原创 揭秘工业机器人发展如火如荼的原因

 在人口红利消失和机器人制造门槛下降的背景下，机器人和智能设备产业的发展越来越受到社会各界的广泛关注。

其中，机器人更被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。

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中国，全球最大工业机器人消费国

工业机器人，即面向工业领域的机器人，是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。由于工业机器人能够加快生产制造任务，如焊接与组装，因此被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中，当前，机器人产业已成为检测国家工业化发达程度的重要标志。

作为智能制造的重要组成部分，近年来工业机器人产业得到了迅速发展，2013年全球机器人销量再创新高，日本、欧洲等地区的厂商加速规模扩张和技术革新。同年，中国成为全球第一大工业机器人市场，国内工业机器人产业园区建设持续升温。

随后的2016年，机器人产业发展首次被写入“十三五”规划，多项相关政策先后出台，工业机器人的发展更多围绕“智能制造”、“制造业转型升级”等关键词展开。

据亿欧智库《2022中国工业机器人市场研究报告》数据，2021年，中国工业机器人销量为25.6万台，同比增长48.8%，已经连续8年成为全球最大的工业机器人消费国。

*图源亿欧智库

2021年12月的“十四五”机器人产业发展规划更是立足机器人产业高质量发展，从技术、规模、应用、生态等角度提出了发展目标，规划到2025年，机器人产业营业收入年均增速超过20%。据亿欧智库测算，2025年预计中国工业机器人销量将突破45万台。

中国工业机器人发展如此如火如荼，主要得益于这几大刺激因素：

01政策环境

前面提到了“十三五”和“十四五”规划接连加码机器人产业，此外，智能制造降本提效明显，同时信息化和工业化的融合也将促进工业产业的数字化和智能化，从而推进工业机器人的应用和发展；

02劳动供给

一方面，随着人口自然增长率和出生率近年来的持续下滑，未来劳动力总量下降的趋势无法避免；另一方面，劳动力成本的提升，也势必使得企业进行降本增效推动工业机器人落地；

03疫情叠加

再者，除了政策推动和人口红利的消退，疫情的影响也迫使众多制造工厂将无人化生产提上了进程。

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三大技术模块，传感居其一

若按模块划分，工业机器人主要由传感模块、控制模块和机械模块3大部分构成。其中传感模块负责感知内部和外部的信息，控制模块控制机器人完成各种活动，机械模块接受控制指令实现各种动作。

*图源亿欧智库

虽不算工业机器人的上游核心零部件，但传感模块相当于工业机器人的眼、耳、鼻等感觉器官，只有在这些信息的帮助下，控制器才可以发出对应的指令，指导机器人完成所需的动作。

正常情况下，机器人工作时需要检测其自身的状态和作业对象与作业环境的状态，据此，工业机器人所用传感器可分为内部传感器和外部传感器两大类。外部传感器使得机器人具备对外部环境的适应能力，从而表现出一定程度的智能性。

内部传感器：用于确定机器人在其自身坐标系内的姿态位置，是完成机器人运动控制（驱动系统及执行机械）所必需的传感器，多数是用于测量位移、速度、加速度和应力的通用型传感器。

以位置传感器为例，它是控制机器人位置、方向和运动的关键。艾迈斯欧司朗的非接触式位置传感器提供高分辨率IC解决方案，例如电机位置传感器、角度位置传感器等，非常适合用来感测和控制工业机器人联合系统的位置。以其电机位置传感器为例，它能够帮助电机驱动更加精确地控制力矩与速度，提高功率并减小电机尺寸。

外部传感器：主要用来检测机器人所处环境及目标状况，从而使得机器人能够与环境发生交互作用并对环境具有自我矫正和适应能力。从广义来看，具有多种外部传感器是先进工业机器人的重要标志。

常见的工业机器人外部传感器主要包括：视觉传感器，触觉传感器、接近觉传感器、距离传感器等。

工业机器人的机器视觉系统是指通过视觉传感器抓取图像，然后将该图像传送全处理单元，通过数字化处理，根据像素分布和亮度、原色等信息，进行尺寸、形状、颜色等的判别，进而根据判别的结果来控制现场设备动作的系统。

机器视觉系统通常需要具备高精度、连续性、灵活性等特点，此时，具备高量子效率的低功耗、小尺寸全局快门图像传感器就成为关键，艾迈斯欧司朗提供一系列创新型小巧外观、高灵敏度的节能型CMOS图像传感器，比如Mira系列图像传感器。

再比如，艾迈斯欧司朗小尺寸、高精度的飞行时间模块可精准实现占位监测，如果有人进入机器人活跃工作区域，可保护其进行安全操作；另外，基于其光谱传感器还可以识别地毯或潮湿表面等材料。

伴随协作环境中机器人和人类的合作更加密切，传感模块解决方案的重要性更加凸显。无论是为了避免碰撞、实现手势识别，还是促进人机交互，都需要相应的传感解决方案。

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一些痛点

虽然工业机器人发展迅猛，但仍然具备一些市场痛点，亿欧智库也相应总结了几点：

全自动化方案缺失：目前，工业本体厂商只负责卖标准产品给终端客户，而产线自动化改造需要系统集成商设计方案。假如系统集成商没有做过此类产线，则需要时间和成本，拖延产线改造时间，提高了产线改造的成本；

高效但不智能：当前工业机器人主要提供重复性、大批量、标准的服务，因此对于所处理的材料和半成品也有一定规格标准化的要求。另一方面，由于工业机器人不够智能，对于模糊范围的处理只能依据程序作业。

假如屏幕有微小磕碰，机器人可能判定无法作业，但若人工判定则是可以继续加工并售卖。当然，例如机器视觉传感的发展就能在一定程度上解决这些问题，但非标准化的作业也会相应降低效率；

特殊需求难满足：特殊的场景有特殊的需求，例如医药行业需要耐药性、防尘、防水。特殊的需求需要定制机器人，但工业机器人厂商对于定制的订单需要考虑订单体量和未来效益问题，所以此类需求可能无法被满足……

当然，中国的工业机器人发展更面临着技术基础薄弱、自主品牌市占率低下等问题，但在智能制造的风口上，从亿欧智库统计的数据来看，这一领域近几年更热了。

*图源亿欧智库

截至2022年3月2日，中国工业机器人相关企业数量超过11.4万家，特别是2020年疫情之后，近两年工业机器人新增企业数量增长显著。