人力成本的快速上涨进一步推动了工业机器人产业的发展。如今,世界各国都在进行机器换人,希望把人力劳动从低端工作岗位释放出来,制造业自动化水平越来越高,工厂利用工业机器人获得了更低的成本、更高的效率和更快的生产速度。虽然自动化是制造业的必然选择,也是实现智能制造的前提,但每个国家的自动化使用情况都不同。机器人使用密度是衡量一个行业每万名工人使用工业机器人数量的指标,也是体现自动化程度的一个指标。
根据国际机器人联合会(IFR)于2018年2月在法兰克福发布的最新报告,自动化生产在全球范围内不断加速,全球制造行业的工业机器人使用密度已达到74台/万人(每万名工人使用工业机器人数量),而在2015年,全球平均机器人密度为66台/万人。按国际区域进行划分,欧洲平均的工业机器人密度为99台/万人,美洲为84台/万人,亚洲为63台/万人,这表明越来越多的国家正在转向自动化来满足其制造需求。
图表1 - 全球机器人密度排名(第1-21名),自动化发展程度前8名的国家/地区依次为:韩国、新加坡、德国、日本、瑞典、丹麦、美国、意大利
亚洲作为近几年全球经济发展最活跃的地区,机器人装机量的增速在全球也排在首位。2010~2016年之间,亚洲机器人密度的年均增长率为9%,美洲为7%,欧洲为5%。
亚 洲
中国,工业机器人密度全球增速最快的国家。在2013~2016年,机器人装机量显著增长,由2013年的25台/万人增长到2016年的68台/万人。在最新数据统计中,中国的工业机器人密度位于全球排名第23名,政府也不断通过政策扶持,欲在2020年之前,将中国打造为全球自动化程度前十的国家,在产业政策《机器人产业发展规划(2016~2020年) 》中,规划到2020年实现工业机器人密度达到150以上,到2020年之前国产工业机器人年销量达到10万台(2017年数据显示,在中国,国产机器人销量为2.7万台,外资品牌机器人销量为6万台),其中六轴以及上工业机器人年产量达到5万台以上。
韩国,工业机器人密度全球排名第一。这个数据从2010年保持至今,其机器人密度(631台/万人 )比2015年的531个数字有了明显的增长,已超过全球平均水平的8倍,这种高增长率依赖于韩国制造业新装机器人数量,尤其是在3C和汽车行业。
根据IFR统计,韩国工业机器人使用量的增长主要来自电气/电子和汽车产业的持续装机,韩国贸易部在2016年宣布将在五年内花费五千亿韩元(四亿五千万美元)来扩大其机器人产业, 该国在企业研发中心投入了大量的资金。
韩国拥有发达的电子产业,如三星电子、LG等这样的世界级电子工业企业都是韩国的;在汽车行业有现代汽车、起亚汽车等知名品牌,还有现代重工、斗山机械等装备领域的巨头企业,这些行业使用机器人的频率相当高,为工业机器人产业的发展提供了肥沃的土壤。
新加坡,工业机器人密度全球排名第二。2016年机器人密度为488台/万人,相比2015年的398台机器人密度多出了90台,其中约90%的机器人应用在3C行业。曾经被誉为亚洲四小龙的新加坡,以国际贸易、加工业、旅游业为三大经济支柱,其中电子产业已经成来新加坡的重要经济增长来源,全球有40%的硬盘和十分之一的晶片都是在新加坡制造,去年的新加坡电子产业集群产出同比扩张33.5%。
新加坡正在将机器人技术应用于更多的行业,包括医疗保健、建筑和各种服务领域。政府在机器人的发展中起到重要的作用,在2016年当地政府宣布在三年内计划向本国机器人产业额外投入4.5亿美元。
日本,工业机器人密度全球排名第四位。机器人最初发迹于美国,却在日本率先兴起。2016年机器人密度为303台/万人,仅次于德国的309台/万人,相比2015年的305台/万人出现了轻微下降。下降原因主要是由于日本汽车市场的萎缩,厂商不需要进一步扩大产能。加上日本汽车公司越来越多地在海外扩大生产设施,特别是在中国以及其他亚洲国家和美国、墨西哥等地区。此外,汽车零部件供应商越来越多地迁移到客户所在地。
不过,日本机器人制造商大大增加了机器人的生产能力,其主要是针对于全球市场需求的增长。日本是当前全球最主要的工业机器人生产国,国际四大家族中就有2家为日本企业(发那科、安川电机)。2016年,日本机器人生产能力达到15.3万台,创下历史最高水平,在全球机器人供应中达到52%的市场份额。对于日本来说,国内机器人市场或多或少是一个饱和的市场,这只是从汽车产业来看。然而,日本新材料、新生产工艺和电子行业产能的增加也将导致更大的工业机器人销量。
北 美
美国,工业机器人密度全球排名第七位。目前的机器人密度为189台/万人。在2016年,汽车行业仍为工业机器人的主要应用领域,占市场总销售额的52%左右,预计未来几年还将以15%以上的增长速度持续发展。工业机器人市场增长的主在原因是再工业化战略, 缺乏廉价劳动资源的美国希望通过高度自动化来实现生产的转型。
美国具有强大的科技研发能力,很早就开始研究机器人,但由于对未来的担忧,使得机器人发展后劲不足。不过美国还是形成了爱德普(Adept Technology)——全球智能视觉机器人系统的领导者和服务商,汽车产业是美以及百特国际公司、American Robot、ST Robotics等工业机器人公司。
加拿大,全球排名第十三位。目前的工业机器人密度为145台/万人,该国家的机器人销量主要依赖于汽车工业的不断发展。更多详情,欢迎关注“中德智能制造产业园”微信公众号。
墨西哥,为汽车制造商和汽车零部件供应商的集中地,产品多出口到美国,目前正在向南美扩展。因此,汽车行业仍为机器人最主要的应用市场,占比达到81%。墨西哥的工业机器人密度为31台/万人,远低于世界平均水平74台/万人,暂排名第31位。
图表2 - 全球机器人密度排名(第22-44名),墨西哥第31位,机器人密度31台/万人,远低于世界平均水平。数据来源:IFR(国际机器人联合会)
欧 洲
德国,为欧洲自动化程度最高的国家,全球排名第三位。工业机器人密度为309台/万人,2016年工业机器人的年供应量和存量分别占欧洲机器人总销售量的36%和41%。在2018~2020年之间,随着工业和汽车行业对机器人需求的不断增加,机器人年供应量有望保持5%以上的增长。
提起德国,很多人可能第一时间会想到汽车。德国汽车在行业处于全球领先地位,像宝马、大众、奔驰、保时捷、奥迪汽车品牌已闻名世界,同时也形成了像博世、采埃孚、大陆等汽车零部件企业。在过去,汽车行业是机器人应用的主要市场也是最大市场,所以对于机器人行业来说这是十分有利的。
此外,德国拥有超越于其它国家之上的先进工业技术,加速推动了机器人产品的更新换代。同样,德国拥有一批强大的机器人企业,比如全球四大家族之一的库卡机器人;作为汽车零部件的供应商,博世也推出了首款协作式机器人,此外,全球领先的自动化技术供应商费斯托Festo推出了触手、象鼻、手臂等机器人产品,还有雄克公司为机器人提供各种抓手等。
瑞典,工业机器人密度全球排名第五位,机器人密度233台/万人。由于瑞典的福利非常好,所以瑞典人并不担心自动化会抢饭碗。据业内调查,有80%的瑞典人对人工智能和机器人持积极的态度。
目前,瑞典已经形成了航空业、核工业、汽车制造业、先进的军事工业以及全球领先的电讯业,这些行业的发展为机器人应用提供了良好的场景。世界机器人四大家族之一的ABB就是由瑞典和瑞士合资的,ABB也是电力和自动化技术领域的全球领先公司,在全球范围内具有很大的影响力。
除了ABB外,瑞典还有享誉全球的斯沃尔沃汽车、伊莱克斯电器、斯堪斯卡工程公司、SKF集团、爱立信通讯公司等企业。创新和持续是瑞典制造业崛起的关键,瑞典优先发展制造业,同进投入了大量的资金推动工业的升级发展,通过不断的技术研发创新使制造业获得了全球竞争力。
丹麦,工业机器人密度全球排名第六位。机器人密度211台/万人,相比于2015年的188台,增加率达10.9%。作为经济高度发达的国家,丹麦贫富差距极小,同时作为安徒生的故乡,被誉为“童话王国”,也是世界风力发电最发达的国家,又被誉为“风车王国”。在经济方面,食品加工和农业、牧渔业比较发达,丹麦已经将无人机、机器人和3D打印作为重点发展的三大领域,并吸引来了Facebook的大型项目。
丹麦已经成为欧洲机器人产业中心,有优质的教育资源支撑,对于欧洲机器人产业和制造业的发展有着至关重要的作用。世界首个推出协作型机器人的企业Universal Robots就是出身于丹麦,它也是目前全球协作机器人销量最大的公司。此外,丹麦还有丹佛斯这样闻名世界的工业企业。
意大利,工业机器人密度全球排名第八位。机器人密度从2015年的160台/万人增长到2016年的185台/万人。作为世界第八大经济体,意大利以制造业和中小企业闻名。2016年意大利机械行业产值为450欧元,其主要客户是中国、德国和美国。意大利拥有像柯马这样的知名机器人公司,柯马隶属于菲亚特集团的全球化企业,主要为飞机和汽车等众多行业提供工业自动化系统和全面维护服务。
机床和机器人是意大利技术含量最高的产品,也是出口最为活跃的产品,已经成为许多国家的主要进口国。意大利在某些方向技术水平已经超过德国和日本,据报道,目前意大利机器人生产企业已经超过50家,当地企业对研发投入十分重视,每年投入的研发费用一般占其销售额的5-10%。此外,意大利机器人在汽车制造世界处于领先水平。
法国,工业机器人密度为132台/万人(世界排名第18位),远高于74台的全球平均水平,但与其他欧盟国家相比仍然相对较弱,瑞典(223台)、丹麦(211台)、意大利(85台)和西班牙(160台)。在新政府的领导下,法国正在恢复其制造业的竞争力。这可能在未来几年从一定程度上促进新机器人的安装量。2017年,法国的机器人安装数量增加约10%。在2018年至2020年之间,年均增长率可能在5%到10%之间。
英国,工业机器人密度仅为71台/万人,是唯一一个机器人密度低于世界平均水平(74台)的“七国集团”成员。一般工业需要展开必要的投资,推升和增加生产力的现代化。较低的机器人密度表明了这一事实。尽管决定退出欧盟,但英国目前仍有许多拟议的投资计划,旨在帮助外国和本土汽车公司实现产能扩张,提升现代化程度。目前还不清楚企业是否会因为关税的不确定性而推迟投资。
东欧国家斯洛文尼亚(137台/万人,世界排名第16位)和斯洛伐克(135台/万人,世界排名第17位)的机器人密度都超过瑞士(128台/万人,世界排名第19位)。捷克共和国以101台/万人的密度排名全球第20位。捷克和斯洛伐克的机器人供应主要依赖于汽车工业的需求。斯洛文尼亚是巴尔干国家中最成功的一个,60%的机器人主要用于汽车工业(387台/万人,比2015年高出33%)。
科技的进步正在改变人类社会,传统的产业面临着淘汰风险,加速转型升级是制造业未来发展的必然选择。不只是因为劳动力的上涨问题,机器和自动化的投入使用除了解决劳动力缺口,还能提升效率,更是为了达到快速制造的效果,以满足个性化的需求。未来的智能制造将为人类生活提供全新的体验,用户可以根据自己的需求定制适用的产品,而不是去市场买一个标准化的批量生产出来的产品,而这个产品会带上很多用不上或者是不需要的功能。
随着人工智能、物联网、云计算技术的快速发展,未来制造业就更加智能,用户定制产品的时候可以随时掌握自己产品的生产进度,或者知道何时下定单,向哪个工厂下单能够最快速度收货,从另一方面来说,可以更多地利用机器资源。那么从工业企业的层面来讲,提升自动化生产水平能够抢先占得市场。