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1、机器人产业行业专业发展评估报告工业机器人是智能制造的重要组成部分。近年来，工业机器人产业持续快速发展,2020年，全球工业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创新。2012年以来，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，领军企业积极开展核心技术的攻关及其产业化应用。但是，我国机器人产业仍存在产业基础薄弱、自主品牌市场占有率低等问题。我国正加强工业机器人产业规划、突破核心关键技术、强化配套支撑、推动自主品牌机器人的市场化应用。一、工业机器人产业概况（一）工业机器人简介1.工业机器人的定义工业机器人是集机械、电子、计算机、传感器、人工智能等多学
2、科先进技术于一体的自动化装备。自20世纪60年代美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及产品迅速发展，己广泛应用于汽车制造业、电子电气制造业和金属制品业等领域。不同的组织和机构对工业机器人的定义不完全相同，但均体现了工业机器人可编程、仿人功能、通用性的特点。国际标准化组织（ISO）将工业机器人定义为一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机。IS08373进一步解释，工业机器人具有自动控制、再编程和多用途功能，有多个可编程轴，在工业自动化应用中可以固定或移动。美国机器人协会（RlA）认为，工业机器人是搬运材料、零件、工具等可再编程的多功能机械手，通过调用不同程序来完成各种工作
3、任务的特种装置。日本机器人协会（JR）认为，工业机器人是一种具有记忆装置和末端执行器的、能转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。2.工业机器人的产品分类工业机器人的产品分类方式多种多样。按臂部运动形式的不同，工业机器人可以分为四种：直角坐标型只有移动关节；圆柱坐标型有移动关节和一个转动关节，可做升降、回转和伸缩动作；球坐标型有移动关节和两个转动关节，可以回转、俯仰和伸缩；关节型有多个转动关节。按应用领域的不同，工业机器人可以分为：弧焊机器人、电焊机器人、喷涂机器人、码垛机器人、搬运机器人、装配机器人、检测机器人和其他机器人等。此外，按受控方式的不同，还可以分为点位控制型和连续控制
4、型等。目前，我国企业主要销售坐标型机器人，属于低端工业机器人产品，占国内企业销售量的40%以上。国外企业在我国市场主要销售多关节型机器人，属于当前国际市场的主流产品，占外国企业在我国销售量的80%以上。(二)工业机器人产业链工业机器人产业链主要包括研发设计、核心零部件制造、本体制造、系统集成和行业应用等部分。上游的核心零部件制造是工业机器人产业链的核心环节，包括减速器伺服电机、控制器三部分。我国工业机器人产业在系统集成环节具有相对优势，而核心零部件制造是相对薄弱的环节。以精密减速器为例，欧洲和日本均已实现了减速器的自主化生产，减速器仅占国际品牌工业机器人单体成本的l6o（三）工业机器人产业规模
5、根据IFR统计，2020年，全球工业机器人的销量为178132台，同比增加12%,销量为历史最高水平。IFR预测，2021年，全球工业机器人的销量将达到20万台左右，同比增加15虬2020至2022年，工业机器人的安装量将以年均12%的速度增长。从各大洲工业机器人供应量及预测看，亚洲/澳大利亚将是工业机器人供应量最大的地区。一方面，由于日本、韩国等亚洲生产大国将持续领跑地区的工业机器人产业，中国的工业机器人产业也呈迅速发展的态势，因此，亚洲地区的工业机器人产业仍将快速发展。另一方面，包括中国在内的亚洲地区国家，大力推广应用工业机器人，市场空间广阔，吸引大批国外生产商投资建厂、扩大产能。欧洲和美
6、洲的市场相对饱和，未来将保持小幅增加、相对平缓的增长趋势。2012年，中国成为全球第一大工业机器人市场，约占全球销量的1/5。2020年，全球工业机器人销量的约70%集中在中国、日本、美国、韩国和德国市场。其中，中国的购买量达到36560台，同比增加59%,超过日本成为全球第一大工业机器人消费市场。IFR预测，中国2021年工业机器人的安装量将增至10万台。外资企业是中国市场的主要供应商，据中国机器人产业联盟统计，2020年，国内企业在我国销售工业机器人约9500台；而外资企业在我国的工业机器人销售总量约2.7万台。2020年16月，国产机器人的销售量为6400台，是20年全年的67%。201
7、82020年，欧洲机器人供应量复合增长率为4.5%。2020年，欧洲工业机器人销量约为43300台，同比增加5%,接近历史最好水平2019年的43800台。其中，欧洲汽车制造业的工业机器人安装量同比增加17%,成为带动当年工业机器人安装量增加的主要因素。从工业机器人的行业应用看，IFR的数据显示，20年，全球工业机器人密度（每万名产业工人占有的工业机器人数量）为62台/万人；欧洲、美洲和亚洲的密度分别为82台/万人、73台/万人和51台/万人。其中，韩国的工业机器人密度全球最高，达到437台/万人，日本为323台/万人，德国为282台/万人。中国汽车制造业的工业机器人密度从2018年的51台/
8、万人增加到2020年的281台/万人,而其他行业的密度仅为14台/万人，远低于国际平均水平。作为制造业大国，中国的人口红利逐渐弱化，未来中国“机器换人”的潜在空间巨大。近年来，工业机器人的应用领域不断拓展，遍及汽车及零部件制造业、电子电气制造业、工程机械制造业、金属制品业和食品加工制造业等行业。在众多制造业领域中汽车及零部件制造业对工业机器人的需求最为旺盛。2020年，全球汽车工业的机器人装机量为69400台，占工业机器人全部销售量的39%。（四）工业机器人区域布局1 .全球布局近年来，主要发达经济体将包括工业机器人在内的智能制造作为先进制造业的重要发展方向。发达国家和地区的工业机器人技术日趋
9、成熟，工业机器人成为一种标准设备，广泛应用于各领域。日本和欧洲是全球工业机器人的主要生产地，控制器、精密减速器、伺服电机等核心零部件已经实现了自主化生产。美国工业机器人企业基本满足了本国60%的需求，在航天、军工、汽车等领域的应用具有领先优势。韩国大力推广机器人技术在各行业的应用，在医疗行业，机器人的优势明显。（1）日本是工业机器人的制造和出口大国。近年来，受日本国内市场趋近饱和以及经济危机的影响，日本国内对工业机器人的需求乏力，未能恢复到2018年前的水平根据日本机器人协会（JARA）的数据，2019年，日本工业机器人销售总量100870台，约占全球销售量的57%；销售额为4023.43亿日
10、元，同比下降6.2%。从出口情况看，2020年，日本出口量为75933台，同比增加1.6%；出口额达到2877亿日元，占全年销售总额的71.5%,这在很大程度上得益于中国和亚洲其他国家对工业机器人需求的大幅提高。日本在2018年通过的制造业白皮书中强调，未来将重点发展制造业的尖端领域，加快机器人、下一代清洁能源汽车、再生医疗以及3D打印等行业的发展。在工业机器人核心零部件方面，日本的Nabtesco和Harmonic是全球重要的核心零部件供应商。其中，NabteSCO的机器人关节减速器在全球市场的占有率约为60%；中负荷及重负荷机器人用RV减速器的市场占有率约90%o(2)欧洲工业机器人企业实
11、力强劲，在工业机器人领域居于领先地位。欧洲的“火花”计划到2025年，投入28亿欧元研发民用机器人，创造24万个就业岗位。200余家公司约1.2万名研发人员将参与该计划，在农业、制造业、医疗、交通、安全和家庭等各个领域推广使用机器人。德国“工业4.0”战略将“智能工厂”和“智能生产”作为重要方向，将工业机器人的研发和推广应用作为融入新一轮工业革命的重要切入点。(3)美国机器人在军用、汽车领域的应用优势显著。由于美国制造业的对外转移，美国工业机器人虽然研发起步较早，但是推广应用相对缓慢。近年来，美国非常重视机器人语言和智能技术的研发应用，视觉、触觉等人工智能技术已广泛应用于军事、航天、汽车工业等
12、领域。代表企业有AdePtTechnology,AmericanRObOt等，可以满足国内市场60%左右的需求。美国的“先进制造伙伴关系”计划高度重视机器人技术的发展将利用网络信息技术的优势，开发新一代智能机器人。2025年，美国国防部拟推出的“国防创新计划”将机器人列为军工行业重要的技术改革创新方向。(4)韩国工业机器人厂商占全球5%左右的市场份额。韩国现代重工生产的工业机器人广泛应用于国内汽车、电子制造等行业，大幅提高了工业机器人的自给率。2025年，韩国公布机器人未来战略战网2025，重点扶植第三代智能机器人，缩小与日本、欧洲等领先国家和地区存在的技术差距，支持韩国工业机器人企业国际化，
13、抢占智能机器人产业化的先机。2 .国内布局在机器人产业发展迎来利好的契机下，国内工业机器人产业投资讯速增长，各地产业园区的规划和布局陆续展开。随着关于推进工业机器人产业发展的指导意见等促进政策的出台，我国各地方对工业机器人产业的投资大幅增加。目前，全国已有上海.重庆、天津、青岛、沈抚新城等40多个城市计划建设机器人产业基地(园区)，在建机器人项目产能为几十万台。沈阳新松、上海新时达等一批国内龙头工业机器人企业也加速在国内的生产布局。(1)东部：工业机器人产业园区发展迅速上海：打造“2+X”集聚发展格局。2018年，工业机器人被列为上海战略性新兴产业，上海市经信委给予企业自主研发费用20%的补贴
14、，并且在土地和人才方面提供优先支持。目前，上海已经有ABB、发那科、库卡等一批国际知名企业，以及新松机器人上海新时达等国内工业机器人厂商，形成了涵盖研发、制造、集成、应用等较为完整的产业链。未来，上海工业机器人产业将形成“2+”的集聚发展格局：一是打造以康桥金桥为核心的浦东机器人产业集聚区，发展壮大机器人技术研发、制造及系统集成；二是培育以顾村机器人产业园为核心的宝山机器人产业基地；三是依托骨干企业，在金山、松、嘉定、闵行等区，建设机器人及核心零部件产业园。同时，加强应用推广、公共创新平台建设、人才培养和标准制定等。根据规划，到2020年，上海将领跑国内的机器人产业，产业产值将达到600亿80
15、0亿兀苏州：工业机器人产业集聚效应显现。苏省工业机器人产业具有较好的产业基础，零部件配套体系相对完善。目前，苏省机器人研制企业已经超过50家，部分关键零部件已经能够实现自主研发生产，南京、常州等地区集聚效应已经初步显现。2018年，苏省机器人产业销售收入达到450亿元，20182020年，年均增长速度超过20%o2019年12月，苏省将工业机器人作为年度四个重点领域质量攻关课题之一，力图增强龙头企业的设计研发和制造集成能力，提升关键零部件配套水平，完善工业机器人产业链，带动工业机器人产业发展。预计到2022年，苏省机器人产业规模将达到100O亿元，年均增长25%。青岛：建设国际机器人产业园。2
16、018年，青岛市十大新兴产业发展总体规划(2018-2020)将机器人作为重点发展的新兴产业。目前，青岛已有20余家工业机器人企业实现年产值约3亿元，初步形成了环形胎面硫化翻新工业机器人、直角坐标取料机械手全液压重载机器人、码垛机器人、高速捡拾机器人、包装机器人等优势产品。青岛国际机器人产业园已引进安川电机、新松机器人、软控科捷等35个机器人项目，总投资约84.2亿元。2019年，青岛获批成为首家国家机器人高新技术产业化基地。根据规划，青岛将建设成为北方工业机器人产业基地。预计到2022年，机器人产业链基本形成，在机器人本体制造和集成应用等重点领域青岛将成为全国重要的研发制造基地。(2)中部：
17、安徽成为国家机器人产业集聚试点近年来，安徽工业机器人产业逐渐发展壮大，埃夫特等一批在国内有较强影响力的生产企业迅速崛起。同时，随着工业转型升级步伐的加快，淮汽车、奇瑞汽车、合力叉车等大型企业对工业机器人的需求旺盛。2019年IO月，国家批复安徽省战略性新兴产业区域集聚发展试点实施方案，支持安徽打造机器人产业集聚试点。其中，试点将以埃夫特所在的芜湖市为龙头。为建设具有国际竞争力的机器人产业集聚区，芜湖已规划5000亩产业园，建设机器人本体及核心零部件研发制造、机器人系统及成套装备集成应用等六大功能区域，计划到2023年形成产业规模超200亿元的芜马合工业机器人产业集群。（3）珠三角：持续创造新生
18、的市场空间2020年，珠三角地区机器人销售收入达到142亿元，居全国机器人产业重点集聚区第二位，其中深圳、佛山、广州和东莞市场贡献最多。企业数量方面，珠三角地区机器人企业超过1900家，与长三角地区企业数量差距略有扩大。近年来，广州、深圳等地逐步强化工业机器人全产业链部署，加快推动自主创新，同时充分扶持机器人系统集成企业发展壮大，合理引导制造企业换装升级机器人解决方案,对机器人的生产和使用进行费用补贴，为本地系统集成商与初创公司持续创造新生的市场空间。（4）西部：重庆建设“机器人之都”2018年，重庆提出建设“机器人之都”，并于2019年10月发布了关于推进机器人产业发展的指导意见，计划到20
19、22年，全市机器人产业销售收入达到300亿元；初步形成集聚检测设计平台、系统集成、整机及关键零部件研发制造的综合产业集群，机器人产业基地初具规模。到2030年，机器人产业销售收入达到1000亿元，形成完善的产业体系，成为国内重要的、具有全球影响力的机器人产业基地，机器人产业成为新的支柱产业。在打造“机器人之都”的框架下，为实现错位发展，重庆重点规划工业机器人和配套功能区、特种机器人功能区、服务机器人功能区。目前，双福工业园服务机器人功能区已有元谱机器人、社平科技等13家机器人系统集成企业落户，年产值达2亿元，4年后将超过50亿元。二、工业机器人市场主体分析（一）核心零部件厂商这些企业原来是生产
20、数控系统、运动控制系统或伺服电机等自动化零部件的厂商依靠着对工业机器人零部件的了解及丰富的客户资源进行销售。相关上市企业如汇川技术、新时达、华中数控、秦川发展。非上市企业如：南京埃斯顿、雷赛智能、广州数控、深圳固高、苏州绿的、南通振康等企业。（二）行业系统集成商大多数为依靠高校背景或行业积累成长起来的系统集成企业，相关上市公司有：新松机器人、博实股份、天奇股份、华恒焊接、华昌达等。还有在某些行业如焊接、轮胎或食品加工领域有一定的项目经验和了解，在项目中应用自己的机器人，相关上市公司如：软控股份、巨轮股份等。（三）完全的新进入者这些企业是从不相关的领域跨入机器人市场，拟通过国内外机器人公司合作，
21、依靠原有业务领域有一定的项目经验和了解在自身行业推广工业机器人。相关上市公司如：慈星股份、锐奇股份、亚威股份等。还有拟通过国内外机器人零部件公司合作进入核心零部件研制的公司，比如：上海机电。（四）工业机器人的用户这些企业依靠对终端需求及工艺的充分了解，从原先机器人的用户转为生产机器人的厂商。相关公司如：安徽埃夫特、雷柏科技。四、市场及人才需求分析在中国工程院2015年发布的制造强国战略研究综合卷中了解到，目前，我国工业机器人密度不足世界平均值的一半，而且市场多为国外占据。加快工业机器人发展是我国建设制造强国的重要战略之一。来自国际机器人联合会的一项统计结果显示，全世界平均每万人拥有66台工业机
22、器人，这一数字在中国仅为36台。而在工业发达国家，这一数字更是遥遥领先，比如韩国478台/万人、日本314台/万人、德国292台/万人，都远远超过中国。因此，中国工业机器人密度存在较大提升空间，市场潜力巨大。针对汽车、电子等几个重要的机器人应用领域，对比美德日韩的相应领域的机器人使用密度，可以估算出仅这几个行业国内机器人的需求将在125282万台，由于这几个行业占机器人总需求量的约75%由此可以估算得到国内机器人的总需求量约在167376万台，相比较于目前10万台左右的累积安装量，还有巨大的发展空间。以如此庞大数量机器人需求为核心，拉动基础元件、关键零部件和应用集成所带来的市场潜力可达上十万亿
23、规模。工业机器人人才需求结构分析根据近几年企业对工业机器人技术型人才的需求特点，并针对工业机器人企业中主要岗位进行分析，得出岗位素质与相关课程如下：工业机器人技术专业职业岗位定位及岗位素质分析表职业岗位岗位素施相关核心课程机器人系统方案设计按要求对机器人控制系统进行硬件系统的设计、软件系统控制工业机器人技术基础、工业机器人编程与示教、现场总线与通信技术等工业机器人编程应用按要求对机器人控制系统进行安装、调试高级语宫基础、工业机器人仿真、工业机器人编程与示教等工业机器人维修技术员按要求对机器人控制系统进行维修、调试机电设备装调与维修技术、机涔人白动化生产线应用与维护等机器人项目研发工程师按要求对
24、机器人控制系统进行系统的研发、软件系统控制工业机器人编程与示教、工控组态与现场总线技术等工业机器人销售管理熟悉产品的结构、主要功能、性能、优缺点.了解与人沟通的技巧、市场营销技巧。工业机器人技术基础、市场营销、沟通与技巧等生产主管（班组长、线长、工段长）工程师/高级技师设备、技术、质量销售/服务 工程师一发展岗位I电、口动化; I I m s *I产QIIIMlRIt，身-PII*r0册化户1印昕1El户lIIImI梢售服务类对应于专业人才层次分布，工业机器人专业人才就业方向主要分为工业机器人研发和生产企业、工业机器人系统集成商和工业机器人应用企业，其就业人才构成如图所示的研发部门，推动工业机
25、器人技术发展：而工业机器人应用企业和工业机器人系统集成商则需求大量调试工程师和操作及维护人员，工作在生产一线，保障设备的正常运行和简单细微的调整，同时工业机器人研发与生产企业也需要大量的培训技师及懂一定专业知识的销售人员。在工业机器人专业人才需求中，需求量最大的是基础的操作及维护人员以及掌握基本工业机器人应用技术的调试工程师和更高层次的应用工程师，中国机械工业联合会的统计数据表明，中国当前机器人应用人才缺口20万，并且以每年20%30%的速度持续递增。因此工业机器人专业人才的培养，要更加着力于应用型人才的培养。随着机器人应用的日益广泛和装机容量的直线上升，对这类技术人员的需求也变得越来越迫切。
26、过去我国机器人的研究主要集中在有限的大专院校和科研单位，而且主要以科学研究为主，工业现场严重缺乏该类人才，这已经成为制约机器人应用和推广的瓶颈问题之一。对这些人员的理论教育、操作和维护实践培训等需求变得极为迫切。五、职业岗位及职业能力分析职业院校工业机器人专业学生毕业后主要进入工业机器人制造、应用等行业企业，从事自动化成套装备中工业机器人工作站的现场编程、调试维护、人机界面编程、系统集成等生产技术管理工作，以及工业机器人销售和售后服务工。职业岗位工作任务职业能力工业机器人1.电气系统安装.调1.能识读机械原理图电气设计助试2.能看懂自动线电气系统图理工程师3.能对工业机器人及自动线电气系统进行
27、安调试装4.能编制安装.调试相关技术文档2.工业机器人程序编制1.能看懂工业机器人操作手册2.能根据作业对象对工业机器人进行编程3.能实现工业机器人和外设通信3.工作站及作业系统的维护L能正确认识和掌握工业机器人基本类型、结构、工作原理2.能进行工业机器人常见故障诊断4.工作站总控系统编1.能运用总线技术实现各单元的通信2.能实现PLC和外界通信程.I同讽rLC.人机界面.总线通信等）4.能进行简单的PLC硬件系统设计5.能编程实现PLC对外设的控制工业机器人销售、服务助理工程师1.客户需求分析1.能根据客户需求进行产品选型2.能撰写需求分析报告2.营销策划1.能根据产品特点进行营销策划2.能
28、撰写营销策划相关技术文档3.产品售后服务L具备沟通能力，及时明确客户需求品质管理助理工程师1.产品检测1.能看懂产品原理图2.能使用常用检测工具检测产品3.会撰写产品质检报告2.产品质量控制L具备沟通能力，明确质量控制需求2.能按照ISO质量控制流程进行质量控制3.会撰写质量控制报告工业机器人系统集成助理工程师1.工业机器人工作站方案辅助设计L能分析客户需求情况2.能根据客户需求情况选择工业机器人3.能根据客户需求选择外围控制系统4.能设计机器人与主控的基本接口5.会设计数控系统与主控的基本接口6.能针对客户需求编制基本设计方案2.工业机器人工作站系统仿真辅助设计1.能使用工业机器人仿真软件进
29、行系统仿真2.能使用AUTOCAD电气软件进行电气系统仿真3.能使用电气仿真软件进行控制系统仿真3.工业机器人工作站主控系统程序辅助设计1.能编制基本主控系统程序2.能编制安全控制器系统程序3.能根据对象对机器人视觉系统进行基本设置4.工业机器人系统程序示教1.会设置工业机器人坐标系统2.会设置工业机器人作业原点3.会使用工业机器人常用指令4.能对工业机器人进行直线、圆弧等轨迹示教5.能对工业机器人弧焊系统进行示教6.能对工业机器人点焊系统进行示教5.工业机器人工作站系统说明文件编制1.会编制工业机器人工作站基本使用说明2.会编制工业机器人工作站系统基本维护说明工业机器人电气制造助理工程师1.电气元器件安装L能识读电气原理图和接线图2.能使用常用电工、电子仪表3.熟练安装电工、电子元器件2.配接线1.能根据控制要求配线2.能按照系统图接线3.电气系统检测1.会选用及检测常用电工、电子元件2.能撰写系统检测相关技术文档4.控制系统调试L会使用常用控制系统2.能编制基本测试程序3.能撰写系统测试文档
