工過程中，可以通過自動(dòng)控制工業(yè)機(jī)器人以代替人類執(zhí)行某些具有危險(xiǎn)性、單調(diào)性和重復(fù)性的作業(yè)[9]。我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)間較短，近年來國(guó)家層面加速布局，2017年7月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確提出了工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展路徑，為把工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)打造成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)指明方向。

3.1 產(chǎn)業(yè)規(guī)模

目前，我國(guó)已成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)，大約占世界機(jī)器人市場(chǎng)份額的1/3。據(jù)中國(guó)電子學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，近年來我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷售額保持穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)，2017年銷售額達(dá)42.2億美元，同比增長(zhǎng)24.12%，見圖4。

3.2 廠商地理分布及分類

從廠商數(shù)量來看，工業(yè)機(jī)器人企業(yè)主要分布在東部沿海等發(fā)達(dá)省區(qū)市，廣東省、江蘇省、上海市三地的企業(yè)數(shù)量排名前三，分別有658家、512家和351家。重慶市有兩江、華數(shù)等71家公司，排名第15位，見表2。

3.3 區(qū)域分布

我國(guó)工業(yè)機(jī)器人已形成環(huán)渤海、長(zhǎng)三角、珠三角和中西部四大產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。長(zhǎng)三角地區(qū)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早，實(shí)力雄厚。隨著外國(guó)企業(yè)在上海市、無錫市、昆山市和南京市的入駐，這些地區(qū)的工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展水平相對(duì)較高。其中，安川、ABB、庫(kù)卡和發(fā)那科都在上海市建立了工廠。珠三角地區(qū)的控制系統(tǒng)具有優(yōu)勢(shì)，主要集中在廣州市、佛山市、深圳市、東莞市等地。廣州市數(shù)控系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的專業(yè)數(shù)控機(jī)系統(tǒng)供應(yīng)商。數(shù)控系統(tǒng)的年產(chǎn)量占同類產(chǎn)品國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的1/2。環(huán)渤海地區(qū)科研力量雄厚，龍頭企業(yè)牽引力明顯。以北京市、哈爾濱市和沈陽(yáng)市為代表，具有較強(qiáng)的科研實(shí)力，集聚了沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)以及沈陽(yáng)新松、哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人、哈博士等具有明顯牽引效應(yīng)的龍頭企業(yè)。中西部地區(qū)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)起步較晚，但近年來在外部科技資源的幫助下，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁[10]。

3.4 研發(fā)機(jī)構(gòu)

我國(guó)工業(yè)機(jī)器人研發(fā)機(jī)構(gòu)主要集中在北京市，其次是江蘇省。根據(jù)操作機(jī)專利、控制系統(tǒng)專利以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)專利來看，申請(qǐng)量最多的研發(fā)機(jī)構(gòu)分別為清華大學(xué)、FANUC公司以及中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所。

4 重慶工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，重慶大力推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展，專門成立了機(jī)器人協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)辦公室，同時(shí)組建了由設(shè)計(jì)研發(fā)、加工制造、市場(chǎng)應(yīng)用等各單位構(gòu)成的行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟。目前，已集聚了300余家國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人制造和研發(fā)企業(yè)。

4.1 產(chǎn)業(yè)規(guī)模

據(jù)重慶市經(jīng)信委數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2017年，全市工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)值規(guī)模達(dá)79.8億元，同比增長(zhǎng)49.16%?，F(xiàn)已初步形成集研發(fā)、整機(jī)制造、系統(tǒng)集成、零部件配套生產(chǎn)、應(yīng)用服務(wù)于一體的機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈體系，為擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模奠定了基礎(chǔ)。

4.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境

重慶市作為國(guó)內(nèi)三大老工業(yè)基地之一，工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，目前已成為全球最大的筆記本電腦產(chǎn)業(yè)集群和全國(guó)最大的汽車生產(chǎn)基地，其相關(guān)企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求旺盛。隨著軌道交通、生物醫(yī)藥、智能制造等產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?jié)摿⑦M(jìn)一步被激發(fā)，市場(chǎng)發(fā)展前景巨大。

同時(shí)，重慶市政府高度重視工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，近年來在頂層設(shè)計(jì)層面加快部署。2013年出臺(tái)了《重慶市人民政府關(guān)于推進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，2017年提出《重慶市機(jī)器人及智能裝備產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展規(guī)劃（2015—2020年）》;同時(shí)成立了機(jī)器人協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)辦公室，組建了由設(shè)計(jì)研發(fā)、加工制造、市場(chǎng)應(yīng)用等各單位構(gòu)成的行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟。健全的政策體系和相關(guān)措施，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了保障和基礎(chǔ)。

4.3 產(chǎn)業(yè)布局情況

目前，重慶市已在兩江新區(qū)、永川區(qū)、璧山區(qū)等地形成了工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。兩江新區(qū)作為重慶機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心承接區(qū)域，現(xiàn)已初步形成了集機(jī)器人整機(jī)總成、關(guān)鍵部件制造區(qū)、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)評(píng)定平臺(tái)、金融租賃支持平臺(tái)、展示互動(dòng)體驗(yàn)平臺(tái)等“1區(qū)5平臺(tái)”的產(chǎn)業(yè)基地。當(dāng)前，集聚了100余家企業(yè)，計(jì)劃到2020年建成擁有100萬(wàn)臺(tái)服務(wù)型機(jī)器人、10萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人、1 000萬(wàn)臺(tái)特種機(jī)器人的中國(guó)智能產(chǎn)業(yè)高新區(qū)。永川區(qū)已集聚了固高科技、廣州數(shù)控、哈工大、德國(guó)埃馬克、陜西恒通3D打印等120家機(jī)器人及智能裝備制造企業(yè)。重慶威諾克公司已與德國(guó)AMTC、同濟(jì)大學(xué)中德學(xué)院、重慶大學(xué)聯(lián)合研制出雙Y軸發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋（體）智能化生產(chǎn)線，生產(chǎn)出能夠連續(xù)生產(chǎn)、智能化、柔性化機(jī)器人，可基本替代進(jìn)口機(jī)型和生產(chǎn)線。璧山主要聚焦特種機(jī)器人生產(chǎn)，目前已引進(jìn)近30家相關(guān)企業(yè)，包括信鼎精密機(jī)械公司、朗正科技有限公司等主要研發(fā)和生產(chǎn)機(jī)器人“大腦”的公司。江津雙福新區(qū)已經(jīng)落戶機(jī)器人企業(yè)12家，年產(chǎn)值達(dá)2億元。預(yù)計(jì)2020年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值50億元。

4.4 產(chǎn)業(yè)研發(fā)技術(shù)情況

目前，已初步形成了以中科院重慶綠色智能研究院、重慶大學(xué)、西南大學(xué)、重慶郵電大學(xué)、重慶理工大學(xué)、重慶科學(xué)技術(shù)研究院等院所高校為核心的研發(fā)體系，并與市內(nèi)的龍頭企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作，進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)設(shè)計(jì)，在機(jī)器人整機(jī)及關(guān)鍵零部件技術(shù)等方面取得重要突破，已可生產(chǎn)較為成熟的機(jī)器人產(chǎn)品。

此外，成立了重慶機(jī)器人學(xué)會(huì)，有力促進(jìn)了全市的機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展;引入了全國(guó)第3個(gè)國(guó)家機(jī)器人檢測(cè)評(píng)定中心，可對(duì)機(jī)器人的材料、機(jī)器人的關(guān)鍵零部件、機(jī)器人的本體進(jìn)行全方位檢測(cè);建立了重慶固高科技長(zhǎng)江研究院、重慶兩江機(jī)器人融資租賃有限公司、重慶兩江機(jī)器人培訓(xùn)及應(yīng)用中心（學(xué)院）等公共服務(wù)平臺(tái)、創(chuàng)業(yè)孵化及應(yīng)用推廣服務(wù)平臺(tái)，對(duì)于提升研發(fā)、培育、檢測(cè)、認(rèn)證等方面的水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有極大的支撐作用。

5 對(duì)重慶工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

總體而言，重慶市工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好、市場(chǎng)規(guī)模較大、產(chǎn)業(yè)布局合理、產(chǎn)業(yè)政策完善、產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體較好。但相較于環(huán)渤海、長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)，在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、研發(fā)人員、企業(yè)數(shù)量、專利技術(shù)、園區(qū)建設(shè)、研發(fā)能力等方面仍存在較大差距[12]，還須借鑒發(fā)達(dá)地區(qū)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

5.1 構(gòu)建戰(zhàn)略框架，制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖

結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，按照《重慶市機(jī)器人及智能裝備產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展規(guī)劃（2015—2020年）》等相關(guān)政策要求，將產(chǎn)業(yè)發(fā)展的近期目標(biāo)和長(zhǎng)期目標(biāo)有機(jī)結(jié)合，確定產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上制定詳細(xì)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，明晰產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向[13]。

5.2 提升研發(fā)能力，建立產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新及開發(fā)體系

當(dāng)前，重慶工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的整體研發(fā)能力較弱，研發(fā)投入低于環(huán)渤海、長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)，還須加大產(chǎn)業(yè)研發(fā)投入力度，集中優(yōu)勢(shì)力量進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，將外部資源引進(jìn)與內(nèi)部自主培育相結(jié)合，集聚研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)組織的合力，構(gòu)建完整的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系，促進(jìn)重慶工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

5.3 培育產(chǎn)業(yè)人才，加大人才引進(jìn)力度

重慶涉及工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的技術(shù)人員數(shù)量較少，且綜合素質(zhì)和專業(yè)技能水平較低，尤其是從事機(jī)器人研發(fā)的高端人才緊缺。因此，需要大力培育產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)人才，鼓勵(lì)和支持高校開設(shè)與機(jī)器人制造相關(guān)的專業(yè)，培養(yǎng)使用、維護(hù)機(jī)器人的一線操作人才;抓好工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)高層次人才引進(jìn)，通過長(zhǎng)期聘用、校企合作、對(duì)口服務(wù)等形式，加大柔性引才力度，全方位集聚人才。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉超.智能制造中的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)[J].中國(guó)新通信，2017（14）：154.

[2] IF Rstatistical department[R]. Outlook on World Robotics.2014.

[3] IFR statistical department.World Robotics[R]. 2013 Industrial Robots.2014.

[4] Sheng X Y.Intelligentr obots leading high-tech development[N].China Science Daily，2010-08-12.

[5] An H Y，Hua X C，Lun X Y.Researchs tatus and development trend so fintel ligent robot and app lication[J].International Academic Developments，2009（4）：38?39.

[6] 中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院[R].工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略研究.2013.

[7] 楊鐵軍.產(chǎn)業(yè)專利分析報(bào)告：工業(yè)機(jī)器人[M].北京：知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2014.

[8] 譚民，王碩.機(jī)器人技術(shù)研究進(jìn)展[J].自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2013（7）：963-972.

[9] 孫懷義，余名.重慶市發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的思考[J].自動(dòng)化博覽，2015（11）：54-57.

[10] 王茜，王玲.我國(guó)機(jī)器人行業(yè)企業(yè)創(chuàng)新趨勢(shì)研究：基于專利數(shù)據(jù)的分析[J].科技管理研究，2016（16）：27-33..