深度解析工业机器人全工业链(最全面图解)

一、什么是工业机器人?
工业机器人工业机器人是面向工业范畴的多关节机械手或多自由度的机器设备，它能主动执行作业，是靠本身动力和操控能力来完结各种功用的一种机器。它能够接受人类指挥，也能够依照预先编列的程序运转，现代的工业机器人还能够依据人工智能技能拟定的原则纲领举动。
1、组成结构
工业机器人由主体、驱动体系和操控体系三个基本部分组成。
主体即机座和执行组织，包含臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走组织。大多数工业机器人有3~6个运动自由度，其间腕部一般有1~3个运动自由度。
驱动体系包含动力设备和传动组织，用以使执行组织发生相应的动作。操控体系是依照输入的程序对驱动体系和执行组织宣告指令信号，并进行操控。
2、工业机器人品种
移动机器人(AGV)
工业机器人的一品种型，它由计算机操控，具有移动、主动导航、多传感器操控、网络交互等功用。
广泛运用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食物、造纸等职业的柔性转移、传输等功用，也用于主动化立体仓库、柔性加工体系、柔性安装体系(以AGV作为活动安装途径);一起可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运送工具。
点焊机器人
具有功用安稳、作业空间大、运动速度快和负荷能力强等特色，焊接质量显着优于人工焊接，大大进步了点焊作业的出产率。
首要用于轿车整车的焊接作业，出产过程由各大轿车主机厂担任完结。世界工业机器人企业凭借与各大轿车企业的长时间协作关系，向各大型轿车出产企业供给各类点焊机器人单元产品并以焊接机器人与整车出产线配套方法进入我国，在该范畴占有商场主导地位。
弧焊机器人
首要运用于各类轿车零部件的焊接出产。在该范畴，世界大型工业机器人出产企业首要以向成套配备供货商供给单元产品为主。
激光加工机器人
激光加工机器人是将机器人技能运用于激光加工中，经过高精度工业机器人完结愈加柔性的激光加作业业。
真空机器人
一种在真空环境下作业的机器人，首要运用于半导体工业中，完结晶圆在真空腔室内的传输。真空机械手难进口、受限制、用量大、通用性强，其成为制约了半导体配备整机的研制进展和整机产品竞争力的要害部件。而且国外对我国买家严加检查，归归于禁运产品目录，真空机械手已成为严峻制约我国半导体设备整机配备制作的"卡脖子"问题。直驱型真空机器人技能归于原始立异技能。
洁净机器人
一种在洁净环境中运用的工业机器人。跟着出产技能水平不断进步，其对出产环境的要求也日益苛刻，许多现代工业产品出产都要求在洁净环境进行，洁净机器人是洁净环境下出产需求的要害设备。
二、工业机器人工业链剖析
工业机器人职业上游是中心零部件，首要的是减速机和操控体系，这相当于机器人的"大脑"，中游是机器人本体，就是机器人的"身体"，下流是体系集成商，国内企业都集中在这个环节上。
▲我国工业机器人工业链剖析 
我国工业机器人上游零部件职业首要是减速机、伺服电机、变频器、操控器等，其间减速器、伺服电机及伺服体系在工业机器人本钱中所占比重较大，分别为39%，28%，本体制作占比为22%。
虽然减速机、伺服体系在工业机器人本钱中所占比重较大，但国内减速机、伺服电机等要害零部件开展相对滞后，技能水平较低，产品安稳性差，与国外产品比较存在不少距离，导致国内工业机器人减速机、伺服电机等零部件首要依靠进口，国内企业工业机器人出产本钱较高，竞争力较弱。
其间进口减速机首要有纳博、ABB、Harmonic、住友等品牌，伺服电机首要有安川、库卡、松下、三菱等品牌。
▲我国工业机器人首要零部件本钱占比 
工业机器人出售多是经过直销途径完结，而且以体系集成商居多。一起，工业机器人也能够经过经销商、代理商、贸易商、工程商等非直销其时进行出售，而且国外品牌进入我国商场一般先经过代理商方法进入。中心零部件一般是经过贸易商以及代理商等方法采购。
工业机器人下流用户职业首要是轿车、电子电气、塑料橡胶、化工等范畴，首要用于转移、焊接、包装、码垛、切割、喷涂等，而且跟着人工本钱逐步上升，工业主动化水平不断进步，工业机器人的运用范畴逐步扩展，用处逐步增多。
三、工业机器人企业剖析
机器人职业正阅历史无前例的剧烈比赛，新公司的不断涌现让人目不暇接。美国《机器人商业谈论》(下称RBR)发布了第五届2016年度RBR50名单(全球最具影响力50家机器人公司)，有三家我国公司跻身其间。
2016年度RBR50的终究成果掩盖到了11个国家，除了大型企业集团，其间23%都是名不见经传的草创公司。
我国的新松机器人主动化股份有限公司、大疆立异科技有限公司、富士康科技集团当选。前二者是全球无人机制作职业巨子，也是我国机器人工业中的佼佼者。
以下是当选 RBR50 前十名的机器人公司:
1.3D Robotics(3DR)3DR是一家非上市机器人公司，坐落美国加州伯克利。致力于立异、灵敏、牢靠的私人无人机和相关技能的研制。该公司的个人智能无人机途径为消费者享用供给惊人的航拍图画和数据剖析，还具有绘制地图、丈量剖析和3D建模等更多功用。
2.ABB Robotics(ABB)ABB是一家专心于开发工业机器人及机械手的上市公司，坐落瑞士苏黎世。在工业机器人、模块化出产体系与效劳的供给范畴占有主导地位。它为制作商进步出产功率、产品质量和保证工人安全供给强壮的处理方案。跟着制作商们逐步初步寻求进步灵敏性、敏捷性和竞争力的新方法，ABB在步入开辟新商场队伍的一起，也渗透进传统职业。
3.AethonAethon是一家专心于开发移动机器人的非上市公司，坐落美国宾夕法尼亚州匹兹堡。Aethon是全球自主移动运送机器人供货商中的佼佼者。TUG机器人能够使内部物流运送任务主动化，它能够在动态且杂乱的环境中自主导航，比方在医院运送货品。
4.谷歌(微博)(Google)谷歌专心于研制医疗、辅佐、仿人、工业、机械手、移动机器人，坐落美国加利福尼亚。2013年，谷歌接连快速收买了7家高档且技能多样化机器人公司--Boston Dynamics、Bot & Dolly、Holomni、Industrial Perception、Meka Robtics、Redwood Robotics、Schaft,Inc，其时在机器人职业引起了很大的颤动。
5亚马逊(Amazon)亚马逊专心于研制移动机器人，坐落美国西雅图。亚马逊在北美区域乃至世界上扮演着一个在线零售商的人物，其经过零售网站来效劳消费者，比方amazon.com 和amazon.ca，消费者首要从厂家和第三方经销商这两种途径来购买产品。
6.Autonomous Solutions(ASI)ASI是一家专心研制移动机器人的非上市公司，总部坐落美国犹他州门敦。十五年以来，ASI在矿业、农业、轿车、工业、安全和军事商场为客户供给无人驾驶车硬件和软件体系。ASI与一些世界领先的原始设备制作商在矿业、农业和安全范畴有一项长达数年、出资数百万美元的机器人产品开发项目。
7.CANVAS TechnologyCANVAS Technology是一家专心于研制工业、移动机器人的非上市公司，坐落美国科罗拉多赢得尔。这是一家工业机器人创业公司，该公司现在仍在隐形形式下运转，但却现已招引了许多出资组织的资金，比方Visionnaire Ventures、AME Cloud Ventures、Morado Venture Partners。
8.Carbon RoboticsCarbon Robotics是一家专心开发机器人的非上市公司，坐落美国加利福尼亚州旧金山。该公司面向商场制作低本钱的机械臂，KATIA是他们的榜首款产品，具有工业机器人的功用，但其价格与可用性却只与一台笔记本电脑相当。
9.Clearpath RoboticsClearpath Robotics是一家专心于开发工业、移动机器人的非上市公司，坐落加拿大安大略省基奇纳的斯特拉斯堡。该公司专门为学术、工业和军事研制运用范畴规划并制作无人驾驶车的处理方案。
10.CyberdyneCyberdyne是一家专心研制医疗、辅佐机器人的非上市公司，坐落日本茨城町。该公司将Sankai教授的创造以及他在筑波大学的实验室商业化，该公司的旗舰产品是混合辅佐肢体(HAL)，能够经过皮肤解读神经信号，赋予或增强人类的运动机能。
我国机器人工业的开展势头不行小觑，共有三个公司上榜:
1、大疆立异科技有限公司(DJI)
大疆立异科技有限公司是一家专心与移动机器人的非上市公司，坐落我国深圳市南山区。该公司为影视、农业、环境保护、搜救与救援、动力基础设施等专业范畴制作无人机及其相关摄像体系。
2、富士康科技集团(FoxconnTechnology Group)
富士康科技集团是一家专心研制工业机器人的上市公司，坐落我国台湾省台北市。由郭台铭于1974年，以7500美元创立了鸿海精细工业有限公司，即富士康科技集团的前身。
3、新松机器人主动化有限公司(SiasunRobot & Automation Co Ltd)
新松机器人主动化有限公司是一家专心开发工业机器人的上市公司，坐落我国辽宁省沈阳市。主营业务为研讨与开发工业机器人运用以及主动出产线的安装和测试。其运用范畴包括轿车、摩托车、工程机械、电子和电气安装等。许多世界知名企业主动化设备供货商都向上海新松供给过设备，比方德尔福(DELPHI)、WEBSTO、采埃孚(ZF)、CONTINENTAL、SDS等等。
四、数据剖析
2016年度RBR50名单总包括11个国家，国家散布状况如下:
加拿大(3)、我国(3)、丹麦(1)、德国(3)、印度(1)、以色列(1)、日本(9)、韩国(1)、瑞士(1)、英国(3)、美国(24)。
2015年度的RBR50名单总包括11个国家，国家散布状况如下:
加拿大(3)、丹麦(1)、法国(1)、德国(8)、日本(9)、韩国(1)、荷兰(1)、瑞士(3)、我国台湾(1)、英国(3)、美国(19)。
经比对发现，2016年美国新上榜5家公司，德国5家公司落榜，瑞士只存留1家公司，法国和荷兰则彻底落榜。一起也呈现了一些新面孔，以色列、印度和我国。
能够从RBR50名单中看出，欧洲的机器人工业大有严峻下滑的趋势，亟需重振;印度的GreyOrange公司赶上了物流运送业迅猛开展的大势，其主打的移动机器人将在亚洲商场上有很大的开展潜力。英国的Delphi,、Soil Machine Dynamics、Open Bionics三家公司上榜，令人惊奇的是，Open Bionics这家小公司现已接连两年登榜了;加拿大继续凭借着Clearpath,、Robotiq和新Titan Medical三家公司保持着实力。
五、2015 全球 30% 工业机器人卖到我国商场
无论是我国制作2025的提出仍是工业4.0概念的深化传达，都预示着我国制作业正在向着智能化、机械化方向跨进，工业机器人的快速开展就是其间最具代表性的一项工业。
1、出售增速微弱
2015年我国商场销量超越75000台，同比增加36.6%，全球每售出3台机器人，就有1台卖到我国。
▲我国工业机器人商场(来历:CRIA) 
▲2015年我国商场工业机器人销量约占全球30%(来历:IFR) 
▲我国工业机器人保有量占全球1/10(来历:IFR) 
不同类型机器人销量改变:
在工业机器人类型方面，高端机器人增速加快。
▲2015国产机器人销量占比(来历:CRIA) 
在运用范畴方面，转移上下料机器人仍居榜首，占总销量的53%，同比增加109%;焊接销量占比19%，同比增加32%。
▲2015国产工业机器人运用占比(来历:CRIA) 
2、方针推进力度更大
我国制作2025中明确提出，到2020年工业机器人销量到达15万台，保有量到达80万台。
▲我国制作2025要点范畴技能路线图(来历:工信部) 
3、运用职业越来越广泛
机器人的运用职业也是越来越广泛，在低端产能加快扩张，如陶瓷卫浴、家具制作、食物饮料、快消品、服饰鞋帽等;并进入到钱银银行、仪器仪表、生物制药等新式范畴。
▲2014年工业人机器人在各职业的出售份额(来历:CRIA) 
4、轿车职业
轿车职业仍是工业机器人的榜首大运用商场，其间零部件厂商需求大于整车厂，但要求较低。
▲首要国家轿车职业机器人密度比较(来历:IFR)< 
别的，新动力轿车快速开展带来电池制作、换电站等新式需求也给工业机器人带来了新的商场。
5、3C工业
3C工业是机器人密度最低的职业，但也是增加空间最大的职业。
▲中日韩三国3C工业机器人密度比较(来历:IFR) 
▲国内外工业机器人工业链供货商一览(来历:WIND) 
六、未来10年机器人开展趋势
机器人本身在革新，整体向更安全易用、更利于遍及、更智能的方向开展。未来十年以下三大开展趋势能够处理职业痛点，促进机器人真实遍及，也蕴藏着巨大出资时机。
1、通用软件途径下降机器人职业门槛
电脑和智能手机的快速遍及首要内涵动力就是通用的操作体系和运用软件，机器人也相同。不同的机器人厂商运用的操作体系、中间件以及编程言语各有区别，增加了运用本钱和机器人运用规划。通用软件途径(操作体系)就是处理这一问题，让运用机器人像运用智能手机相同便当。
图表1:常用机器人软件开发途径 
通用软件途径大大下降了机器人的开发门槛，社区中的成熟软件能够直接刷入机器人运用;未来协作3D打印技能，使小企业乃至个人也有时机成为机器人开发者。包含的时机在于，可能呈现针对ROS体系的二次开发或许优异的运用软件，成为像智能手机APP那样的"爆款"。
2、人机协作促进机器人遍及，机器人走向交融的初步
人机协作是工业机器人开展的新形态，把人的智能和机器人的高功率结合在一起，共同完结作业;简略来说就是"人"直接用"手"来操作机器人。人机协作是机器人进化的必然选择，特色是安全、易用、本钱低，普通工人能够像运用电器相同操作它。
依据美国ABI Research的陈述，2015年至2020年期间，协作机器人商场份额有望增加10倍，从挨近9500万美元增值到超越10亿美元。将由以下三个首要商场驱动:电子制作和电子智造、中小型企业及寻求机器人优化处理方案的企业。
图表2:2014-2020E协作机器人出货量猜测 
协作机器人结构简略，首要经过软件整合来完结功用。硬件构成首要是球形关节、反向驱动电机、力觉/视觉传感器及更轻的资料，传统的减速机等中心零部件未来将不再要害。
现在协作机器人处于商场导入期，本钱仍然较高，功率低，运用不如人意，首要机器人厂商推出各种协作机器人抢占进口，国内企业有了跟外资站在同一起跑线的时机。新松、埃夫特、遨博智能2015年都推出了协作机器人。
3、机器视觉、深度学习让机器人更智能
人工智能首要运用于工业机器人范畴，首要就是机器视觉和深度学习。
机器视觉是现有的机器人从主动化设备转变为智能机器的一个要害因素。开始是作为机器人的辅佐工具，进步柔性和对作业环境的反应，首要运用于引导和定位、检测和辨认等，跟着工业大数据和深度学习的开展，未来将使机器视觉成为智能出产体系的主导，做出决议计划和预判断。
2014年全球机器视觉规划继续走高，到达36.7亿美元。首要散布在北美、德国、英国、日本、我国等区域和国家，其间我国占到8.1%;估计到2018年全球商场规划将到达50亿美元。
图表3:2007-2018年全球机器视觉商场规划 
图表4:2014机器视觉区域占比 
深度学习推进机器人脱节预编程序的捆绑，真实走向智能化。深度学习使机器人能够像人相同经过学习把握新的技能，习惯不知道的作业环境。
深度学习在工业机器人的运用分为三个层次:
机器人经过试错学会新技能
多台同享经验进步学习功率
机器人能够防止而且自行修正故障
现在现已到了第二个阶段。
2016年是深度学习元年，深度学习走向商业化和开源。FANUC和人工智能草创企业Preferred Networks协作推出了深度学习机器人，无需工程师调试可自己学会选择工件。ABB、丰田都在开发根据深度学习的工业产品，世界巨子谷歌、facebook、特斯拉都宣告开源其深度学习效劳。
图表5:深度学习走向商业化和开源 
机器视觉和深度学习使草创企业或许小企业也有时机跟大型企业平等对话，对机器人职业潜在的影响是颠覆性的。
结束语
这是一个「我国制作」向「我国智造」转型的年代。机器人替代人去干一些重复性的工作，这样才干推进科技进步，人才才会进入新职业，每一个人的出产价值才会进步。
前不久，作为全球榜首大代工厂商富士康，在主动化探究的道路上给很多企业敲响了「机器替代人」的号角。咱们能够斗胆地猜测，未来十年工业机器人商场会愈加广阔，「机器替代人」会深化到各行各业，主动化转型也会成为很多企业开展的方针。
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