機器人產業(yè)行業(yè)專業(yè)發(fā)展評估報告

機器人產業(yè)行業(yè)專業(yè)發(fā)展評估報告工業(yè)機器人是智能制造的重要組成部分。近年來，工業(yè)機器人產業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，2020年，全球工業(yè)機器人銷量再創(chuàng)新高。日本、歐洲等地區(qū)的廠商加速規(guī)模擴張和技術創(chuàng)新。2012年以來，中國成為全球第一大工業(yè)機器人市場，國內工業(yè)機器人產業(yè)園區(qū)建設持續(xù)升溫，領軍企業(yè)積極開展核心技術的攻關及其產業(yè)化應用。但是，我國機器人產業(yè)仍存在產業(yè)基礎薄弱、自主品牌市場占有率低等問題。我國正加強工業(yè)機器人產業(yè)規(guī)劃、突破核心關鍵技術、強化配套支撐、推動自主品牌機器人的市場化應用。一、工業(yè)機器人產業(yè)概況（一）工業(yè)機器人簡介1.工業(yè)機器人的定義工業(yè)機器人是集機械、電子、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。自20世紀60年代美國研制出世界上第一臺工業(yè)機器人以來，機器人技術及產品迅速發(fā)展，已廣泛應用于汽車制造業(yè)、電子電氣制造業(yè)和金屬制品業(yè)等領域。不同的組織和機構對工業(yè)機器人的定義不完全相同，但均體現了工業(yè)機器人可編程、仿人功能、通用性的特點。國際標準化組織（ISO）將工業(yè)機器人定義為一種自動的、位置可控的、具有編程能力的多功能操作機。ISO8373進一步解釋，工業(yè)機器人具有自動控制、再編程和多用途功能，有多個可編程軸，在工業(yè)自動化應用中可以固定或移動。美國機器人協(xié)會（RIA）認為，工業(yè)機器人是搬運材料、零件、工具等可再編程的多功能機械手，通過調用不同程序來完成各種工作任務的特種裝置。日本機器人協(xié)會（JARA）認為，工業(yè)機器人是一種具有記憶裝置和末端執(zhí)行器的、能轉動并通過自動完成各種移動來代替人類勞動的通用機器。2.工業(yè)機器人的產品分類工業(yè)機器人的產品分類方式多種多樣。按臂部運動形式的不同，工業(yè)機器人可以分為四種：直角坐標型只有移動關節(jié)；圓柱坐標型有移動關節(jié)和一個轉動關節(jié)，可做升降、回轉和伸縮動作；球坐標型有移動關節(jié)和兩個轉動關節(jié)，可以回轉、俯仰和伸縮；關節(jié)型有多個轉動關節(jié)。按應用領域的不同，工業(yè)機器人可以分為：弧焊機器人、電焊機器人、噴涂機器人、碼垛機器人、搬運機器人、裝配機器人、檢測機器人和其他機器人等。此外，按受控方式的不同，還可以分為點位控制型和連續(xù)控制型等。目前，我國企業(yè)主要銷售坐標型機器人，屬于低端工業(yè)機器人產品，占國內企業(yè)銷售量的40%以上。國外企業(yè)在我國市場主要銷售多關節(jié)型機器人，屬于當前國際市場的主流產品，占外國企業(yè)在我國銷售量的80%以上。（二）工業(yè)機器人產業(yè)鏈工業(yè)機器人產業(yè)鏈主要包括研發(fā)設計、核心零部件制造、本體制造、系統(tǒng)集成和行業(yè)應用等部分。上游的核心零部件制造是工業(yè)機器人產業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，包括減速器伺服電機、控制器三部分。我國工業(yè)機器人產業(yè)在系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)具有相對優(yōu)勢，而核心零部件制造是相對薄弱的環(huán)節(jié)。以精密減速器為例，歐洲和日本均已實現了減速器的自主化生產，減速器僅占國際品牌工業(yè)機器人單體成本的1/6。（三）工業(yè)機器人產業(yè)規(guī)模根據IFR統(tǒng)計，2020年，全球工業(yè)機器人的銷量為178132臺，同比增加12%，銷量為歷史最高水平。IFR預測，2021年，全球工業(yè)機器人的銷量將達到20萬臺左右，同比增加15%。2020至2022年，工業(yè)機器人的安裝量將以年均12%的速度增長。從各大洲工業(yè)機器人供應量及預測看，亞洲/澳大利亞將是工業(yè)機器人供應量最大的地區(qū)。一方面，由于日本、韓國等亞洲生產大國將持續(xù)領跑地區(qū)的工業(yè)機器人產業(yè)，中國的工業(yè)機器人產業(yè)也呈迅速發(fā)展的態(tài)勢，因此，亞洲地區(qū)的工業(yè)機器人產業(yè)仍將快速發(fā)展。另一方面，包括中國在內的亞洲地區(qū)國家，大力推廣應用工業(yè)機器人，市場空間廣闊，吸引大批國外生產商投資建廠、擴大產能。歐洲和美洲的市場相對飽和，未來將保持小幅增加、相對平緩的增長趨勢。2012年，中國成為全球第一大工業(yè)機器人市場，約占全球銷量的1/5。2020年，全球工業(yè)機器人銷量的約70%集中在中國、日本、美國、韓國和德國市場。其中，中國的購買量達到36560臺，同比增加59%，超過日本成為全球第一大工業(yè)機器人消費市場。IFR預測，中國2021年工業(yè)機器人的安裝量將增至10萬臺。外資企業(yè)是中國市場的主要供應商，據中國機器人產業(yè)聯盟統(tǒng)計，2020年，國內企業(yè)在我國銷售工業(yè)機器人約9500臺；而外資企業(yè)在我國的工業(yè)機器人銷售總量約2.7萬臺。2020年1—6月，國產機器人的銷售量為6400臺，是20年全年的67%。2018—2020年，歐洲機器人供應量復合增長率為4.5%。2020年，歐洲工業(yè)機器人銷量約為43300臺，同比增加5%，接近歷史最好水平——2019年的43800臺。其中，歐洲汽車制造業(yè)的工業(yè)機器人安裝量同比增加17%，成為帶動當年工業(yè)機器人安裝量增加的主要因素。從工業(yè)機器人的行業(yè)應用看，IFR的數據顯示，20年，全球工業(yè)機器人密度（每萬名產業(yè)工人占有的工業(yè)機器人數量）為62臺/萬人；歐洲、美洲和亞洲的密度分別為82臺/萬人、73臺/萬人和51臺/萬人。其中，韓國的工業(yè)機器人密度全球最高，達到437臺/萬人，日本為323臺/萬人，德國為282臺/萬人。中國汽車制造業(yè)的工業(yè)機器人密度從2018年的51臺/萬人增加到2020年的281臺/萬人，而其他行業(yè)的密度僅為14臺/萬人，遠低于國際平均水平。作為制造業(yè)大國，中國的人口紅利逐漸弱化，未來中國“機器換人”的潛在空間巨大。近年來，工業(yè)機器人的應用領域不斷拓展，遍及汽車及零部件制造業(yè)、電子電氣制造業(yè)、工程機械制造業(yè)、金屬制品業(yè)和食品加工制造業(yè)等行業(yè)。在眾多制造業(yè)領域中汽車及零部件制造業(yè)對工業(yè)機器人的需求最為旺盛。2020年，全球汽車工業(yè)的機器人裝機量為69400臺，占工業(yè)機器人全部銷售量的39%。（四）工業(yè)機器人區(qū)域布局1.全球布局近年來，主要發(fā)達經濟體將包括工業(yè)機器人在內的智能制造作為先進制造業(yè)的重要發(fā)展方向。發(fā)達國家和地區(qū)的工業(yè)機器人技術日趨成熟，工業(yè)機器人成為一種標準設備，廣泛應用于各領域。日本和歐洲是全球工業(yè)機器人的主要生產地，控制器、精密減速器、伺服電機等核心零部件已經實現了自主化生產。美國工業(yè)機器人企業(yè)基本滿足了本國60%的需求，在航天、軍工、汽車等領域的應用具有領先優(yōu)勢。韓國大力推廣機器人技術在各行業(yè)的應用，在醫(yī)療行業(yè)，機器人的優(yōu)勢明顯。（1）日本是工業(yè)機器人的制造和出口大國。近年來，受日本國內市場趨近飽和以及經濟危機的影響，日本國內對工業(yè)機器人的需求乏力，未能恢復到2018年前的水平根據日本機器人協(xié)會（JARA）的數據，2019年，日本工業(yè)機器人銷售總量100870臺，約占全球銷售量的57%；銷售額為4023.43億日元，同比下降6.2%。從出口情況看，2020年，日本出口量為75933臺，同比增加1.6%；出口額達到2877億日元，占全年銷售總額的71.5%，這在很大程度上得益于中國和亞洲其他國家對工業(yè)機器人需求的大幅提高。日本在2018年通過的《制造業(yè)白皮書》中強調，未來將重點發(fā)展制造業(yè)的尖端領域，加快機器人、下一代清潔能源汽車、再生醫(yī)療以及3D打印等行業(yè)的發(fā)展。在工業(yè)機器人核心零部件方面，日本的Nabtesco和Harmonic是全球重要的核心零部件供應商。其中，Nabtesco的機器人關節(jié)減速器在全球市場的占有率約為60%；中負荷及重負荷機器人用RV減速器的市場占有率約90%。（2）歐洲工業(yè)機器人企業(yè)實力強勁，在工業(yè)機器人領域居于領先地位。歐洲的“火花”計劃到2025年，投入28億歐元研發(fā)民用機器人，創(chuàng)造24萬個就業(yè)崗位。200余家公司約1.2萬名研發(fā)人員將參與該計劃，在農業(yè)、制造業(yè)、醫(yī)療、交通、安全和家庭等各個領域推廣使用機器人。德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略將“智能工廠”和“智能生產”作為重要方向，將工業(yè)機器人的研發(fā)和推廣應用作為融入新一輪工業(yè)革命的重要切入點。（3）美國機器人在軍用、汽車領域的應用優(yōu)勢顯著。由于美國制造業(yè)的對外轉移，美國工業(yè)機器人雖然研發(fā)起步較早，但是推廣應用相對緩慢。近年來，美國非常重視機器人語言和智能技術的研發(fā)應用，視覺、觸覺等人工智能技術已廣泛應用于軍事、航天、汽車工業(yè)等領域。代表企業(yè)有AdeptTechnology，AmericanRobot等，可以滿足國內市場60%左右的需求。美國的“先進制造伙伴關系”計劃高度重視機器人技術的發(fā)展將利用網絡信息技術的優(yōu)勢，開發(fā)新一代智能機器人。2025年，美國國防部擬推出的“國防創(chuàng)新計劃”將機器人列為軍工行業(yè)重要的技術改革創(chuàng)新方向。（4）韓國工業(yè)機器人廠商占全球5%左右的市場份額。韓國現代重工生產的工業(yè)機器人廣泛應用于國內汽車、電子制造等行業(yè)，大幅提高了工業(yè)機器人的自給率。2025年，韓國公布《機器人未來戰(zhàn)略戰(zhàn)網2025》，重點扶植第三代智能機器人，縮小與日本、歐洲等領先國家和地區(qū)存在的技術差距，支持韓國工業(yè)機器人企業(yè)國際化，搶占智能機器人產業(yè)化的先機。2.國內布局在機器人產業(yè)發(fā)展迎來利好的契機下，國內工業(yè)機器人產業(yè)投資訊速增長，各地產業(yè)園區(qū)的規(guī)劃和布局陸續(xù)展開。隨著《關于推進工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展的指導意見》等促進政策的出臺，我國各地方對工業(yè)機器人產業(yè)的投資大幅增加。目前，全國已有上海.重慶、天津、青島、沈撫新城等40多個城市計劃建設機器人產業(yè)基地（園區(qū)），在建機器人項目產能為幾十萬臺。沈陽新松、上海新時達等一批國內龍頭工業(yè)機器人企業(yè)也加速在國內的生產布局。（1）東部：工業(yè)機器人產業(yè)園區(qū)發(fā)展迅速上海：打造“2+X”集聚發(fā)展格局。2018年，工業(yè)機器人被列為上海戰(zhàn)略性新興產業(yè)，上海市經信委給予企業(yè)自主研發(fā)費用20%的補貼，并且在土地和人才方面提供優(yōu)先支持。目前，上海已經有ABB、發(fā)那科、庫卡等一批國際知名企業(yè)，以及新松機器人上海新時達等國內工業(yè)機器人廠商，形成了涵蓋研發(fā)、制造、集成、應用等較為完整的產業(yè)鏈。未來，上海工業(yè)機器人產業(yè)將形成“2+”的集聚發(fā)展格局：一是打造以康橋金橋為核心的浦東機器人產業(yè)集聚區(qū)，發(fā)展壯大機器人技術研發(fā)、制造及系統(tǒng)集成；二是培育以顧村機器人產業(yè)園為核心的寶山機器人產業(yè)基地；三是依托骨干企業(yè)，在金山、松、嘉定、閔行等區(qū)，建設機器人及核心零部件產業(yè)園。同時，加強應用推廣、公共創(chuàng)新平臺建設、人才培養(yǎng)和標準制定等。根據規(guī)劃，到2020年，上海將領跑國內的機器人產業(yè)，產業(yè)產值將達到600億—800億元蘇州：工業(yè)機器人產業(yè)集聚效應顯現。蘇省工業(yè)機器人產業(yè)具有較好的產業(yè)基礎，零部件配套體系相對完善。目前，蘇省機器人研制企業(yè)已經超過50家，部分關鍵零部件已經能夠實現自主研發(fā)生產，南京、常州等地區(qū)集聚效應已經初步顯現。2018年，蘇省機器人產業(yè)銷售收入達到450億元，2018—2020年，年均增長速度超過20%。2019年12月，蘇省將工業(yè)機器人作為年度四個重點領域質量攻關課題之一，力圖增強龍頭企業(yè)的設計研發(fā)和制造集成能力，提升關鍵零部件配套水平，完善工業(yè)機器人產業(yè)鏈，帶動工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展。預計到2022年，蘇省機器人產業(yè)規(guī)模將達到1000億元，年均增長25%。青島：建設國際機器人產業(yè)園。2018年，《青島市十大新興產業(yè)發(fā)展總體規(guī)劃（2018—2020）》將機器人作為重點發(fā)展的新興產業(yè)。目前，青島已有20余家工業(yè)機器人企業(yè)實現年產值約3億元，初步形成了環(huán)形胎面硫化翻新工業(yè)機器人、直角坐標取料機械手全液壓重載機器人、碼垛機器人、高速撿拾機器人、包裝機器人等優(yōu)勢產品。青島國際機器人產業(yè)園已引進安川電機、新松機器人、軟控科捷等35個機器人項目，總投資約84.2億元。2019年，青島獲批成為首家國家機器人高新技術產業(yè)化基地。根據規(guī)劃，青島將建設成為北方工業(yè)機器人產業(yè)基地。預計到2022年，機器人產業(yè)鏈基本形成，在機器人本體制造和集成應用等重點領域青島將成為全國重要的研發(fā)制造基地。（2）中部：安徽成為國家機器人產業(yè)集聚試點近年來，安徽工業(yè)機器人產業(yè)逐漸發(fā)展壯大，埃夫特等一批在國內有較強影響力的生產企業(yè)迅速崛起。同時，隨著工業(yè)轉型升級步伐的加快，淮汽車、奇瑞汽車、合力叉車等大型企業(yè)對工業(yè)機器人的需求旺盛。2019年10月，國家批復安徽省戰(zhàn)略性新興產業(yè)區(qū)域集聚發(fā)展試點實施方案，支持安徽打造機器人產業(yè)集聚試點。其中，試點將以埃夫特所在的蕪湖市為龍頭。為建設具有國際競爭力的機器人產業(yè)集聚區(qū)，蕪湖已規(guī)劃5000畝產業(yè)園，建設機器人本體及核心零部件研發(fā)制造、機器人系統(tǒng)及成套裝備集成應用等六大功能區(qū)域，計劃到2023年形成產業(yè)規(guī)模超200億元的蕪馬合工業(yè)機器人產業(yè)集群。（3）珠三角：持續(xù)創(chuàng)造新生的市場空間2020年，珠三角地區(qū)機器人銷售收入達到142億元，居全國機器人產業(yè)重點集聚區(qū)第二位，其中深圳、佛山、廣州和東莞市場貢獻最多。企業(yè)數量方面，珠三角地區(qū)機器人企業(yè)超過1900家，與長三角地區(qū)企業(yè)數量差距略有擴大。近年來，廣州、深圳等地逐步強化工業(yè)機器人全產業(yè)鏈部署，加快推動自主創(chuàng)新，同時充分扶持機器人系統(tǒng)集成企業(yè)發(fā)展壯大，合理引導制造企業(yè)換裝升級機器人解決方案，對機器人的生產和使用進行費用補貼，為本地系統(tǒng)集成商與初創(chuàng)公司持續(xù)創(chuàng)造新生的市場空間。（4）西部：重慶建設“機器人之都”2018年，重慶提出建設“機器人之都”，并于2019年10月發(fā)布了《關于推進機器人產業(yè)發(fā)展的指導意見》，計劃到2022年，全市機器人產業(yè)銷售收入達到300億元；初步形成集聚檢測設計平臺、系統(tǒng)集成、整機及關鍵零部件研發(fā)制造的綜合產業(yè)集群，機器人產業(yè)基地初具規(guī)模。到2030年，機器人產業(yè)銷售收入達到1000億元，形成完善的產業(yè)體系，成為國內重要的、具有全球影響力的機器人產業(yè)基地，機器人產業(yè)成為新的支柱產業(yè)。在打造“機器人之都”的框架下，為實現錯位發(fā)展，重慶重點規(guī)劃工業(yè)機器人和配套功能區(qū)、特種機器人功能區(qū)、服務機器人功能區(qū)。目前，雙福工業(yè)園服務機器人功能區(qū)已有元譜機器人、社平科技等13家機器人系統(tǒng)集成企業(yè)落戶，年產值達2億元，4年后將超過50億元。二、工業(yè)機器人市場主體分析（一）核心零部件廠商這些企業(yè)原來是生產數控系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)或伺服電機等自動化零部件的廠商依靠著對工業(yè)機器人零部件的了解及豐富的客戶資源進行銷售。相關上市企業(yè)如匯川技術、新時達、華中數控、秦川發(fā)展。非上市企業(yè)如：南京埃斯頓、雷賽智能、廣州數控、深圳固高、蘇州綠的、南通振康等企業(yè)。（二）行業(yè)系統(tǒng)集成商大多數為依靠高校背景或行業(yè)積累成長起來的系統(tǒng)集成企業(yè)，相關上市公司有：新松機器人、博實股份、天奇股份、華恒焊接、華昌達等。還有在某些行業(yè)如焊接、輪胎或食品加工領域有一定的項目經驗和了解，在項目中應用自己的機器人，相關上市公司如：軟控股份、巨輪股份等。（三）完全的新進入者這些企業(yè)是從不相關的領域跨入機器人市場，擬通過國內外機器人公司合作，依靠原有業(yè)務領域有一定的項目經驗和了解在自身行業(yè)推廣工業(yè)機器人。相關上市公司如：慈星股份、銳奇股份、亞威股份等。還有擬通過國內外機器人零部件公司合作進入核心零部件研制的公司，比如：上海機電。（四）工業(yè)機器人的用戶這些企業(yè)依靠對終端需求及工藝的充分了解，從原先機器人的用戶轉為生產機器人的廠商。相關公司如：安徽埃夫特、雷柏科技。四、市場及人才需求分析在中國工程院2015年發(fā)布的《制造強國戰(zhàn)略研究·綜合卷》中了解到，目前，我國工業(yè)機器人密度不足世界平均值的一半，而且市場多為國外占據。加快工業(yè)機器人發(fā)展是我國建設制造強國的重要戰(zhàn)略之一。來自國際機器人聯合會的一項統(tǒng)計結果顯示，全世界平均每萬人擁有66臺工業(yè)機器人，這一數字在中國僅為36臺。而在工業(yè)發(fā)達國家，這一數字更是遙遙領先，比如韓國478臺/萬人、日本314臺/萬人、德國292臺/萬人，都遠遠超過中國。因此，中國工業(yè)機器人密度存在較大提升空間，市場潛力巨大。針對汽車、電子等幾個重要的機器人應用領域，對比美德日韓的相應領域的機器人使用密度，可以估算出僅這幾個行業(yè)國內機器人的需求將在125—282萬臺，由于這幾個行業(yè)占機器人總需求量的約75%由此可以估算得到國內機器人的總需求量約在167—376萬臺，相比較于目前10萬臺左右的累積安裝量，還有巨大的發(fā)展空間。以如此龐大數量機器人需求為核心，拉動基礎元件、關鍵零部件和應用集成所帶來的市場潛力可達上十萬億規(guī)模。工業(yè)機器人人才需求結構分析根據近幾年企業(yè)對工業(yè)機器人技術型人才的需求特點，并針對工業(yè)機器人企業(yè)中主要崗位進行分析，得出崗位素質與相關課程如下：對應于專業(yè)人才層次分布，工業(yè)機器人專業(yè)人才就業(yè)方向主要分為工業(yè)機器人研發(fā)和生產企業(yè)、工業(yè)機器人系統(tǒng)集成商和工業(yè)機器人應用企業(yè)，其就業(yè)人才構成如圖所示的研發(fā)部門，推動工業(yè)機器人技術發(fā)展：而工業(yè)機器人應用企業(yè)和工業(yè)機器人系統(tǒng)集成商則需求大量調試工程師和操作及維護人員，工作在生產一線，保障設備的正常運行和簡單細微的調整，同時工業(yè)機器人研發(fā)與生產企業(yè)也需要大量的培訓技師及懂一定專業(yè)知識的銷售人員。在工業(yè)機器人專業(yè)人才需求中，需求量最大的是基礎的操作及維護人員以及掌握基本工業(yè)機器人應用技術的調試工程師和更高層次的應用工程師，中國機械工業(yè)聯合會的統(tǒng)計數據表明，中國當前機器人應用人才缺口20萬，并且以每年20%—30%的速度持續(xù)遞增。因此工業(yè)機器人專業(yè)人才的培養(yǎng)，要更加著力于應用型人才的培養(yǎng)。隨著機器人應用的日益廣泛和裝機容量的直線上升，對這類技術人員的需求也變得越來越迫切。過去我國機器人的研究主要集中在有限的大專院校和科研單位，而且主要以科學研究為主，工業(yè)現場嚴重缺乏該類人才，這已經成為制約機器人應用和推廣的瓶頸問題之一。對這些人員的理論教育、操作和維護實踐培訓等需求變得極為迫切。五、職業(yè)崗位及職業(yè)能力分析職業(yè)院校工業(yè)機器人專業(yè)學生畢業(yè)后主要進入工業(yè)機器人制造、應用等行業(yè)企業(yè)，從事自動化成套裝備中工業(yè)機器人工作站的現場編程、調試維護、人機界面編程、系統(tǒng)集成等生產技術管理工作，以及工業(yè)機器人銷售和售后服務工。職業(yè)崗位工作任務職業(yè)能力工業(yè)機器人電氣設計助理工程師1.電氣系統(tǒng)安裝.調試1.能識讀機械原理圖2.能看懂自動線電氣系統(tǒng)圖3.能對工業(yè)機器人及自動線電氣系統(tǒng)進行安調試裝4.能編制安裝.調試相關技術文檔2.工業(yè)機器人程序編制1.能看懂工業(yè)機器人操作手冊2.能根據作業(yè)對象對工業(yè)機器人進行編程3.能實現工業(yè)機器人和外設通信3.工作站及作業(yè)系統(tǒng)的維護1.能正確認識和掌握工業(yè)機器人基本類型、結構、工作原理2.能進行工業(yè)機器人常見故障診斷4.工作站總控系統(tǒng)編程.調試（PLC.人機界面.總線通信等）1.能運用總線技術實現各單元的通信2.能實現PLC和外界通信4.能進行簡單的PLC硬件系統(tǒng)設計5.能編