中国机器人产业发展分析报告.docx
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中国机器人产业发展分析报告.docx
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中国机器人产业发展分析报告
2019-2020年中国机器人产业发展分析报告
图录
表录
一、机器人行业基本情况
1920年,捷克剧作家KarelCapek(卡雷尔·恰佩克)首次创造出“robot”一词,“机器人”正式走上历史舞台。
(一)机器人定义
何为机器人?
不同地区的研究机构给出了不同的解释,国际标准化组织ISO标准认为,“机器人是具有一定程度的自主能力,可在其环境内运动以执行预期任务的可编程执行机构”;美国机器人工业协会认为,“机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置,通过可编程序动作来执行各种任务并具有编程能力的多功能机械手”;日本工业机器人协会认为,“机器人是一种带有存储器件和末端操作器的通用机械,它能够通过自动化的动作替代人类劳动”;中国科学家认为“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器”;2013年11月,由中国国家质量监督检验检疫总局(于2018年3月国务院机构改革调整,职责并入中国国家市场监督管理总局)、中国国家标准化管理委员会发布的国家标准《机器人与机器人装备词汇》(GB/T12643-2013)中指出,“机器人是具有两个或两个以上可编程轴,以及一定程度的自主能力,可在其环境内运动以执行预期的任务的执行机构”。
立足国内机器人产业发展及研究现状,本报告采纳国家标准中的机器人定义方法。
随着科学技术的不断发展,机器人已经历了三个发展阶段。
第一代为简单工业机器人,属于示教再现型机器人,于1959年由发明家英格伯格和德沃尔联手制造出世界第一台工业机器人。
这类机器人是由计算机控制多自由度的机械,使用者事先教给它们动作顺序和运动路径,机器人就可不断地重复相应动作,其特点是对外界环境没有感知。
目前,在汽车、3C电子等工业自动化产线上大量使用第一代机器人。
1968年,美国斯坦福研究所公布研发的机器人Shakey,即为第二代低级智能机器人,亦称感觉机器人。
与第一代机器人相比,第二代机器人具有一定的感觉系统,可以通过事先编好的程序进行控制,能够获取外界环境和操作对象的简单信息,对外界环境的变化做出简单的判断并相应调整自己的动作。
自20世纪末以来,第二代机器人在生产企业中的数量不断增加。
第三代为高级智能机器人,其利用各种传感器、探测器等来获取环境信息,不仅具备感觉能力,还具备独立判断、行动、记忆、推理和决策的能力,可以完成更加复杂的动作,在发生故障时,可通过自我诊断装置进行故障部位诊断,并自我修复。
从现有技术发展、产业应用角度来看,第三代机器人仍处于探索阶段。
(二)机器人分类
目前,国际机器人联盟(InternationalFederationofRobotics,IFR)依据应用环境,将机器人分为工业机器人和服务机器人,其中,工业机器人是指应用于生产过程与环境的机器人;服务机器人是指除工业机器人以外,用于非制造业并服务于人类的各种机器人,可分为个人/家用服务机器人及专业服务机器人。
国内借鉴IFR的机器人分类标准,在《机器人与机器人装备词汇》(GB/T12643-2013)中也将机器人分为工业机器人和服务机器人。
其中,工业机器人是指“自动控制的、可重复编程、多用途的操作机”,可对三个或三个以上轴进行编程。
它可以是固定式或移动式,在工业自动化中使用。
但未对工业机器人分类做出明确规范。
服务机器人是指“除工业自动化应用外,能为人类或设备完成有用任务的机器人”,可分为个人服务机器人、专用服务机器人。
个人服务机器人是指“用于非营利性任务的、一般由非专业人士使用的服务机器人”,专用服务机器人是指“用于营利性任务的、一般由培训合格的操作员操作的服务机器人”。
依据国内机器人产业发展特性,并结合特殊环境作业要求,2018年6月,中国国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会在发布的《特种机器人分类、符号、标志》(GB/T36321-2018)中提到,“特种机器人应用于专业领域,一般由经过专门培训的人员操作或使用,辅助和/或替代人执行任务的机器人,指除工业机器人、公共服务机器人和个人服务机器人以外的机器人,一般指专业服务机器人”。
因此,国家标准进一步将服务机器人分为个人服务机器人、公共服务机器人和特种服务机器人。
二、中国机器人产业发展环境分析
(一)行业发展政治环境
对于中国机器人产业而言,国家先后出台《中国制造2025》及《机器人产业发展规划(2016—2020年)》等政策,从宏观、战略角度构建产业顶层设计,经过近几年的技术、经济发展,国内机器人产业已取得一定成绩,但粗放型发展不能满足市场所需,提升产业整体水平已迫在眉睫。
在此背景下,继2017年制定严格的行业规范、提升产业准入门槛、重点培养龙头企业之后,2018年,基于国家机器人产业引导、扶持思路,中央政府积极发挥宏观管理职能,更加注重整体管理水平、产业水平提升,在资金税收、品牌建设、标准体系、技术产业化、知识产权、学科教育等方面出台配套管理政策,期望通过资金扶持、降低行业增值税税率、强化质量品牌、修订产业标准、注重相应知识产权保护等措施,进一步鼓励、规范国内机器人产业的健康发展。
表12018年国家机器人产业相关政策
部门
政策文件
相关内容
财政部
—
下达资金10.04亿元,用于支持启动实施国家重点研发计划的6个新重点专项,包括智能机器人等关键技术研发及应用
工信部
《关于做好2018年工业质量品牌建设工作的通知》
提升制造业供给质量水平,推动智能制造和绿色制造发展,加强全面质量管理和品牌建设,强化质量品牌工作合力
工信部
《2018年工业转型升级资金(部门预算)项目指南》
支持制造业创新中心能力建设、产业链协同能力提升、产业共性服务平台、新材料首批次应用保险4个方面共13项重点任务
工信部、标准委
《国家智能制造标准体系建设指南(2018年版)》
到2018年,累计制修订150项以上智能制造标准,基本覆盖基础共性标准和关键技术标准
国务院
《关于推进电子商务与快递物流协同发展的意见》
加强大数据、云计算、机器人等现代信息技术和装备在电子商务与快递物流领域的应用
国务院
—
将制造业等行业增值税税率从17%降至16%;对装备制造等先进制造业、研发等现代服务业符合条件的企业和电网企业在一定时期内未抵扣完的进项税额予以一次性退还
国家知识产权局
《知识产权重点支持产业目录(2018年本)》
确定了10个重点产业,细化为62项细分领域。
其中,第三部分为智能制造产业,第四项细分领域为智能机器人,包括高精度减速器、高性能控制器、机器人学习与认知、人机自然交互与协作共融
教育部
《关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》
“新工科”专业改革类涵盖包括人工智能类、大数据类、智能制造类等在内的19个项目群
科技部
《国家重点研发计划“智能机器人”等重点专项申报指南》
国家将于2018年在智能机器人领域启动不少于50个专项项目,并拟拨经费6.2亿元
资料来源:
各部门网站
各级政府响应中央深化“两化”(工业化、信息化)融合进程,依据自身发展特点,聚焦优势产业,加快推进“智能制造”转型,以产品、关键零部件、龙头企业为突破点,培育以机器人产业为核心的产业集群。
表22018年地方机器人产业相关政策
地区
政策文件
相关内容
安徽
《支持机器人产业发展若干政策》
机器人研发制造企业在国家规定的期限内,新购进研发仪器、设备单位价值不超过500万元的,可享受当年一次性税前扣除优惠。
机器人研发制造企业经认定为高新技术企业的,可享受企业所得税15%的优惠税率,亏损结转年限按规定由5年延长至10年
《安徽省机器人产业发展规划(2018—2027年)》
到2022年,机器人产业主营业务收入突破700亿元大关,品牌工业机器人年产量达到2.5万台,建设成为在国内具有重要影响力的机器人研发制造基地。
到2027年,机器人产业主营业务收入突破1800亿元,打造15家左右行业“领跑者”企业,培育30家左右单项冠军企业,建成世界一流的机器人先进制造业产业集群
《〈中国制造2025安徽篇〉六安市实施方案》
明确将以高端制造、智能制造、绿色制造、精品制造、服务制造为主攻方向,推进信息化和工业化深度融合,围绕特色资源、主导产业,完善产业链条,形成产业集群和竞争优势,打造制造“升级版”
福建
《新时代职业教育人才培养模式改革工作方案》
到2020年建成与区域产业匹配的“智能+”专业集群
《福建省人民政府关于推动新一代人工智能加快发展的实施意见》
重点研发智能机器人控制器、伺服驱动器、减速器等高性能机器人核心零部件
甘肃
《工业企业创建智能工厂(数字车间)实施方案》
到2025年,创建智能工厂(数字车间)100户,进一步加快新一代信息技术与制造业深度融合,推进智能制造水平
《兰州市工业企业创建智能工厂(数字车间)评价体系》
印发《智能工厂(数字车间)专项奖励资金暂行管理办法》,奖励全市工业企业在智能化、数字化建设工作中达标的企业
广东
《广东省深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的实施方案》和《广东省支持企业“上云上平台”加快发展工业互联网的若干扶持政策(2018—2020年)》
到2020年,在全国率先建成完善的工业互联网网络基础设施和产业体系。
到2025年,在全国率先建成具备国际竞争力的工业互联网网络基础设施和产业体系
《佛山市推动机器人应用及产业发展扶持方案(2018—2020年)》
到2020年,机器人及智能装备产业产值突破1200亿元,年均增长15%以上,累计新增超过600家规模以上工业制造业企业应用机器人;建成10~15家以机器人应用为核心的智能制造示范企业,市级财政设立专项扶持资金,每年安排1.3亿元用于支持
《珠海市香洲区支持工业企业推进机器人及智能装备应用专项资金管理暂行办法》
香洲区每年安排专项资金5000万元支持工业企业技术改造,企业购买成套智能装备的最高可补贴1000万元
江苏
《江苏省新一代人工智能产业发展实施意见》
发展智能工业机器人,推进服务机器人智能化水平,研制推广特种智能机器人
《江苏省机器人产业发展三年行动计划(2018—2020年)》
到2020年,基本构建起产业特色鲜明、企业集聚发展、配套链条完善、公共服务齐全的机器人产业体系,技术创新能力和国际竞争能力明显增强,产品性能和质量达到国际同类产品先进水平,关键零部件取得重大突破,基本满足市场需求
广西
《广西关于贯彻落实新一代人工智能发展规划的实施意见》
面向食品、汽车等产业,重点发展和应用分拣、包装等工业机器人;面向农业发展需求,重点发展适应广西地形特点的耕种与收割机器人、农业植保无人机等。
在教育、安防等领域,开展服务机器人研发和应用示范
贵州
《贵阳市电子信息制造业“增品种、提品质、创品牌”工作方案》
支持鼓励企业利用两化融合、工业大数据、智能制造等方式,改变传统生产模式
河北
《河北省加快智能制造发展行动方案》
支持发展焊接、切割、喷涂等工业机器人
《关于推动互联网与先进制造业深度融合加快发展工业互联网的实施意见》
到2020年,初步建成低时延、高可靠、广覆盖的工业互联网网络基础设施,完成100个“互联网+先进制造业”试点示范项目
河南
《河南省智能制造和工业互联网发展三年行动计划(2018—2020年)》
到2020年,全省“两化”融合发展水平进入全国第一方阵,智能转型走在全国前列,制造业重点领域基本实现数字化,构建智能制造成为主流、工业互联网广泛覆盖的制造业发展格局
黑龙江
《黑龙江省人工智能产业三年专项行动计划(2018—2020年)》
引导具备一定先发优势的成套装备、机器人、汽车等骨干企业,向同行业和产业链配套环节输出标准化智能工厂整体解决方案,打造以行业云平台为支撑的智能互联工厂
辽宁
《辽宁省新一代人工智能发展规划》
培育新一代工业机器人、智能特种机器人
—
近3年,沈阳投入科技创新专项资金8208万元,围绕机器人等智能制造领域推进制造业智能化
青海
《青海省智能工厂、数字化车间认定管理办法(试行)》
促进智能工厂和数字化车间认定工作规范管理,加快信息化与工业化融合
山西
《山西省制造业振兴升级专项行动方案》
发展智能机器人、智能硬件等智能产品
上海
《松江区推进工业互联网创新发展三年行动计划》
至2020年末,松江区力争创建智慧工厂50家,智能车间300家,新增工业机器人2000台,新增创新发展应用项目60个
天津
《天津市关于加快推进智能科技产业发展的若干政策》
重点支持传统产业实施智能化改造,支持工业互联网发展,促进军民融合发展,加快智能机器人、智能软硬件等新兴产业引育,着力打造一批样板车间、示范工厂
《天津市机器人产业发展三年行动方案(2018—2020年)》
完成机器人各方面服务人才培训3000~5000人次;培育以机器人及机器人零部件为主业的上市企业3~5家、全市机器人产业规模达到200亿元;取得重大科技成果(省部级及以上)3~5项;实现机器人换人、智能工厂项目30~50项
浙江
《浙江省智能制造行动计划(2018—2020年)》
到2020年,制造业制造水平显著提升,互联网、云计算、人工智能等新一代信息技术和制造业融合程度深化
《浙江省人民政府关于印发浙江省“机器人+”行动计划的通知》
为主动适应和引领经济新常态,促进机器人与经济社会各领域深度融合,加快转变生产方式,提升生活品质,培育发现动能
重庆
《中国(重庆)自由贸易试验区产业发展规划(2018—2020年)》
将引进培育机器人及智能装备、新能源汽车及智能汽车、高端交通装备等新兴产业集群,力争2020年新兴产业销售收入突破5000亿元
资料来源:
地方各部门网站
以上政策内容以机器人产业整体产值的提升为主要目标,除提高企业研发生产积极性、税收减免、财政补贴等措施外,地方政府还积极引导、设立产业专项基金,鼓励产业融资,从正面为企业降低运营难度、减缓资金压力,给予产业发展实质性的支持。
表32018年地方机器人产业基金、融资政策
地区
相关内容
佛山
《佛山市顺德区促进机器人产业发展实施办法》,顺德将引导成立总规模3亿元的顺德智能制造产业发展基金,重点投向顺德机器人及智能制造企业相关项目
贵阳
贵阳高新产业投资有限公司、贵阳白云工业发展投资有限公司与特康控股科技有限公司共同设立贵阳市人工智能基金。
目前,市人工智能基金总规模1.501亿元,定向投资机器人平台项目
上海
上海市经信委和民生银行上海分行签署战略合作框架协议,民生银行将提供不低于500亿元的专项额度,支持上海智能制造产业融资
资料来源:
各部门网站
(二)行业发展经济环境
2018年,中国继续推进经济结构优化、转型,把打好“防范化解重大风险、精准脱贫、污染防治”三大攻坚战作为全年经济工作的主要任务,虽受到中美经济贸易摩擦、民营企业出现信用风险、宏观经济下行等冲击,但在中央政府强有力的“稳就业、稳金融、稳外贸、稳外资、稳投资、稳预期”的政策引导下,全年经济运行平稳。
国家统计局数据显示,2018年,国内生产总值突破900000亿元,同比增长6.6%,比上年同期小幅回落0.2个百分点。
四个季度经济分别增长6.8%、6.7%、6.5%和6.4%,经济增长逐步回落。
作为拉动经济增长的“三驾马车”,2018年,固定资产投资总额635636亿元,增长5.9%;社会消费品零售总额380987亿元,增长9%;货物进出口总额305050亿元,增长9.7%。
国家统计局数据显示,2018年,工业生产平稳增长,新产业增长较快,全国规模以上工业增加值比2017年实际增长6.2%,增速缓中趋稳,其中高技术制造业、战略性新兴产业和装备制造业增加值分别比2017年增长11.7%、8.9%和8.1%,增速远高于工业增长整体水平。
图12010~2018年全国规模以上工业增加值增速
资料来源:
国家统计局
聚焦国内机器人产业经济运行情况,中国作为全球最大且发展最快的机器人市场,产业投资环境较好,国际巨头及本土企业在华增资扩能的趋势不减,表示了其对中国机器人产业市场发展的看好与信心。
表42018年中国机器人扩产企业情况
企业
事件
埃斯顿
1月,埃斯顿工业机器人智能工厂一期正式投产,机器人及成套设备产能将达到9000台(套);
10月,埃斯顿(广东)机器人有限公司正式开业,建成后三年内达产并实现累计产销机器人3000台以上
库卡
3月,库卡监事会批准将其在中国的一般工业业务与Swisslog中国业务合并,并与美的设立合资公司承接上述业务,同时,中国顺德科技园将新建生产基地,到2024年机器人产能达到每年75000台
遨博
5月,常州遨博科技大厦奠基,投产后将建成年产5万台协作机器人研发、生产和运营基地
安川
6月,安川(中国)在常州举行第三工厂的开业仪式
广数
9月,广数工业机器人制造项目二期项目生产厂房年底建设完毕,具备年产工业机器人千台、伺服电机十万台的能力
珞石
9月,山东邹城智能装备产业园动工
发那科
10月,重庆基地项目正式动工建设,预计达产后实现年产值2亿元以上
图灵
10月,江苏基地全面启动,可满足年产1万台产能
ABB
10月,宣布将在上海投资1.5亿美元,机器人工厂将年产10万台;
11月,厦门工业中心正式启用,工业园共投资3亿美元
资料来源:
网络整理
(三)行业发展社会环境
改革开放以来,我国社会经济快速发展,医疗水平不断提高,人均寿命有所延长;随着育儿费用的提升、生活工作节奏及压力增加,导致生育率处于下行趋势;同时,此前施行的计划生育政策限制了社会生育率,也带来了出生率下降、少儿人口规模减小、老年人口比重提高的问题。
联合国国际人口学会编著的《人口学词典》对人口老龄化的定义是:
当一个国家或地区60岁以上人口所占比例达到或超过总人口数的10%或者65岁以上人口达到或超过总人口数的7%时,其人口即称为“老年型”人口,这样的社会即称为“老龄社会”。
国家统计局数据显示,第六次人口普查中,2010年,我国60岁以上人口约为1.64亿人,占总人口的12.3%,65岁以上老年人口约为1.1亿人,占总人口的8.24%,按国际衡量标准,我国其实已经进入了老龄社会,老龄化已成为国内不可逆转的发展趋势。
图22013~2018年中国65岁及以上老年人口数量及占比
资料来源:
国家统计局
从宏观来看,老龄化的人口结构虽对经济有正面影响,如带动、培育以养老为核心配套的金融、技术、休闲产业,但也会造成国家经济增速放缓,税基和财政收入减少,养老金、医疗卫生服务等项目支出增加,财政压力加大。
针对制造业而言,老龄化最直接导致适龄劳动力供给的减少,社会生产能力不足,这将促使社会生产进行转型,由原来的劳动密集型生产向资源密集型、资本密集型、技术密集型过渡。
同时,随着机器人、人工智能、智能制造、自动化等产业的不断发展,能够在一定程度上助推产业升级转型、改善产业环境。
目前,制造业工作明显呈现工作内容单一、时间长、劳动强度大、薪资待遇不高的特点,而“80后”“90后”日益成为社会主要劳动力,受到物价上涨、教育水平提高和社会观念转变的影响,他们不再青睐这类工作。
企业为保证正常生产只得提高用工成本招揽人才,但随着社会经济的不断发展,用工成本持续上涨,企业负担越来越重,开始谋求利用自动化生产,既保证工厂生产效率、产品品质,又可相应减少生产成本。
图32010~2017年制造业城镇单位就业人员工资水平
资料来源:
国家统计局
(四)行业发展技术环境
当前,伴随着人工智能、物联网(TheInternetofThings,IoT)、大数据、云计算等关键技术的发展,图像识别、语言识别、自然语言处理等智能技术取得较大进步,机器人产业融合创新发展步伐进一步加快。
中国作为全球机器人产业发展速度最快的国家,即使面对着起步晚、技术落后、产业化程度低等问题,但在政策引导、市场需求的牵引下,机器人产业的技术水平也得到了提升。
1.国产核心零部件企业加大研发投入,推进国产化替代步伐
当前,机器人零部件依然是制约国产机器人发展的最大瓶颈,实现核心零部件的国产化替代是中国机器人产业发展的关键所在。
由于国内减速器研究起步较晚,在转速、传动精度、稳定性等方面与国外企业存在差距,尤其是技术难度较大的RV减速器,国内企业尚不能大批量生产具有高品质的产品,近年来,南通振康、秦川机床、双环传动等企业纷纷加大研发力度,而谐波减速器,由于机械结构相对简单,国内水平正在与国际不断接近,以绿的谐波为首的企业快速崛起,逐步推进进口替代。
伺服电机高端市场仍被松下、安川、倍福等国外品牌占领,随着国内技术及自主配套能力的提升,涌现出汇川、埃斯顿、台达等优质厂商,使得中小功率伺服电机国产化步伐加快,同时,在产品品质上也有所提升,整体水平与国际厂商的差距逐渐缩小,在某些细分领域上,凭借价格优势占据一定市场。
国产控制器所采用的硬件平台和国外产品差距不大,差距主要在软件中的核心算法与二次开发,而主流厂商的控制系统一般为自主开发,因此,国内控制器市场尚未形成明显的竞争格局,以卡诺普为代表的国产厂商通过加大技术投入,市场份额不断扩大。
目前国内传感器产业链已较为完整,虽高端产品仍依赖进口,但随着国产传感器企业规模和技术积累的提升,产品质量、工艺稳定性也在不断提升。
2.国内本体机器人产品智能化、标准化水平得到提升
机器人本体技术主要针对生产工艺、产品质量及智能水平,目前,单个企业机器人本体产量较小,无法实现批量化、标准化生产,使得生产工艺的可靠性依赖于技术工人的水平,且受国内技术人员缺乏,行业标准及过程工艺不完善等因素的影响,导致国产机器人的质量一致性不高。
从工业机器人来看,在超大负载、超高精度等方面正在与国外产品缩小差距,但技术相对复杂的多关节机器人市场仍由国外厂商占据,国内厂商市场份额为19.4%,国产工业机器人本体主要集中在搬运、码垛等较简单的领域,整体产品价值不高,同时,国内产品的稳定性、工艺细节、软件功能、易用性等方面仍低于国外;从服务机器人来看,国内企业在AI芯片、激光雷达传感器新兴技术领域寻求突破,目前已取得阶段性成果,部分产品已降低至百元级别,受国内人工智能技术国际领先的影响,科大讯飞、阿里云、华为等企业的语音/图像识别、语义理解、云计算、大数据等技术加速了服务机器人的发展,但与国外市场相比,我国个人/家用服务机器人市场普及率较低,还处于市场探索阶段,在扫地机器人方面,国内已实现了批量化生产,以科沃斯、小米为代表的国内企业市场竞争力较强。
3.国内系统集成商深耕细分领域,积累行业生产经验
由于技术差距,国内企业在核心零部件、本体存在一定的劣势,而系统集成属于非标化集成型项目,技术门槛相对较低,需要企业对某个行业的生产工艺有深刻的理解,同时,可及时响应客户需求,并承受项目周期长、前期垫款、尾款积压的风险,以上因素导致国内系统集成企业竞争相对分散,没有出现寡头企业,但国内厂商凭借本土化优势,仍在系统集成环节占得一定的市场空间,成为国内企业在机器人产业链中的主要盈利点。
三、中国机器人产业发展现状分析
近年来,在国家政策支撑和市场需求牵引下,我国机器人产业平稳发展,机器人设计和制造水平显著提高,机器人新技术、新产品不断涌现,关键零部件研制取得突破性进展,为我国制造业提质增效、换挡升级提供了全新动能。
(一)工业机器人产业发展现状
2018年,是中国机器人市场经过疯狂后趋于冷静的一年,标志着我国机器人市场逐渐迈向良性的成长期。
1.工业机器人产销情况
2
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