机器人革命来袭 工业机器人产业竞争激烈

　　【中国智能制造网 学术论文】随着工业机器人应用领域的不断扩大以及现代工业的快速发展，人们对工业机器人性能的要求越来越高，以期进一步提高生产效率和产品质量，因此高速、高精度、智能和模块化成为目前工业机器人发展的主要趋势。近年来工业机器人相关申请数量持续快速增长。该文基于汤森路透公司的DerwentInnovationIndex数据库，利用TDA、Excel等分析工具，对工业机器人相关进行了分析，揭示了工业机器人相关技术的研发和竞争态势。　　1、引言
　　
　　工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。工业机器人综合了计算机、控制论、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科，由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。工业机器人的产品分类方式多种多样[2]。按臂部运动形式的不同，工业机器人可以分为4种：直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型和关节型。按照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、装配机器人及检测机器人等。
　　
　　工业机器人产业的发展越来越受到世界各国的高度关注，主要经济体纷纷将发展机器人产业上升为国家战略，并以此作为保持和重获制造业竞争优势的重要段。根据机器人联合会(IFR)公布的工业机器人的销量数据[3]来看，工业机器人产业在经历了2009年的经济衰退后，从2010年开始逐渐复苏。2014年工业机器人销量为22.50万台，同比增速为26.31%，无论是销量还是增速均创历史新高。其中汽车行业和电子行业是工业机器人销售量高的两个行业，焊接、搬运和装配是工业机器人应用多的三大应用功能。
　　
　　机器人总销量的70%集中在中国、韩国、日本、美国和德国这5个国家，并且中国已成为大工业机器人市场[3]。2005年至2014年期间，中国工业机器人的销售量以年均25%左右的速度高速增长。2013年机器人联合会的统计数据显示，韩国的工业机器人密度高，达到437台/万人，日本为323台/万人，德国为282台/万人，美国为152台/万人。然而，中国的工业机器人密度仅为30台/万人，远低于平均水平。
　　
　　本文通过对工业机器人领域的进行分析，揭示工业机器人技术研发布局及市场竞争态势。数据检索自汤森路透DerwentInnovationsIndex(DII)数据库和ThomsonInnovation(TI)数据库，利用检索策略1，共检索到46482项文献(检索时间2015年10月)。数据分析工具包括汤森路透数据分析工具(Thomson Data Analyzer,TDA)、汤森路透创新分析平台(ThomsonInnovation,TI)以及Excel等。
　　
　　2工业机器人技术分析
　　
　　2.1数量年度变化趋势
　　
　　早的工业机器人申请始于1954年(图1)，该由美国人乔治德沃尔申请，名称为可编程的操作装置。基于这项，乔治德沃尔联合约瑟夫英格伯格在1959年生产出世界上台工业机器人“Unimationrobots”[2]。1950至1960年代的机器人基本都属于“可编程的示教再现型机器人”[4]，即通过示教编程存储作业程序的机器人。　　1970年代至1980年代末期，数量飞快增长，并且出现了具有一定感觉功能和自适应离线编程能力的“知觉判断机器人”[4]。工业机器人“四大家族”：库卡、ABB、安川、FANUC公司分别在1974年、1976年、1978年和1979年开始了布局。
　　
　　从1990年代至今，工业机器人的申请量迅猛增长。此阶段机器人带有多种传感器，能够将多种传感器所得到的信息进行融合，能够有效地适应环境变化，具有很强的自适应能力、学习能力和自治功能。
　　
　　工业机器人申请量前5位国家中(图2)，美国早开始工业机器人的研发，其研发活动可追溯到1950年代早期。日本和德国对工业机器人的申请晚了将近10年，直到1960年代末期才出现工业机器人技术的申请。中国和韩国都是于1980年代早期进入该研究领域。