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中国协作机器人发展趋势——预计到2020年销量达12000台,市场规模突破13亿元

2018/10/22 09:21   |    阅读量:1883   |    来自: 中国产业信息网

【导语】 当前国内外已有不少于30家的机器人厂商推出了协作机器人产品,与此同时,协作机器人的安全性高、灵活易用、与人协作等特性,也极大的吸引了部分制造企业开始尝试将协作机器人引入到生产线,完成精密装配、检测、产品包装、打磨、机床上下料等工作。

一、协作机器人行业发展进程

协作机器人是一种被设计成能与人类在共同工作空间中进行近距离互动的机器人。传统工业机器人的工作场景往往是在保护围栏或其它保护措施后,而协作机器人能够直接和操作人员在同一条生产线上工作,却不需要使用安全围栏与人隔离,为全手动和全自动的生产模式之间搭建了桥梁。

协作机器人作为工业机器人的一个细分领域,近年来取得了飞速发展,已成为业界备受关注的焦点。当前国内外已有不少于30家的机器人厂商推出了协作机器人产品,与此同时,协作机器人的安全性高、灵活易用、与人协作等特性,也极大的吸引了部分制造企业开始尝试将协作机器人引入到生产线,完成精密装配、检测、产品包装、打磨、机床上下料等工作。协作机器人市场正在迅速崛起!

2016年,国际标准化组织针对协作机器人发布了最新的工业标准——ISO/TS 15066:Robots and robotic devices—Collaborative robots,作为支持ISO 10218的补充文档,该标准进一步明确了协作机器人的设计细节及系统安全技术规范,所有协作机器人产品必须通过此标准认证才能在市场上发售。由此,协作机器人在标准化生产的道路上步入正轨,开启了协作机器人的元年。

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1、协作机器人的优势

1) 与人协作,充分发挥人与机器人的优势

与发展了几十年的工业机器人相比,协作机器人最大的突破在于它可以直接与人类并肩合作,而无需使用安全围栏进行隔离,这种方式不仅减少了人和机器人之间的距离,大大减少了工位所占的面积,更重要的是可以充分结合了人和机器的优势,彼此取长补短,让机器人辅助人类去完成那些高重复性、高精度的工作,而人类则解决灵活性高、不断优化的工作。在装配高精度的重型零部件时,人机协作便凸显出其将人和机器的的优点结合在一起的优势。

2) 安全性高

安全性高是协作机器人的基本特征之一,其在设计之初就以给人机互动提供安全保障为宗旨,因此为了实现人机协作的安全性,协作机器人一般采用轻量化设计,例如轻巧的体型、应用内骨骼设计方式等;限制运行速度和电机功率;应用用于接触检测的关节力矩传感器、安全控制器技术,等等方式,来保证人类的安全,是一种从根源上避免伤害的方式。

3) 部署简单、灵活易用

协作机器人一般支持拖动示教、配备直观的用户编程界面,集成操作简单、易掌握的软件系统以及模块化的编码器等,在大部分的场所开箱后普通的工人通过一定的训练就可以完成许多部署工作,因此部署简单。

此外,体型轻巧的协作机器人可以安装在桌面上,也可以安装在设备上,十分灵活。

4) 成本较低

工业机器人的成本一般包括机器人本身的价格和部署两方面。协作机器人的售价一般在10~20w,由于易于编程、安装等特性,部署的费用一般较低。另外,轻巧的协作机器人,对于空间的需求也大幅降低,可为企业减少许多安装和厂房成本。

据悉,一台主流场合使用的工业机器人,根据负载能力的不同,售价区间在10w~40w元,而在部署这一块成本就更高了,至少是机器人售价的2~3倍。

5) 支持柔性生产模式

协作机机器人冲破了安全护栏的限制,可以不受固定地理位置的约束,而是随着实际的需求,只需简单编程和训练,就能够在不同的地方快速适应新的生产任务,因此能够较好地支持柔性生产模式。即使出现机器人故障也能迅速由新的机器人来补充。

从协作机器人产业链来看,上游零部件方面,协作机器人核心零部件市场情况与传统工业机器人类似,都主要掌握在外资厂商手中,尤其是在中空力矩电机、高精密传感器、减速器等内容;中游本体方面,新兴的协作机器人厂商与传统四大家族展开竞争,国产协作机器人刚刚兴起;下游应用方面,汽车零部件和3C电子组装装配、金属及五金卫浴抛光打磨是协作机器人应用较多的领域,也是应用空间较大的领域,商业、医疗和服务行业应用,未来可能成为协作机器人产业发展的新增长点。

协作机器人产业链

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资料来源:公开资料整理

相关报告:智研咨询网发布的《2018-2024年中国工业机器人行业市场深度调研及未来发展趋势报告》

目前,研发协作型机器人的企业分成三类:一是拥有核心技术的创新型企业,例如丹麦优傲UniversalRobots 的UR系列机器人和美国Rethink Robotics的Baxter和Sawyer协作机器人;二是传统工业机器人巨头,比如ABB的YuMi协作机器人、KUKA的LBR iiwa智能工业工作助理等;三是互联网企业,比如谷歌、亚马逊等,这些类型企业大都具备核心技术、大量业内资源、以及雄厚资本等优势。

国内外部分协作机器人公司基本情况对比

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目前,国内协作机器人市场处于市场导入期,除UR、Rethink、遨博、达明等企业外,多数企业出货量较小,尚未形成一个明晰的竞争格局。协作机器人作为一个新兴机器人产品,在研发技术方面,本土协作机器人与国外同类协作机器人差距不大,但因本土各类资源优势,其协作机器人产品价格要较国外品牌产品便宜近20%。资料来源:公开资料整理

目前协作机器人的国内售价通常在10-30万元之间,UR10售价25万元,ABB的YuMi售价45万元,KUKA的LBR iiwa7和LBRiiwa14售价分别是45万元和67万元,FANUC的CR系列协作机器人最高售价可达到50万元。国产协作机器人售价多分布在15万上下,GGII公布的国产协作机器人,售价最高的是扬天科技的R-S20,售价为38万元,售价最低的是越疆科技的Dobot M1,售价仅为2万元。

有业内人士提醒,协作机器人作为新兴机器人产品,在行业发展过程中要注意防范发生低端产能“入侵”、“劣币驱逐良币”风险。

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2、服务场景应用未到爆发期 工业应用更成熟

据统计,2016年全球工业机器人销售量达29万台,中国工业机器人销量达9万台。中国占全球机器人销售总量将近三分之一。据最新数据统计,2017年上半年,国产工业机器人销售超过1.9万台,比上年同期增长70.8%,市场价值超过26亿元,增长40%。有观点认为,中国已经进入机器人产业爆发性增长期。预计到2019年全球正在使用的工业机器人也将从2015年的160万台增长到大约260万台,年均增速约12%,也就是每年能够增加几十万台。另外,“十三五”对机器人产业的规划、“中国制造2025”等政策性关注使得机器人产业前景可期。

协作机器人开始走出实验室,从部分企业切入,进行试点应用,渐渐推广到中小企业以及服务领域应用,最后普及到具体细分场景领域的应用。一家机器人投资公司投研人员对记者表示:“协作机器人应用服务是很有可能的,但是因为服务机器人本身的市场也还在逐渐成长,并没有爆发,因此,短期内不会有很大的直接商业收益,只能说有场景。”

目前,协作机器人在的行业应用主要以汽车行业、3C行业、食品行业、家电行业、塑料行业、航空航天行业、医疗行业和科研教育行业,尤以汽车和3C应用最为广泛。以汽车行业为例,协作机器人能为汽车应用中的诸多生产阶段增加价值,应用场景包括:发动机铸造厂、激光切割装备、成形压力机、制模机和包装及堆垛流水线等,可用于螺钉固定、装配组装、贴标签、机床上下料、物料检测、抛光打磨等环节。

优傲机器人创始人、全球CTO Esben H. stergaard同样表示:“目前协作机器人在工业领域应用趋于成熟,未来会向服务业延伸。”

在协作机器人发展过程中,它也面临几方面技术上的挑战,这包括:速度慢,为了控制力和碰撞能力,协作机器人的运行速度相对传统机器人慢,通常只有传统机器人的三分之一到二分之一;精度低,协作机器人一般重量比较轻,结构相对简单,造成整个机器人的刚性不足,定位精度相比传统机器人差1个数量级;负载轻,低自重、低能量的要求,导致协作机器人体型都较小,负载一般在10KG以下,工作范围臂展少于1000mm。此外,人才资源极其缺乏、核心零部件稀缺、易用性不够、市场认可度不高等问题,都是协作机器人发展过程中要面临的挑战。

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3、协作机器人与传统工业机器人应用比较

一直以来,传统工业机器人主要市场定位在大规模生产企业,来取代人工完成焊接、喷涂、搬运、堆垛等高重复性、高强度以及环境恶劣的工作,当前已广泛的应用于汽车、电子电气、橡胶及塑料等行业。

协作机器人诞生之初的目标市场即是资金不太充裕的中小企业,并且基于与人协作、安全性高、成本低、灵活易用等特性,也极大的满足了产品具有小批量个性化、更新换代速度快等特点的3C行业,以及对柔性生产具有极高要求企业的需求。

总的来说,协作机器人与传统工业机器人在应用方面,基于不同设计理念、定位,拥有各自的目标市场、制造模式与应用领域。

协作机器人与传统工业机器人应用比较

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资料来源:公开资料整理

二、协作机器人行业发展规模分析

从2014年到2017年,全球协作机器人销量年均复合增速70%;到2017年,全球协作机器人销量达1.68万台,占工业机器人市场4.3%,市场规模超30亿元。预计,到2020年,全球协作机器人市场规模将突破80亿元。

2014-2020年全球协作机器人销量及同比增长走势预测

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资料来源:公开资料整理

2014-2020年全球协作机器人保有量走势预测

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资料来源:公开资料整理

2014-2020年全球协作机器人市场规模统计及增长情况预测

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资料来源:公开资料整理

在国内,企业亦在协作机器人行业不断加码。2017年中国协作机器人销量约4000台,同比增73.91%,市场规模达5.7亿元,占全球销量20.8%,预计到2020年,销量将达12000台,市场规模突破13亿元。

2014-2020年中国协作机器人销量及同比增长走势预测

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资料来源:公开资料整理

2014-2020年中国协作机器人保有量走势预测

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资料来源:公开资料整理

2014-2020年中国协作机器人市场规模统计及增长情况预测

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