中國機器人工業(yè)得到了爆發(fā)式的增長，在主要應用領域，目前還是以以日本、南韓和德國為主，也是機器人市場的主要主導者。機器手臂的應用更是在其中扮演者重要的角色。調(diào)研機構預估到2021年，全球工業(yè)機器人的需求將增長82%。

 

智能制造的發(fā)展既然已是大勢所趨，工業(yè)機器人的重要性也將與日俱增。 尤其在許多制造大國的人口紅利漸漸消失，人力成本不斷上升之際，工業(yè)機器人更已成為這些制造大國維持制造業(yè)競爭力的主要關鍵。

 

自德國提出工業(yè)4.0后，包括機器人、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)等也都跟著蓬勃發(fā)展，而原本在機器人產(chǎn)業(yè)就已扮演要角的日、德等工業(yè)大國，更是趁此趨勢大力發(fā)展機器人及機器手臂。

 

工業(yè)機器人全球成長快速

 

根據(jù)國際機器人協(xié)會的統(tǒng)計，全球工業(yè)機器人銷量處于穩(wěn)步成長態(tài)勢，特別是2005～2014年間，新裝工業(yè)機器人年均成長速度達14%， 也讓全球工業(yè)機器人銷量在2015年首次突破24萬臺，前五大機器人市場排名分別為大陸、南韓、日本、美國、德國，這5個國家工業(yè)機器人總銷量占全世界的69.92%。

 

至于地區(qū)市場占比方面，亞洲為工業(yè)機器人使用量最大的地區(qū)，占比達50%，其次是美洲（包括北美、南美）和歐洲。 值得注意的是，機器人在亞洲的銷量從2012～2015年的年均成長成長15%，遠高于美洲和非洲的6%，其中又以大陸、日本、南韓和泰國最多，占亞洲地區(qū)總量的75%，占全球銷量的52.5%。

 

目前工業(yè)機器人主要應用國，則是以日本、南韓和德國為主，2014年日本每萬名工人擁有323臺工業(yè)機器人，南韓為437臺，德國為282臺，同時新增量更占全球的30.9%，市場規(guī)模分別為2.9萬臺、2.1萬臺、2萬臺， 也讓這些國家成為近年工業(yè)機器人技術、標準及市場發(fā)展的主導者。

 

根據(jù)工研院IEK針對全球智能機器人產(chǎn)值統(tǒng)計及預測，2016年整體市場的規(guī)模為540億美元，未來可望逐年成長，到2020年時可達700億美元（機器人產(chǎn)品本體，未含機器人系統(tǒng)）。 調(diào)研機構Freedonia更進一步預估，全球工業(yè)機器人的需求到了2021年，將會比2011年有82%的成長。

 

機器人產(chǎn)業(yè)需靠政府政策協(xié)助

 

綜觀工業(yè)機器人主要產(chǎn)銷國的發(fā)展，其實都離不開政府的幫助和政策引導。 如德國在20世紀70年代推出的「改善勞動條件計劃」中，就已強制要求部分有毒、有害的危險工作崗位必須使用機器人，而且工業(yè)機器人除應用于汽車、電子等技術密集型產(chǎn)業(yè)之外，德國在1985年提出的「 向智能機器人領域進軍」的計劃，更開始致力于藉由機器人幫助傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級，使機器人開始應用于德國的各個產(chǎn)業(yè)，不但讓德國工業(yè)機器人的銷量得以高于其他國家，并成為歐洲最大的多用途工業(yè)機器人市場。

 

德國于2012年推出的「工業(yè)4.0」計劃，針對工業(yè)機器人的感知能力、學習能力、人機互動能力也提出更高的要求，德國聯(lián)邦教育及研究部同時也已開始對人機互動技術和軟件研發(fā)進行資助，希望新一代的機器人不僅能夠接受人類的遠程管理， 還能夠解決工業(yè)發(fā)展中的高能耗問題，進一步幫助制造業(yè)轉型升級。

 

南韓的起步速度相較于德、日較晚，主要是因應南韓在汽車、電子產(chǎn)業(yè)對工業(yè)機器人的需求，在90年代引進日本發(fā)那科（FANUC）相關設備，逐步形成南韓的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系，在2001～2011年間， 南韓機器人裝機總量年均增速高達11.7%，主要是以供焊接、密封、搬運、打磨等各項與汽車及電子產(chǎn)業(yè)制程有關的機器人為主。

 

雖然南韓的工業(yè)機器人產(chǎn)銷成長相當快，但技術上與德、日仍有一段差距。 南韓產(chǎn)業(yè)資源部于是在2003年發(fā)布了包括智能工業(yè)機器人在內(nèi)的「十大未來成長動力產(chǎn)業(yè)」；更在2008年9月正式實施「智能機器人開發(fā)與普及促進法，將機器人產(chǎn)業(yè)提升到國家戰(zhàn)略層面；2009年4月發(fā)布的「 第一次智能機器人基本計劃」，更進一步設定南韓要在2018年成為全球機器人主導國家。

 

日本則是透過產(chǎn)業(yè)重振計劃，促進設備和研發(fā)投資，發(fā)展「機器人新戰(zhàn)略」，主要是發(fā)展人機共存、人機協(xié)作，發(fā)展感測、控制與驅動系統(tǒng)、云端運算、人工智能等機器人技術。

 

大陸則因擁有世界工廠的優(yōu)勢，已成為全球最大的工業(yè)機器人市場，包括汽車產(chǎn)業(yè)，電子、食品加工、非金屬加工和日用消費品等產(chǎn)業(yè)領域，都已開始大量應用工業(yè)機器人。

 

而在研發(fā)生產(chǎn)方面，包括臥龍電氣、中興通訊、中國南車、京東方及科大智能等業(yè)者，都已涉足機器人產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)群聚主要是在東北、京津冀、長三角和珠三角，其中長三角已是大陸最大的機器人產(chǎn)業(yè)群聚。

 

而在政府政策方面，依照大陸有關機器人產(chǎn)業(yè)的「十三五」發(fā)展規(guī)劃，自主品牌機器人國產(chǎn)化率不但要達50%以上，更希望到2020年，大陸工業(yè)機器人年銷量可達到15萬臺，保有量達到80萬臺；到2025年， 對應的數(shù)字要求提升至26萬臺和180萬臺。

 

但大陸雖然身為全球最大的工業(yè)機器人市場，機器人產(chǎn)業(yè)的核心零組件和關鍵技術仍受制于新進國家，不但大部分需仰賴進口，成本更高出許多。 以精密減速器為例，在大陸就已占到生產(chǎn)成本的45%，但在日本卻僅為25%，導致大陸國產(chǎn)機器人目前仍缺乏競爭力。

 

工業(yè)機器人未來將更加智能化

 

IEK指出，受惠于控制技術和防止機器人間互相干擾的電路設計軟件進步，生產(chǎn)在線的機器人配置密度將會愈來愈高。 未來的機器人發(fā)展趨勢，主要是透過物聯(lián)網(wǎng)技術，讓生產(chǎn)信息數(shù)字化，同時整理成大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳達給機器人，讓機器人可以扮演更加靈活的生產(chǎn)工具，而且包括機器學習、機器視覺等技術，從2D檢測、定位到3D取放、量測、人機協(xié)作的相關應用， 都將會成為機器人未來發(fā)展的關鍵。

 

隨著機器人標準化結構、整合一體化關節(jié)、自組裝與自修復等技術的改善，機器人的易用性與穩(wěn)定性不斷被提高，應用產(chǎn)業(yè)領域也從汽車、電子產(chǎn)業(yè)，迅速延展至食品、醫(yī)療、化工等更廣泛的制造領域。

 

機器人本體也將會朝體積小及模塊化的方向發(fā)展，如機器人關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機和檢測系統(tǒng)，能做到三位一體化，希望能解決產(chǎn)品品項、規(guī)格過于復雜的問題，進一步縮短設計制造周期并降低生產(chǎn)成本。

 

工業(yè)機器人的作業(yè)能力要求，將會愈來愈精細，如位于宜蘭的超品面包店，就利用機器手臂夾取移動冰糕，不但更快速，還能減少人手交叉污染，有效提高食品衛(wèi)生安全，增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

 

未來的工業(yè)機器人需對人類行為進行學習，解決大量手工生產(chǎn)制程的自動化問題，同時不斷拓展工業(yè)機器人的新功能突破復雜工作的技術瓶頸。

 

工業(yè)機器人與人協(xié)作的能力也將會不斷提高，如采用聲納、攝影機或者其他技術，感知工作環(huán)境是否有人，如有碰撞可能，機器人就會減慢速度或者停止運作。

 

為了迎合制造制造趨勢，工業(yè)機器人顯然必須也要朝智能化發(fā)展，如何與其他智能設備連接共享訊息，而不只是強調(diào)高效、精確、可靠等傳統(tǒng)價值，如何讓工業(yè)機器人具有靈活性和敏捷性，并能在少量多樣的生產(chǎn)趨勢中，保持高產(chǎn)能和高質(zhì)量， 勢必將會是工業(yè)機器人未來的主要挑戰(zhàn)。

 

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