“智能经济”时代，协作机械臂的应用前景与趋势探讨
Date：2020-05-18
在新一代信息技术、人工智能、先进制造技术等新技术革新浪潮推动下，全球制造业正从组织模式、生产模式、服务模式等方面发生重大变革，以德国“工业 4.0”为代表的智能制造创新模式得到世界各国的青睐。智能制造技术的快速推广为工业机器人行业发展提供了巨大的市场机遇。协作机器人作为工业机器人家族的后起之秀，近年来，在各大厂商和资本市场的持续关注下，其创新应用模式不断涌现，应用场景日益多元化。然而，在新市场快速兴起的过程之中，机遇与挑战并存往往成为常态，特别是面对当前以创新为核心驱动，以 5G 通信、大数据、云计算、智能物联网、人工智能等为技术支撑，推动不同产业间、行业间实现跨界融合发展的“智能经济”新时代，协作机器人如何把握“智能经济”发展机遇，快速找准市场定位，推进产业化进程，值得协作机器人厂商深入思考与探究。
一、协作机器人定义及分类
协作机器人是指具备自动控制和编程能力，且可与人类在同一个工作空间中进行近距离互动、协同作业的智能机器人。与传统工业机器人相比，协作机器人打破了只能应用于工业场景的限制，凭借低自重、高灵活、易编程、可快速配置、作业空间局限性小等特色优势，在医疗、教育培训、新零售等服务业场景中同样具有广阔的应用前景。
表 1 协作机器人应用场景
从主流协作机器人产品分类来看，一是按照结构分类，主要包括双臂机器人和单臂机器人。其中，双臂机器人作业范围相对较广，可适应相对复杂的工作场景，但其生产及应用成本较高。特别是从协作机器人主要应用场景来看，以 3C电子、家电、食品饮料等产线点位密集、生产柔性化要求较高、操作单一且重复性动作频次高的行业为主，双臂机器人适用性及应用性价比相对较低。单臂机器人则在生产及应用成本和安置空间上具备较大优势。二是按照协作机器人负载能力分类，主要包括有效负载＜5kg、5kg≤有效负载≤10kg、有效负载＞10kg 三类。
从产业链环节来看，协作机器人产业链与工业机器人基本一致，主要包括核心零部件、本体制造、系统集成及下游应用等四大环节。
其中在核心零部件方面，由于协作机器人在运行过程中与人工接触密切，人身安全保障对协作机器人的运行精度、操作灵活度及零力矩控制与碰撞检测技术等方面提出更高要求，因此协作机器人核心零部件产品类型与工业机器人略有差异。主要包括中空直流电机、安全控制器、力矩传感器、减速器、制动器、编码器等。
本体制造环节主要是指机器人本体、机械臂制造。
系统集成主要是指机器人本体与喷涂、焊接、上下料、装配等生产环节的集成应用，综合解决方案供应商主要以本体制造商为主。下游应用主要包括 3C 电子、汽车、家电、机械装备、物流、食品饮料、商业服务等行业。
二、全球协作机器人发展概况
自2016年起，在大数据、云计算等技术支撑下，人工智能产业开始爆发，助力工业机器人行业开启2.0新时代，人机协作、人机共融成为市场主流趋势，不断将协作机器人推向市场风口。因此，2016年全球协作机器人销量呈现爆发式增长，当年全球协作机器人销售量突破1万台，同比增长超过90%。同时，由于协作机器人厂商大多处于产品打磨、试错、解决方案优化及技术路线选择阶段，新产品、新模式快速迭代，倒逼行业加速迈入“优胜劣汰”的洗牌期。从2017-2019年全球协作机器人销量规模来看，协作机器人市场销量增速趋于放缓，2019年全球销量为3万台，同比增长36.4%。
从全球协作机器人销售规模来看，2019 年全球协作机器人销售额达到 50 亿元，同比增长 31.6%。
从全球协作机器人竞争格局来看，优傲机器人是全球领先的协作机器人企业，据公司公开数据显示，目前优傲协作机器人全球累计销售量已突破 3.7 万台，全球协作机器人市场占有率位居首位。同时，随着以 ABB、安川、发那科等为代表的传统工业机器人龙头企业的强势入局，全球市场竞争日益激烈。
三、中国协作机器人发展概况
一方面，随着国内适龄劳动力人口数量减少和人力成本的提升，各制造企业选择使用机器人替代低端劳动力的趋势越发显著。而协作机器人与传统工业机器人相比，具有低成本、轻量化、安全性能高等突出优势，因此，我国劳动力结构的加速调整将进一步带动协作机器人市场应用需求。另一方面，在我国产业结构转型升级的背景下，传统制造业与电子技术、自动化技术、信息技术融合发展趋势日益明显，不断带动制造业企业对于智能制造、柔性制造、网络化协同制造等先进制造技术的应用，从技术趋势来看，协作机器人高度契合制造业企业对于人机协同、柔性化制造的转型需求，市场拓展潜力巨大。2019年我国协作机器人市场规模达到13亿元，同比增长42.9%，在工业机器人市场整体“遇冷”的情况下，保持逆势增长的发展态势。
从我国协作机器人市场结构来看，近年来，以遨博、节卡、大族、珞石、达明、新松、泰科智能等为代表的协作机器人企业，通过不断加强技术及产品创新，逐步打破外资品牌市场垄断地位，在我国协作机器人市场份额持续增长。
一、协作机器人定义及分类
协作机器人是指具备自动控制和编程能力，且可与人类在同一个工作空间中进行近距离互动、协同作业的智能机器人。与传统工业机器人相比，协作机器人打破了只能应用于工业场景的限制，凭借低自重、高灵活、易编程、可快速配置、作业空间局限性小等特色优势，在医疗、教育培训、新零售等服务业场景中同样具有广阔的应用前景。
表 1 协作机器人应用场景
从主流协作机器人产品分类来看，一是按照结构分类，主要包括双臂机器人和单臂机器人。其中，双臂机器人作业范围相对较广，可适应相对复杂的工作场景，但其生产及应用成本较高。特别是从协作机器人主要应用场景来看，以 3C电子、家电、食品饮料等产线点位密集、生产柔性化要求较高、操作单一且重复性动作频次高的行业为主，双臂机器人适用性及应用性价比相对较低。单臂机器人则在生产及应用成本和安置空间上具备较大优势。二是按照协作机器人负载能力分类，主要包括有效负载＜5kg、5kg≤有效负载≤10kg、有效负载＞10kg 三类。
从产业链环节来看，协作机器人产业链与工业机器人基本一致，主要包括核心零部件、本体制造、系统集成及下游应用等四大环节。
其中在核心零部件方面，由于协作机器人在运行过程中与人工接触密切，人身安全保障对协作机器人的运行精度、操作灵活度及零力矩控制与碰撞检测技术等方面提出更高要求，因此协作机器人核心零部件产品类型与工业机器人略有差异。主要包括中空直流电机、安全控制器、力矩传感器、减速器、制动器、编码器等。
本体制造环节主要是指机器人本体、机械臂制造。
系统集成主要是指机器人本体与喷涂、焊接、上下料、装配等生产环节的集成应用，综合解决方案供应商主要以本体制造商为主。下游应用主要包括 3C 电子、汽车、家电、机械装备、物流、食品饮料、商业服务等行业。
二、全球协作机器人发展概况
自2016年起，在大数据、云计算等技术支撑下，人工智能产业开始爆发，助力工业机器人行业开启2.0新时代，人机协作、人机共融成为市场主流趋势，不断将协作机器人推向市场风口。因此，2016年全球协作机器人销量呈现爆发式增长，当年全球协作机器人销售量突破1万台，同比增长超过90%。同时，由于协作机器人厂商大多处于产品打磨、试错、解决方案优化及技术路线选择阶段，新产品、新模式快速迭代，倒逼行业加速迈入“优胜劣汰”的洗牌期。从2017-2019年全球协作机器人销量规模来看，协作机器人市场销量增速趋于放缓，2019年全球销量为3万台，同比增长36.4%。
从全球协作机器人销售规模来看，2019 年全球协作机器人销售额达到 50 亿元，同比增长 31.6%。
从全球协作机器人竞争格局来看，优傲机器人是全球领先的协作机器人企业，据公司公开数据显示，目前优傲协作机器人全球累计销售量已突破 3.7 万台，全球协作机器人市场占有率位居首位。同时，随着以 ABB、安川、发那科等为代表的传统工业机器人龙头企业的强势入局，全球市场竞争日益激烈。
三、中国协作机器人发展概况
一方面，随着国内适龄劳动力人口数量减少和人力成本的提升，各制造企业选择使用机器人替代低端劳动力的趋势越发显著。而协作机器人与传统工业机器人相比，具有低成本、轻量化、安全性能高等突出优势，因此，我国劳动力结构的加速调整将进一步带动协作机器人市场应用需求。另一方面，在我国产业结构转型升级的背景下，传统制造业与电子技术、自动化技术、信息技术融合发展趋势日益明显，不断带动制造业企业对于智能制造、柔性制造、网络化协同制造等先进制造技术的应用，从技术趋势来看，协作机器人高度契合制造业企业对于人机协同、柔性化制造的转型需求，市场拓展潜力巨大。2019年我国协作机器人市场规模达到13亿元，同比增长42.9%，在工业机器人市场整体“遇冷”的情况下，保持逆势增长的发展态势。
从我国协作机器人市场结构来看，近年来，以遨博、节卡、大族、珞石、达明、新松、泰科智能等为代表的协作机器人企业，通过不断加强技术及产品创新，逐步打破外资品牌市场垄断地位，在我国协作机器人市场份额持续增长。
上一篇： 协作式机器人，为企业自动化生产助力
下一篇： 怎样有效的发挥协作机器人的最大优势？