總體來說，工業(yè)機(jī)器人在近幾年的發(fā)展速度十分可觀，一直呈現(xiàn)上升趨勢，從當(dāng)前市場估計(jì)，2020年的工業(yè)機(jī)器人市場有望達(dá)到63億元左右。

國產(chǎn)機(jī)器人市場概況

據(jù)了解，現(xiàn)階段在工業(yè)機(jī)器人本體市場上，歐洲和日本是工業(yè)機(jī)器人本體主要供應(yīng)商，以”四大家族”為代表的外資品牌在精度和承載能力等技術(shù)指標(biāo)方面處于領(lǐng)先水平，2017年，ABB、庫卡、發(fā)那科、安川電機(jī)占據(jù)全球工業(yè)機(jī)器人本體超50%的市場份額。

我國市場也被以”四大家族”為代表的外資企業(yè)占據(jù)。2013-2016年，國產(chǎn)品牌占有率持續(xù)攀升，增長率快于外資品牌。2017年外資品牌加大中國區(qū)域布局，或者成立合資公司，2017年國產(chǎn)品牌市場份額由2016年的33.2%下降至27.3%，國產(chǎn)機(jī)器人銷售增長率被外資趕超;但在偶然因素消除且國產(chǎn)品牌大力發(fā)展的背景下，2018年上半年國產(chǎn)機(jī)器人本體銷量有所回升，達(dá)到29.5%，沙利文預(yù)測未來國產(chǎn)品牌占有率將逐漸回升。

核心部件存在較大差距

我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平較低，關(guān)鍵核心部件研發(fā)亟待突破。在關(guān)鍵核心部件上，我國企業(yè)需攻克長期依賴進(jìn)口、一直受制于人的伺服電機(jī)、精密減速器、伺服驅(qū)動(dòng)器、控制器等關(guān)鍵核心部件的技術(shù)難題。

工業(yè)機(jī)器人成本鏈中，上游核心零部件成本占比最高，占到整體生產(chǎn)成本的60%以上;減速器、伺服系統(tǒng)和控制器分別占約31.2%、19.6%、10.4%;本體成本占比23.6%;系統(tǒng)集成的成本約占14.1%。中國精密減速器、控制器、伺服系統(tǒng)以及高性能驅(qū)動(dòng)器等機(jī)器人核心零部件大部分依賴進(jìn)口，控制器和伺服電機(jī)進(jìn)口比例約為80%，減速器進(jìn)口比例約為75%，因此生產(chǎn)成本相較國外企業(yè)更高，產(chǎn)品價(jià)格居高不下。

除了核心零部件技術(shù)缺失的短板之外，系統(tǒng)集成能力不足也是造成國產(chǎn)機(jī)器人差距的重要因素。在上海機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院副院長、上海大學(xué)教授郭帥看來，“工業(yè)機(jī)器人除了精度、速度、剛度性能指標(biāo)外，機(jī)器人的安全性和可靠性尤為重要”。郭帥舉例子說，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人平均無故障時(shí)間是8000小時(shí)，而四大家族則高達(dá)8萬小時(shí)。機(jī)器人可靠性的提升，不僅僅靠幾個(gè)關(guān)鍵部件就能保證的，而是靠機(jī)械、軟件、電氣、控制和傳感等一系列的集成方案。事實(shí)上，盡管采用同樣的關(guān)鍵零部件，國內(nèi)也難有廠商可以做出媲美四大家族的機(jī)器人。在汽車產(chǎn)線中需要數(shù)百臺工業(yè)機(jī)器人協(xié)同工作，機(jī)器人故障率差距使得汽車生產(chǎn)線很少大批量用國內(nèi)的機(jī)器人。因此可靠性方面，整體上國內(nèi)和四大家族的差距遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止一個(gè)數(shù)量級。

算法發(fā)展限制了應(yīng)用

國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人和四大家族不只是硬件有差距，“軟件”上的差距也同樣不容忽視。

控制器相當(dāng)于機(jī)器人的“大腦”，而軟件相當(dāng)于語言，把“大腦”的想法傳遞出去，伺服電機(jī)相當(dāng)于肌肉，執(zhí)行來自大腦的指令。機(jī)器人完成每一個(gè)動(dòng)作，都需要控制器、控制軟件和伺服電機(jī)三方協(xié)同作戰(zhàn)。高端機(jī)器人一般同時(shí)有6臺以上伺服系統(tǒng)，通過底層算法，實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)多軸非線性條件下的精密控制，機(jī)器人響應(yīng)速度更快、定位更準(zhǔn)確。雖然四大家族的伺服系統(tǒng)、減速器等關(guān)鍵部件對全球市場都是開放的，但對核心算法一直秘而不宣。曾有人將2015年國產(chǎn)機(jī)器人與ABB在2005年生產(chǎn)出的產(chǎn)品進(jìn)行比較，得出的結(jié)果是：ABB產(chǎn)品在某些方面更突出。由于我國始終未能掌握工業(yè)機(jī)器人核心控制器的核心算法，導(dǎo)致國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人“大腦”不夠聰明，在穩(wěn)定性、故障率、易用性等關(guān)鍵指標(biāo)遠(yuǎn)不如四大家族。國產(chǎn)機(jī)器人對那些不需要高精度的機(jī)器人產(chǎn)品來說尚可使用，但是如果想要應(yīng)用到航天航空、軍工、汽車制造等高端領(lǐng)域，國產(chǎn)機(jī)器人就難免心有余而力不足。

工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展方向

目前國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人控制器領(lǐng)先企業(yè)可以分為兩種發(fā)展路徑：一是以數(shù)控設(shè)備起家，涉足工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的企業(yè)：廣州數(shù)控、新時(shí)達(dá)、埃斯頓、匯川技術(shù)、華中數(shù)控;二是運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的推廣和高水平應(yīng)用下成長起來的專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制企業(yè)，代表企業(yè)為固高、卡諾普，他們已經(jīng)開始向市場提供機(jī)器人專用控制器。

隨著工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)的發(fā)展，針對結(jié)構(gòu)封閉的工業(yè)機(jī)器人控制器的缺陷，開發(fā)具有開放式結(jié)構(gòu)的模塊化控制器，由通用語言模塊化編制形成的專用工業(yè)語言，各個(gè)層次對用戶開放是當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人控制器的一個(gè)發(fā)展方向。

人工智能是國產(chǎn)機(jī)器人發(fā)展的重要機(jī)會(huì)。在傳統(tǒng)機(jī)器人領(lǐng)域，準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠是關(guān)鍵，國產(chǎn)品牌在該領(lǐng)域發(fā)展不及國外。而在適應(yīng)協(xié)作和智能制造需求的領(lǐng)域，在機(jī)器人的柔性，與人和環(huán)境的協(xié)作，在智能制造過程的不同層級輔助做決策等能力上，國內(nèi)外機(jī)器人品牌的起點(diǎn)相近。

隨著技術(shù)更迭，針對結(jié)構(gòu)封閉的工業(yè)機(jī)器人控制器的缺陷，開發(fā)具有開放式結(jié)構(gòu)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)機(jī)器人控制器，控制器的產(chǎn)銷將更加市場化，機(jī)器人核心零部件的生產(chǎn)專門化也有望實(shí)現(xiàn)，加上國家政策的大力支持，工業(yè)機(jī)器人控制器行業(yè)格局將被改變，性價(jià)比相高的國產(chǎn)控制器前景廣闊。

隨著近幾年的市場發(fā)展，對于技術(shù)的要求也在相應(yīng)提高，在這樣巨大的市場需求面前，加大技術(shù)研究和提升成為必經(jīng)之路。