第一節(jié) 機(jī)器人定義及分類
一、機(jī)器人定義
機(jī)器人(Robot)是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮,又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序,也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作,例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè),或是危險(xiǎn)的工作。
二、機(jī)器人發(fā)展史
1920年捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說(shuō)《羅薩姆的機(jī)器人萬(wàn)能公司》中,根據(jù)Robota(捷克文,原意為“勞役、苦工”)和Robotnik(波蘭文,原意為“工人”),創(chuàng)造出“機(jī)器人”(robot)這個(gè)詞。
1939年 美國(guó)紐約世博會(huì)上展出了西屋電氣公司制造的家用機(jī)器人Elektro。它由電纜控制,可以行走,會(huì)說(shuō)77個(gè)字,甚至可以抽煙,不過(guò)離真正干家務(wù)活還差得遠(yuǎn)。但它讓人們對(duì)家用機(jī)器人的憧憬變得更加具體。
1942年 美國(guó)科幻巨匠阿西莫夫提出“機(jī)器人三定律”。雖然這只是科幻小說(shuō)里的創(chuàng)造,但后來(lái)成為學(xué)術(shù)界默認(rèn)的研發(fā)原則。
1948年 諾伯特·維納出版《控制論》,闡述了機(jī)器中的通信和控制機(jī)能與人的神經(jīng)、感覺(jué)機(jī)能的共同規(guī)律,率先提出以計(jì)算機(jī)為核心的自動(dòng)化工廠。
1954年 美國(guó)人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺(tái)可編程的機(jī)器人,并注冊(cè)了專利。這種機(jī)械手能按照不同的程序從事不同的工作,因此具有通用性和靈活性。
1956年 在達(dá)特茅斯會(huì)議上,馬文·明斯基提出了他對(duì)智能機(jī)器的看法:智能機(jī)器“能夠創(chuàng)建周圍環(huán)境的抽象模型,如果遇到問(wèn)題,能夠從抽象模型中尋找解決方法”。這個(gè)定義影響到以后30年智能機(jī)器人的 研究 方向。
1959年 德沃爾與美國(guó)發(fā)明家約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。隨后,成立了世界上第一家機(jī)器人制造工廠——Unimation公司。由于英格伯格對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和宣傳,他也被稱為“工業(yè)機(jī)器人之父”。
1962年 美國(guó)AMF公司生產(chǎn)出“VERSTRAN”(意思是萬(wàn)能搬運(yùn)),與Unimation公司生產(chǎn)的Unimate一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機(jī)器人,并出口到世界各國(guó),掀起了全世界對(duì)機(jī)器人和機(jī)器人 研究 的熱潮。
1962年-1963年傳感器的應(yīng)用提高了機(jī)器人的可操作性。人們?cè)囍跈C(jī)器人上安裝各種各樣的傳感器,包括1961年恩斯特采用的觸覺(jué)傳感器,托莫維奇和博尼1962年在世界上最早的“靈巧手”上用到了壓力傳感器,而麥卡錫1963年則開(kāi)始在機(jī)器人中加入視覺(jué)傳感系統(tǒng),并在1965年,幫助MIT推出了世界上第一個(gè)帶有視覺(jué)傳感器,能識(shí)別并定位積木的機(jī)器人系統(tǒng)。
1965年約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研制出Beast機(jī)器人。Beast已經(jīng)能通過(guò)聲納系統(tǒng)、光電管等裝置,根據(jù)環(huán)境校正自己的位置。20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始,美國(guó)麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)等陸續(xù)成立了機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。美國(guó)興起 研究 第二代帶傳感器、“有感覺(jué)”的機(jī)器人,并向人工智能進(jìn)發(fā)。
世界第一臺(tái)智能機(jī)器人Shakey1968年 美國(guó)斯坦福 研究 所公布他們研發(fā)成功的機(jī)器人Shakey。它帶有視覺(jué)傳感器,能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木,不過(guò)控制它的計(jì)算機(jī)有一個(gè)房間那么大。Shakey可以算是世界第一臺(tái)智能機(jī)器人,拉開(kāi)了第三代機(jī)器人研發(fā)的序幕。
1969年 日本早稻田大學(xué)加藤一郎實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出第一臺(tái)以雙腳走路的機(jī)器人。加藤一郎長(zhǎng)期致力于 研究 仿人機(jī)器人,被譽(yù)為“仿人機(jī)器人之父”。日本專家一向以研發(fā)仿人機(jī)器人和娛樂(lè)機(jī)器人的技術(shù)見(jiàn)長(zhǎng),后來(lái)更進(jìn)一步,催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。
1973年 世界上第一次機(jī)器人和小型計(jì)算機(jī)攜手合作,就誕生了美國(guó)Cincinnati Milacron公司的機(jī)器人T3。
1978年 美國(guó)Unimation公司推出通用工業(yè)機(jī)器人PUMA,這標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)完全成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。
1984年 英格伯格再推機(jī)器人Helpmate,這種機(jī)器人能在醫(yī)院里為病人送飯、送藥、送郵件。同年,他還預(yù)言:“我要讓機(jī)器人擦地板,做飯,出去幫我洗車,檢查安全”。
1998年 丹麥樂(lè)高公司推出機(jī)器人(Mind-storms)套件,讓機(jī)器人制造變得跟搭積木一樣,相對(duì)簡(jiǎn)單又能任意拼裝,使機(jī)器人開(kāi)始走入個(gè)人世界。
1999年 日本索尼公司推出犬型機(jī)器人愛(ài)寶(AIBO),當(dāng)即銷售一空,從此娛樂(lè)機(jī)器人成為目前機(jī)器人邁進(jìn)普通家庭的途徑之一。
2002年 美國(guó)iRobot公司推出了吸塵器機(jī)器人Roomba,它能避開(kāi)障礙,自動(dòng)設(shè)計(jì)行進(jìn)路線,還能在電量不足時(shí),自動(dòng)駛向充電座。Roomba是目前世界上銷量最大、最商業(yè)化的家用機(jī)器人。
2006年 6月,微軟公司推出Microsoft Robotics Studio,機(jī)器人模塊化、平臺(tái)統(tǒng)一化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯,比爾·蓋茨預(yù)言,家用機(jī)器人很快將席卷全球。
三、機(jī)器人的分類
家務(wù)型機(jī)器人:能幫助人們打理生活,做簡(jiǎn)單的家務(wù)活。
操作型機(jī)器人:能自動(dòng)控制,可重復(fù)編程,多功能,有幾個(gè)自由度,可固定或運(yùn)動(dòng),用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)中。
程控型機(jī)器人:按預(yù)先要求的順序及條件,依次控制機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)作。
示教再現(xiàn)型機(jī)器人:通過(guò)引導(dǎo)或其它方式,先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作,輸入工作程序,機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。
數(shù)控型機(jī)器人:不必使機(jī)器人動(dòng)作,通過(guò)數(shù)值、語(yǔ)言等對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教,機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)。
感覺(jué)控制型機(jī)器人:利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作。
適應(yīng)控制型機(jī)器人:能適應(yīng)環(huán)境的變化,控制其自身的行動(dòng)。
學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人:能“體會(huì)”工作的經(jīng)驗(yàn),具有一定的學(xué)習(xí)功能,并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。
智能機(jī)器人:以人工智能決定其行動(dòng)的機(jī)器人。
我國(guó)的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā),將機(jī)器人分為兩大類,即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人,包括:服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂(lè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。在特種機(jī)器人中,有些分支發(fā)展很快,有獨(dú)立成體系的趨勢(shì),如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。目前,國(guó)際上的機(jī)器人學(xué)者,從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人也分為兩類:制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機(jī)器人,這和我國(guó)的分類是一致的。
空中機(jī)器人又叫無(wú)人機(jī)器,近年來(lái)在軍用機(jī)器人家族中,無(wú)人機(jī)是科研活動(dòng)最活躍、技術(shù)進(jìn)步最大、 研究 及采購(gòu)經(jīng)費(fèi)投入最多、實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)最豐富的領(lǐng)域。80多年來(lái),世界無(wú)人機(jī)的發(fā)展基本上是以美國(guó)為主線向前推進(jìn)的,無(wú)論從技術(shù)水平還是無(wú)人機(jī)的種類和數(shù)量來(lái)看,美國(guó)均居世界之首位。
第二節(jié) 全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)
一、工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模 分析
工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。自從1962年美國(guó)研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人以來(lái),機(jī)器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快,已成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、自動(dòng)化工廠(FA)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的自動(dòng)化工具。
廣泛采用工業(yè)機(jī)器人,不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量,而且對(duì)保障人身安全,改善勞動(dòng)環(huán)境,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本,有著十分重要的意義。和計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣,工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。
2004年,汽車工業(yè)末端制造商對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求下降,而汽車零部件工業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求增長(zhǎng)。最近幾年,汽車制造商很難在像西歐、美國(guó)、加拿大和日本等傳統(tǒng)的市場(chǎng)上增加汽車的銷量。無(wú)論是新的車型或者是特別的折扣價(jià)格都無(wú)法根本改變市場(chǎng)的需求。在最近兩年,新車型策略導(dǎo)致了新工廠的增加以及老工廠的重組,這使得2004年汽車零部件工業(yè)商大量投資工業(yè)機(jī)器人,而且這種形勢(shì)延續(xù)到了2005年。
2005-2009年,全球工業(yè)機(jī)器人的安裝數(shù)量強(qiáng)勁增長(zhǎng)。整體而言2008年全球工業(yè)用機(jī)器人市場(chǎng)裝置量與2007年相去不遠(yuǎn),2008年全球景氣一如2007年般呈現(xiàn)先盛后衰,上半年呈現(xiàn)榮景現(xiàn)象,隨即在下半年受美國(guó)金融機(jī)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重流動(dòng)性不足沖擊。不過(guò)雖然西歐、北美和日本汽車工業(yè)末端制造商對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求下降,但汽車零部件工業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求旺盛??傮w上,全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)需求仍在增長(zhǎng)。在一些通用工業(yè)尤其是包裝工業(yè)、食品工業(yè)、橡膠和塑料工業(yè)以及機(jī)械工業(yè),對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求快速增長(zhǎng)。而機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,如新的控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、傳感器技術(shù)以及機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用,也將提升市場(chǎng)對(duì)機(jī)器人的需求。
2008年全球工業(yè)機(jī)器人裝置量為113,345臺(tái),相較于2007年衰退了0.3%(113,657臺(tái))總市值約達(dá)62億美元,相較于2007年成長(zhǎng)了7%(58億)。而全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)銷量將從2004年的95400臺(tái)增長(zhǎng)至2009年的119987臺(tái),年均復(fù)合增長(zhǎng)6.1%。
2003-2009年全球工業(yè)機(jī)器人裝置量 分析
單位:臺(tái)
二、全球區(qū)域市場(chǎng)結(jié)構(gòu) 分析
就地區(qū)范圍來(lái)說(shuō),日本不僅是最大的機(jī)器人制造國(guó),也依然是最大的機(jī)器人市場(chǎng)所在國(guó),日本生產(chǎn)的不計(jì)其數(shù)的機(jī)器人中,有很大一部分是自給自足。排在第2名到第四名的,依次是亞洲市場(chǎng),美國(guó)市場(chǎng)和歐洲市場(chǎng)。值得一提的是,印度市場(chǎng)對(duì)機(jī)動(dòng)機(jī)器人汽車的需求,也呈現(xiàn)出了一股強(qiáng)勢(shì),不久有望躋身前列。
機(jī)器人如以銷售值來(lái)觀察各國(guó)的機(jī)器人使用狀況,銷售值最高的排名依序?yàn)槿毡?、美?guó)、德國(guó)、韓國(guó)及英國(guó)(排名如同裝置量),從趨勢(shì)圖當(dāng)中可以看出近幾年德國(guó)以及韓國(guó)的銷售值逐年的提升,代表這兩個(gè)國(guó)家對(duì)于產(chǎn)線自動(dòng)化的要求程度有逐漸增加的趨勢(shì);日本和美國(guó)則是趨于緩和。
整體而言,2008年產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的供貨量呈現(xiàn)停滯狀態(tài),自2005年機(jī)器人的供給量達(dá)到高峰120,100臺(tái)后,2006年至2008年雖然呈現(xiàn)小幅度的衰退但仍維持在高度的年度出貨量,只是似乎已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)生了成長(zhǎng)率停滯的狀況,2008年則是由于受到全球金融風(fēng)暴的影響導(dǎo)致全球產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人訂單的縮減,近幾年全球各主要區(qū)域?qū)C(jī)器人的需求透過(guò)觀察 分析 可以大致區(qū)分為三種趨勢(shì):1.亞洲地區(qū)增加;2.美洲地區(qū)衰退;3.歐洲地區(qū)停滯。
整理2005年到2008年能夠維持高度需求量的原因,可以歸納為下列兩個(gè)重要的因素:
汽車產(chǎn)業(yè)為了搶攻新興市場(chǎng)以及既有的市場(chǎng),紛紛強(qiáng)化了生產(chǎn)線的自動(dòng)化能力以提升產(chǎn)值。許多非汽車產(chǎn)業(yè)的其它產(chǎn)業(yè),像是橡塑料產(chǎn)業(yè)、金屬機(jī)械產(chǎn)業(yè)、食品及電子產(chǎn)業(yè)也為了最佳化生產(chǎn)線效率而紛紛投資采購(gòu)了產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人。
2008年大約有60,300臺(tái)機(jī)器人被供應(yīng)到亞洲地區(qū),其中最主要的國(guó)家-日本的需求量持續(xù)的降低,反而是供給到韓國(guó)、中國(guó)大陸及東南亞國(guó)家的機(jī)器人有較明顯的成長(zhǎng)趨勢(shì)。
三、全球重點(diǎn)國(guó)家市場(chǎng) 分析
1、亞洲重點(diǎn)國(guó)家 分析
日本仍為全世界最大的機(jī)器人需求國(guó)家,但相較于2007年日本的整體裝置量仍然衰退了8%,日本主要的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)汽車產(chǎn)業(yè)以及電子產(chǎn)業(yè)在2005年需求達(dá)到高峰之后便開(kāi)始遞減,受金融風(fēng)暴影響在2008年更是創(chuàng)下近五年的新低;韓國(guó)在2008年也因?yàn)槠?、電子以及汽車零組件產(chǎn)業(yè)需求旺盛,因此對(duì)機(jī)器人的需求也比2007多出27%;中國(guó)對(duì)于機(jī)器人的投資仍然持續(xù)增加目前已經(jīng)是亞洲區(qū)供貨量第三大國(guó)家,主要是應(yīng)用在汽車產(chǎn)業(yè)以提升產(chǎn)量及競(jìng)爭(zhēng)力。
亞洲地區(qū)產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人裝置量分布
單位:臺(tái)
2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 |
40,579 | 52,311 | 69,478 | 61,748 | 58,224 | 60,294 |
1,451 | 3,493 | 4,461 | 5,770 | 6,581 | 7,879 |
31,588 | 37,086 | 43,932 | 37,393 | 36,091 | 33,138 |
4,660 | 5,457 | 13,005 | 10,756 | 9,048 | 11,572 |
1,454 | 3,680 | 4,096 | 4,307 | 2,399 | 3,359 |
156 | 757 | 1,458 | 1,102 | 1,252 | 1,585 |
14 | 99 | 88 | 93 | 182 | |
569 | 652 | 890 | 719 | 734 | 781 |
2、美洲重點(diǎn)國(guó)家 分析
2008年約有17,200被供應(yīng)到這個(gè)地區(qū),相較于2007年衰退了12%,汽車產(chǎn)業(yè)是這個(gè)地區(qū)對(duì)于產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人需求量最大的主要產(chǎn)業(yè),主要的需求國(guó)家美國(guó)則是受金融風(fēng)暴影響,導(dǎo)致幾家主要的汽車制造大廠如通用、克賴斯勒及福特等皆難逃過(guò)此波浩劫而產(chǎn)生財(cái)務(wù)危機(jī),而其它在美國(guó)設(shè)廠的外國(guó)企業(yè)也因?yàn)榻鹑陲L(fēng)暴的影響而減少了對(duì)于機(jī)器人設(shè)備的投資。
2005年,北美汽車工業(yè)帶動(dòng)了該地區(qū)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的增長(zhǎng)。尤其是日本汽車制造商為了與他們的美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手爭(zhēng)奪市場(chǎng),不斷擴(kuò)大其在美國(guó)的市場(chǎng)容量,增加汽車銷售量。在墨西哥,汽車制造商和汽車零部件制造商持續(xù)投入巨資建廠。
美洲地區(qū)產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人裝置量分布
單位:臺(tái)
國(guó)家 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 |
美洲 | 12,957 | 15,400 | 21,986 | 17,910 | 19,582 | 17,192 |
阿根廷 | 33 | 17 | 65 | 36 | 141 | 150 |
巴西 | 231 | 208 | 320 | 430 | 703 | 781 |
智利 | 5 | 3 | 6 | 3 | 6 | |
北美(美國(guó)、加拿大、墨西哥) | 12,693 | 15,170 | 21,567 | 17,417 | 18,722 | 16,242 |
3、歐洲重點(diǎn)國(guó)家 分析
歐洲工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)銷售量從2004年的29300套增長(zhǎng)到2008年的33700套,年度復(fù)合增長(zhǎng)3.6%。在西歐,汽車工業(yè)對(duì)機(jī)器人投資下降,而在東歐國(guó)家,投資將超過(guò)平均增長(zhǎng)率。2005年至2006年,汽車零部件業(yè)的投資需求繼續(xù)增長(zhǎng)。2004年,所有新安裝的工業(yè)機(jī)器人中,60%來(lái)自汽車制造業(yè)包括汽車零部件業(yè)。
2008年約有35,100臺(tái)的裝置量出貨至歐洲地區(qū),相較于2007年相差不大,2008年本區(qū)對(duì)于機(jī)器人的需求在金屬與機(jī)械產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥、食品與電子產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)成長(zhǎng)趨勢(shì);汽車業(yè)則是需求停滯;而橡塑料產(chǎn)業(yè)則是需求衰退。本區(qū)最大的需求國(guó)家為德國(guó),同時(shí)德國(guó)的需求量也在2008年達(dá)到顛峰狀態(tài),將近有15,200臺(tái)的裝置量,主要原因是在上半年度來(lái)自于各產(chǎn)業(yè)對(duì)于未來(lái)前景看好而大量的引進(jìn)機(jī)器人至生產(chǎn)線希望能夠提升產(chǎn)量,尤其是在金屬機(jī)械及食品業(yè);而在裝置量排名第二、三的意大利及法國(guó)則是相較2007年呈現(xiàn)小幅的衰退。
歐洲地區(qū)產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人裝置量分布
單位:臺(tái)
國(guó)家 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 |
歐洲 | 27,832 | 29,409 | 28,432 | 30,385 | 35,204 | 35,066 |
法國(guó) | 3,117 | 3,009 | 3,077 | 3,071 | 2,736 | 2,605 |
德國(guó) | 13,081 | 13,401 | 10,075 | 11,425 | 14,721 | 15,248 |
意大利 | 5,198 | 5,679 | 5,425 | 5,108 | 5,811 | 4,793 |
波蘭 | 60 | 75 | 224 | 379 | 505 | 897 |
俄國(guó) | 9 | 24 | 49 | 41 | 219 | 165 |
西班牙 | 2,031 | 2,826 | 2,709 | 2,409 | 2,295 | 2,296 |
瑞典 | 386 | 833 | 939 | 865 | 1,046 | 1,100 |
瑞士 | 240 | 310 | 442 | 458 | 532 | 488 |
土耳其 | 51 | 24 | 207 | 368 | 272 | 575 |
英國(guó) | 1,111 | 785 | 1,363 | 1,220 | 1,050 | 909 |
四、工業(yè)機(jī)器人用途結(jié)構(gòu) 分析
1、用途裝置量趨勢(shì)
產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人被視為取代重復(fù)性高及危險(xiǎn)性高之作業(yè)環(huán)境下取代人力的生產(chǎn)工具,因此在應(yīng)用范圍上相當(dāng)?shù)膹V泛,依照IFR所定義的使用用途別大致上可以區(qū)分如下表所示:
產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人運(yùn)用范圍
搬運(yùn) | 焊接和軟焊 | 加工 | 噴漆 | 組裝/拆封 | 其它 |
金屬鑄造 | 電焊 | 雷射切割 | 上漆、上釉 | 組裝、架設(shè)、嵌入 | 無(wú)塵式 |
塑料制模 | 點(diǎn)焊 | 水刀切割 | 上膠 | 固定、加壓裝配 | - |
裝載、卸載 | 雷射焊接 | 切割、研磨 | 噴灑、噴涂 | 其它組裝功能 | - |
量測(cè)、檢驗(yàn) | 軟焊 | - | - | - | - |
包裝、采集 | 其它焊接 | - | - | - | - |
2008年機(jī)器人系統(tǒng)市場(chǎng)約190億美元按照用途的裝置比例:41%為搬運(yùn)、30%焊接、10%無(wú)塵室、9%組裝。依照產(chǎn)業(yè)別:36%汽車產(chǎn)業(yè),電子產(chǎn)業(yè)占14%,化學(xué)產(chǎn)業(yè)占11%至2003年至2008年目前全世界累計(jì)運(yùn)作中的產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人共有1,035,700臺(tái),相較于2007成長(zhǎng)4%(995,000臺(tái));37%應(yīng)用于搬運(yùn),30%應(yīng)用于焊接,12%應(yīng)用于組裝。
從2003年至今,幾乎都是以搬運(yùn)/機(jī)械處理之用途占最高裝置量,其次則為焊接/軟焊用途,其主要原因應(yīng)該是搬運(yùn)及機(jī)械處理之用途的終端使用者客戶范圍廣泛,任何產(chǎn)業(yè)皆對(duì)利用機(jī)器人進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè)有很大的需求所致,且搬運(yùn)用途之技術(shù)門坎相較于焊接、噴漆、組裝和加工等應(yīng)用之機(jī)器人為低(這些用途需要廣泛的使用傳感器作為外部環(huán)境互動(dòng))
各應(yīng)用用途裝置量成長(zhǎng)趨勢(shì)
2、各產(chǎn)業(yè)裝置量趨勢(shì)
IFR對(duì)于產(chǎn)業(yè)的分類大致上可以分為1.制造業(yè)、2.農(nóng)業(yè)/畜牧業(yè)、3.礦產(chǎn)業(yè)、4.建筑業(yè)、5.其它,但其中仍以制造業(yè)占最大的裝置量比例約80%(89,809/113,345),而制造業(yè)又可以分為幾大類分別如下:
食品業(yè)(含飲料及煙酒)
石油及化工業(yè)(含橡塑料)
金屬產(chǎn)品
機(jī)械及設(shè)備業(yè)
電子機(jī)械/零組件/半導(dǎo)體
車輛(含汽機(jī)車及汽機(jī)車零組件)
制造業(yè)對(duì)于產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的裝置量成長(zhǎng)趨勢(shì),車輛業(yè)從過(guò)去到現(xiàn)在幾乎都是最大宗的使用產(chǎn)業(yè),從車體制造加工、焊接到組裝搬運(yùn)等幾乎都可以看到產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人使用的狀況,從2006年開(kāi)始到2008年幾乎都維持每年四萬(wàn)臺(tái)的出貨量,算是需求最穩(wěn)定的應(yīng)用產(chǎn)業(yè);另外值得注意的是在橡塑料以及金屬產(chǎn)品兩個(gè)應(yīng)用產(chǎn)業(yè),近年來(lái)對(duì)于機(jī)器人的裝置開(kāi)始有穩(wěn)定的成長(zhǎng),尤其是金屬產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的需求幾乎已經(jīng)快追上電子機(jī)械產(chǎn)業(yè),這是因?yàn)榻饘佼a(chǎn)品主要都是在惡劣環(huán)境下進(jìn)行作業(yè),如金屬表面熱處理等,過(guò)去因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的價(jià)格昂貴導(dǎo)致業(yè)者導(dǎo)入意愿不高,但在產(chǎn)業(yè)機(jī)器人價(jià)格逐漸下降后,有更多的金屬產(chǎn)品業(yè)者開(kāi)始大量的引進(jìn)機(jī)器人來(lái)取代第一線的作業(yè)。
第三節(jié) 2010-2015年市場(chǎng)預(yù)測(cè)
一、近期 市場(chǎng)發(fā)展 預(yù)測(cè)
近幾年全球工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)需求,呈逐年上升之勢(shì),并且以每年3%的增長(zhǎng)速度脹,且在2006年一年間,工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)銷售額就已高達(dá)4137億日元。雖然在機(jī)動(dòng)汽車和液晶顯示屏等 行業(yè) ,需求相對(duì)比較疲軟,但在機(jī)器組裝,物流運(yùn)輸和單軸機(jī)器人銷售領(lǐng)域,全球市場(chǎng)則顯示出了蓬勃的生機(jī),取得了可喜的數(shù)字成績(jī)。根據(jù)IFR預(yù)測(cè)2010年、德國(guó)、美國(guó)以及日本之企業(yè)信心指數(shù)以及海外訂單成長(zhǎng)率,從這幾個(gè)全球主要經(jīng)濟(jì)體的趨勢(shì)圖當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn),2010年景氣確實(shí)有開(kāi)始恢復(fù)的跡象,代表未來(lái)在產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的需求也渴望逐漸復(fù)蘇。
預(yù)計(jì)到2010年,全球市場(chǎng)的機(jī)器人全年銷售額有望大幅增長(zhǎng)26.7%,一舉達(dá)到6068億日元。這一數(shù)據(jù)和09年相比較,的確有大幅度增長(zhǎng)。
在工業(yè)機(jī)器人中,雙臂機(jī)器人和帶有超過(guò)7個(gè)連接軸的操縱機(jī)器人預(yù)計(jì)市場(chǎng)需求將會(huì)飆升,需求數(shù)字在2010年將是2006年全年需求的14倍,銷售總額也將在2010單年達(dá)到490億日元。
二、未來(lái) 市場(chǎng)發(fā)展 預(yù)測(cè)
隨著新興應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)展及傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的需求,預(yù)計(jì)自2009年起全至2015年將達(dá)到年產(chǎn)量234,100臺(tái)的水平。同時(shí),由于我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展,特別是汽車及汽車零部件制造業(yè)的發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人仍將保持穩(wěn)定的增長(zhǎng)勢(shì)頭。預(yù)計(jì)我國(guó)將在2011年新安裝各類工業(yè)機(jī)器人9,500臺(tái),市場(chǎng)保有量將達(dá)到48,600臺(tái)。包裝業(yè)、食品業(yè)、機(jī)械裝備業(yè)等新興應(yīng)用領(lǐng)域目前已呈現(xiàn)全球性技術(shù)革新的發(fā)展趨勢(shì)。與此同時(shí),機(jī)器人技術(shù)的不斷更新,如新型的人與機(jī)器人之間的交互式控制以及安全系統(tǒng)、機(jī)器人感應(yīng)科技系統(tǒng)以及機(jī)器人視覺(jué)應(yīng)用系統(tǒng)等產(chǎn)品的推出,滿足了用戶更高、更廣泛的需求,推動(dòng)了機(jī)器人裝備量的上升。
第四節(jié) 全球清潔機(jī)器人
一、清潔機(jī)器人產(chǎn)品概況
清潔機(jī)器人具有智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)螺旋導(dǎo)航系統(tǒng)、記憶系統(tǒng)、18個(gè)感應(yīng)頭的感應(yīng)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)清潔執(zhí)行系統(tǒng)還有自動(dòng)充電系統(tǒng)。掃地、擦地、吸塵、凈化空氣四大功能同步進(jìn)行清潔。它具有省時(shí)省力、凈化空氣、低噪音、超強(qiáng)吸力、輕便小巧、舒適、安全等特點(diǎn)。
二、產(chǎn)品未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
清潔機(jī)器人能記住要清掃的一些地方的地形和環(huán)境,自動(dòng)進(jìn)入房間的門內(nèi)去除塵。它用蓄電池作動(dòng)力,能自動(dòng)躲過(guò)障礙物,也能夠自動(dòng)地分清地板和地毯是什么樣的,可以選擇適當(dāng)?shù)恼婵瘴?。這種機(jī)器人在作完清掃工作后,能夠自動(dòng)地回到房間一個(gè)角落去,自己去充電,以便下次再去清掃房間。據(jù)了解,早在上世紀(jì)90年代初期,全球工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)已趨于成熟,供求市場(chǎng)達(dá)到平衡。服務(wù)機(jī)器人、個(gè)人機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)探索成為10多年來(lái)科學(xué)家 研究 的重點(diǎn)。機(jī)器人就可以在世界范圍內(nèi)普及到每個(gè)人的日常生活之中。這將是一個(gè)巨大的市場(chǎng),預(yù)計(jì)比現(xiàn)在的汽車市場(chǎng)還要大。近5年來(lái),全球清潔機(jī)器人產(chǎn)量以每年40%左右的速度增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2010年底全球投入使用的服務(wù)機(jī)器人將達(dá)到45萬(wàn)臺(tái)。2012年清潔機(jī)器人市場(chǎng)需求至少有50萬(wàn)臺(tái)以上。
三、2009年清潔機(jī)器人市場(chǎng)
近幾年清潔機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線已經(jīng)不斷出現(xiàn),并給用戶帶來(lái)顯著效益。目前全球已建立了多條弧焊機(jī)器人生產(chǎn)線、裝配機(jī)器人生產(chǎn)線、噴涂生產(chǎn)線和焊裝生產(chǎn)線。隨著世界工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高,清潔機(jī)器人自動(dòng)化線的市場(chǎng)也會(huì)越來(lái)越大,并且逐漸成為自動(dòng)化生產(chǎn)線的主要方式。清潔機(jī)器人市場(chǎng)2009年的規(guī)模為39萬(wàn)臺(tái)。該市場(chǎng)在截至5年內(nèi)將以年均15%的增長(zhǎng)率繼續(xù)增長(zhǎng)。
免責(zé)申明:本文僅為中經(jīng)縱橫
市場(chǎng)
研究
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