機(jī)器人-機(jī)械電子工程導(dǎo)論

機(jī)器人-機(jī)械電子工程導(dǎo)論第一頁，共78頁。提綱2第二頁，共78頁。一、全球面臨制造模式變革3第三頁，共78頁。全球制造業(yè)面臨制造模式變革制造業(yè)面臨的問題勞動力短缺勞動力成本急劇上升產(chǎn)能過剩市場需求的個性化技術(shù)與產(chǎn)品的快速更新技術(shù)“紅利”（功能、性能、成本）支撐制造模式變革4第四頁，共78頁。國際金融危機(jī)爆發(fā)之后，奧巴馬總統(tǒng)呼吁要“重新回歸制造業(yè)”，通過快速發(fā)展人工智能、機(jī)器人和數(shù)字制造技術(shù)，重構(gòu)制造業(yè)的競爭格局，實(shí)現(xiàn)制造模式變革。*提升涉及國家安全產(chǎn)業(yè)的本土制造能力*提升先進(jìn)材料的制造效率*建立保持在新一代機(jī)器人技術(shù)的領(lǐng)先地位*提高制造中的能源利用效率*極大提高產(chǎn)品的設(shè)計、制造、檢測過程國際背景---美國制造業(yè)回歸5第五頁，共78頁。歐盟委員會由此提出“新工業(yè)革命”理念，強(qiáng)調(diào)技術(shù)創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)改革，更有效和可持續(xù)地利用資源，同時大力推進(jìn)新的生產(chǎn)方式包括機(jī)器人、數(shù)字技術(shù)等新興產(chǎn)業(yè)，制造模式變革。工業(yè)4.0國際背景---歐盟新工業(yè)革命6第六頁，共78頁。工業(yè)4.0德國工業(yè)4.0機(jī)械化批量化數(shù)字化智能化7第七頁，共78頁。日本“產(chǎn)業(yè)復(fù)興計劃”國際背景---日本產(chǎn)業(yè)復(fù)興計劃8第八頁，共78頁。中國制造模式及其困境1）勞動力密集2）低成本、低附加值3）嚴(yán)重耗損資源環(huán)境三大要素：面臨困境：1）勞動力結(jié)構(gòu)性短缺，

人口紅利到期2）高成本、低附加值3）資源環(huán)境無以為繼中國制造模式難以持續(xù)---急需轉(zhuǎn)型高能耗、高污染、低技術(shù)含量、低附加值勞動力效率1/8單位GDP耗能：8x日本、4x美國、2x韓、印9第九頁，共78頁。全球性競爭地區(qū)性競爭中國制造業(yè)中國制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)中國很多企業(yè)尚處于產(chǎn)業(yè)鏈中低附加值的底部。(圖為：富士康公司給蘋果代工生產(chǎn)iphone，所分的利潤不到2%)10第十頁，共78頁。11第十一頁，共78頁。HIS的數(shù)據(jù)：美國在2010年的制造業(yè)產(chǎn)出僅略低于中國0.4%，但美國制造業(yè)只有1150萬工人，而中國制造業(yè)雇用了1億人。美國的的勞動力生產(chǎn)效率比中國高近10倍（中國勞動力成本是美國的17%）?！爸袊圃臁眱?yōu)勢將不存在。雙重擠壓倒逼中國制造模式變革低端制造業(yè)流向勞動力成本更低國家高端制造沒有優(yōu)勢12第十二頁，共78頁。我國制造業(yè)規(guī)模連續(xù)五年居世界第一，但仍“大而不強(qiáng)”，核心競爭力與美、德等發(fā)達(dá)國家存在較大差距。13第十三頁，共78頁。14第十四頁，共78頁。15第十五頁，共78頁。機(jī)器人改變了生產(chǎn)方式帶來制造業(yè)模式變革未來制造業(yè)挑戰(zhàn)制造業(yè)三項關(guān)鍵技術(shù)■新一輪工業(yè)革命呼喚著機(jī)器人發(fā)展■勞動力成本不斷上升加速機(jī)器人需求■新技術(shù)進(jìn)步提升機(jī)器人性能■客戶化定制依賴于機(jī)器人制造生產(chǎn)方式：數(shù)字化制造生產(chǎn)決策：人工智能生產(chǎn)工具：智能機(jī)器人全球制造業(yè)發(fā)展趨勢16第十六頁，共78頁。二、機(jī)器人驅(qū)動制造模式變革1、現(xiàn)有模式是否可持續(xù)2、機(jī)器人技術(shù)是否可支撐、成本是否有競爭力3、人力成本是否有優(yōu)勢、勞動力供求關(guān)系4、機(jī)器人與就業(yè)矛盾5、機(jī)器人能否支撐新制造模式17第十七頁，共78頁。最低工資中國制造業(yè)現(xiàn)狀--倒逼制造模式變革18第十八頁，共78頁。機(jī)器人技術(shù)進(jìn)步--支撐新制造模式速度、精度、負(fù)載、可靠性等機(jī)器人交互能力多傳感控制能力智能作業(yè)能力網(wǎng)絡(luò)化能力機(jī)器人“工人”到機(jī)器人“工程師”轉(zhuǎn)變19第十九頁，共78頁。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步--支撐新制造模式單機(jī)智能設(shè)備數(shù)字化智能工廠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)20第二十頁，共78頁。機(jī)器人成本：成本不斷下降165kg機(jī)器人:29萬@201024萬@2013工業(yè)機(jī)器人成本降了一半(4%減少/每年)21第二十一頁，共78頁。人工成本：中國人工成本急劇攀升工資以年均30%的速度上漲（數(shù)據(jù)截止2011年底，根據(jù)以往幾年平均增長來估算未來至2015年的增長速度）人民幣匯率以年均5%的速度增長貨運(yùn)價格以年均5%的速度增長（綜合考慮油價走勢和其他因素）Source：AlixPartners各國制造業(yè)成本對比22第二十二頁，共78頁。制造業(yè)雇員年平均工資水平及增長幅度1980年-2012年(數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計局)2012年人均工資￥4.2萬/年（≈3523元/月，福利>20%），用工成本>￥5萬/年。

2012年上半年城市居民工資收入相比去年同期增長13%，農(nóng)民工工資也上漲了14.9%。今后10年人工成本增長率保持在15%，到2022年，人均用工成本將達(dá)到20萬/年（US$3371元/月）中國人均成本將從現(xiàn)在的￥5萬/年增加到￥20萬/年人工成本：中國人工成本急劇攀升23第二十三頁，共78頁。成本優(yōu)勢：機(jī)器人性價比凸顯假設(shè)成本比較結(jié)論

單臺工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)平均價格30萬，每年維修及服務(wù)成本2萬；一位成熟的焊接技工工作6000元；工業(yè)機(jī)器人24小時運(yùn)行，相當(dāng)于普通焊接技工三班。工業(yè)機(jī)器人成本：5萬元/年（按10年使用壽命折舊，含維修費(fèi)用）人工成本：21.6萬元/年（0.6*12*3）一臺工業(yè)機(jī)器人在產(chǎn)生相同效益時，投入的成本是使用人工成本的23%。直接成本：24第二十四頁，共78頁。機(jī)器人的其它優(yōu)勢汽車工業(yè)為例(組裝一輛汽車)

時間

勞動力3天

約1小時117名熟練工人3名普通工人合格率60%

100%效率提升因子25第二十五頁，共78頁。中國人口年齡結(jié)構(gòu)分布2000--2023年（數(shù)據(jù)來源：SERIChinaReview-中國制造業(yè)競爭優(yōu)勢現(xiàn)狀及比較）2012年制造業(yè)從業(yè)工人1.2億，其中城市工人3000萬，農(nóng)民工9000萬。2012年人口13.4億，從業(yè)人口（15~44歲）占44%；2022年人口13.7億，從業(yè)人口占37.8%。到2022年，城市制造業(yè)工人獎減少700萬，制造業(yè)農(nóng)民工將減少1500萬。制造業(yè)工人總數(shù)將減少2200萬!人口老化、城鎮(zhèn)化造成制造業(yè)人數(shù)減少勞動力供求：人口紅利與結(jié)構(gòu)性人口短缺26第二十六頁，共78頁。勞動力供求：2015年勞動力數(shù)量絕對下降未來20年，”theold-agedependencyratio”要增加一倍，中國工作年齡人口2015開始下降。中國60歲以上人口數(shù)及占人口比例勞動力資源短缺：人口紅利與老齡化（劉易斯拐點(diǎn)）27第二十七頁，共78頁。機(jī)器人與人的工作沖突分析1）做沒人做的事情（填補(bǔ)）---勞動力短缺、用工荒、人口紅利后每年670萬勞動力減少2）做人類做不到的事情（拓展）

---真空、潔凈等特種環(huán)境作業(yè)3）做人類不適宜的事情（替代）---高危、高強(qiáng)度、惡劣的環(huán)境工作4）做比人類更佳的事情（提升）---降低成本、提高效率、保證質(zhì)量（典型如汽車行業(yè)）28第二十八頁，共78頁。就業(yè)影響：機(jī)器人應(yīng)用與失業(yè)關(guān)系(IFRreport,PositiveImpactofIndustrialRobotsonEmployment,2013)機(jī)器人與失業(yè)率沒有必然聯(lián)系29第二十九頁，共78頁。就業(yè)影響：機(jī)器人應(yīng)用創(chuàng)造新就業(yè)機(jī)會IFRReport:2011年之前機(jī)器人累積直接創(chuàng)造就業(yè)數(shù)量30第三十頁，共78頁。機(jī)器人功能、性能提升機(jī)器人價格下降（50%）勞動力短缺勞動力成本上升（30%）機(jī)器人制造模式變革機(jī)器人“井噴式”發(fā)展成為可能！31第三十一頁，共78頁。三、中國機(jī)器人市場分析32第三十二頁，共78頁。全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展新高潮2011年出現(xiàn)拐點(diǎn)2011年同比增長38%創(chuàng)單年最高銷售記錄2008年世界金融危機(jī)給全球制造業(yè)帶來沉痛的打擊，唯獨(dú)機(jī)器人逆勢增長機(jī)器人市場分析33第三十三頁，共78頁。工業(yè)機(jī)器人主要市場年度銷量（2009-2012）日本最大中國最快34第三十四頁，共78頁。全球工業(yè)機(jī)器人下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)年銷量（2009-2012）全球工業(yè)機(jī)器人下游行業(yè)應(yīng)用結(jié)構(gòu)占比（2012）35第三十五頁，共78頁。機(jī)器人應(yīng)用類型EstimatedannualsupplyofindustrialrobotsinChinabyapplications2010-201236第三十六頁，共78頁。機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域Estimatedannualsupplyofindustrialrobotsatyear-endinChina2010-201237第三十七頁，共78頁。中國工業(yè)機(jī)器人市場銷售出現(xiàn)“井噴式”增長2006年到2011年機(jī)器人供應(yīng)量增加4倍2014中國將成為全球最大機(jī)器人市場38第三十八頁，共78頁。市場空間近年來，中國機(jī)器人市場復(fù)合增長速度連年成為全球第一；IFR預(yù)測，2014年中國機(jī)器人市場全球銷量第一；39第三十九頁，共78頁。市場空間Numberofmultipurposeindustrialrobotsper10,000employeesinthemanufacturingindustry每萬名制造業(yè)工人機(jī)器人保有量：韓國：396；日本：332；德國：273；世界平均水平：58；中國：23；40第四十頁，共78頁。未來10年中國將是全球最大的機(jī)器人產(chǎn)銷國家，是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展和中國制造模式變革黃金期41第四十一頁，共78頁。四、中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀42第四十二頁，共78頁。發(fā)展歷程第一階段(1980-1990)：1980年，中國第一臺工業(yè)機(jī)器人誕生。第二階段(1990-2000)：國產(chǎn)移動機(jī)器人應(yīng)用于汽車總裝線(1992年)；國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于汽車沖壓線(1997年)；國家成立863機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)由學(xué)院派主導(dǎo)；中國機(jī)器人市場年銷量達(dá)到380臺，保有量3500臺(2000年)。第三階段(2000-2010)：國產(chǎn)移動機(jī)器人批量出口國際，具備全球競爭力(2007年)；國產(chǎn)潔凈機(jī)器人應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)，打破國外壟斷(2008年)；國產(chǎn)服務(wù)機(jī)器人、軍用機(jī)器人初步形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模；中國機(jī)器人市場年銷量14978臺，保有量50000余臺(2010年)。43第四十三頁，共78頁。發(fā)展歷程第四階段(2010～)：中國機(jī)器人歷年裝機(jī)量逐年上升；中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈條日益完善。零部件本體系統(tǒng)集成行業(yè)客戶44第四十四頁，共78頁。整機(jī)企業(yè)股票市場四十余家機(jī)器人概念高技術(shù)板塊形成45第四十五頁，共78頁。零部件企業(yè)股票市場四十余家機(jī)器人概念高技術(shù)板塊形成46第四十六頁，共78頁。2012年7月國務(wù)院

《"十二五"國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》2012年7月

工信部《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》2012年3月

科技部

《智能制造科技發(fā)展"十二五"專項規(guī)劃》2012年4月科技部

《服務(wù)機(jī)器人科技發(fā)展"十二五"專項規(guī)劃》2013年12月科技部

《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》產(chǎn)業(yè)政策-國家政策47第四十七頁，共78頁。重慶市打造“機(jī)器人之都”2011年年底，重慶市提出“把重慶建設(shè)成機(jī)器人之都”的構(gòu)想，力爭到2015年，打造機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研發(fā)、設(shè)計、制造等多種功能于一體的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地。上海市打造“國內(nèi)最大機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地”2012年10月，上海市提出將聚焦工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域，壯大發(fā)展機(jī)器人本體研發(fā)制造，使上海成為我國最大產(chǎn)業(yè)機(jī)器人基地，至2015年達(dá)到200億元的規(guī)模。

2020年達(dá)到600億至800億，占全國50%以上份額。

產(chǎn)業(yè)園區(qū)48第四十八頁，共78頁。龍頭企業(yè)新松機(jī)器人自動化股份有限公司杭州中科新松光電有限公司沈陽新松數(shù)字驅(qū)動有限公司北京新松佳和電子系統(tǒng)股份有限公司機(jī)器人工程中心山東分中心上海新松機(jī)器人自動化股份有限公司新松上海國際總部廣東智能機(jī)器人及工業(yè)自動化研究中心深圳新松機(jī)器人自動化有限公司行業(yè)內(nèi)第一家誕生的以機(jī)器人技術(shù)為核心的企業(yè)行業(yè)內(nèi)第一家司法認(rèn)定的中國馳名商標(biāo)行業(yè)內(nèi)第一家上市企業(yè)行業(yè)內(nèi)唯一的全國首批91家創(chuàng)新型企業(yè)行業(yè)內(nèi)唯一通過計算機(jī)系統(tǒng)一級資質(zhì)認(rèn)證的企業(yè)49第四十九頁，共78頁。工業(yè)機(jī)器人系列產(chǎn)品新松通用工業(yè)機(jī)器人包括負(fù)載6kg~500kg等30余種型號工業(yè)機(jī)器人系列產(chǎn)品，主要面向弧焊、點(diǎn)焊、搬運(yùn)、裝配、碼垛、研磨拋光等應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品性能達(dá)到國際領(lǐng)先公司同類產(chǎn)品技術(shù)水平。50第五十頁，共78頁。出口臺灣智能規(guī)劃與仿真遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)本體數(shù)字優(yōu)化設(shè)計工業(yè)機(jī)器人：數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化51第五十一頁，共78頁。基于機(jī)器人的三維測量測量數(shù)據(jù)的曲面重建基于模型的加工規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人：離線編程第五十二頁，共78頁。出口臺灣視覺分揀作業(yè)單元移動機(jī)械臂作業(yè)單元力控制打磨拋光單元工業(yè)機(jī)器人：多傳感器應(yīng)用53第五十三頁，共78頁。潔凈（真空）機(jī)器人新松潔凈機(jī)器人包括真空機(jī)械手、大氣機(jī)械手、EFEM等20余種型號機(jī)器人系列產(chǎn)品，主要應(yīng)用在IC裝備、平板顯示、電子、生物制藥和食品等行業(yè)，產(chǎn)品性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。新松潔凈自動化裝備54第五十四頁，共78頁。FPD平板搬運(yùn)EFEM（出口臺灣）半導(dǎo)體芯片制造潔凈（真空）機(jī)器人55第五十五頁，共78頁。移動機(jī)器人（AGV）新松移動機(jī)器人包括搬運(yùn)型、裝配型等30余種型號移動機(jī)器人系列產(chǎn)品，核心競爭力國際領(lǐng)先，是該領(lǐng)域內(nèi)我國唯一出口的設(shè)備供應(yīng)商，占據(jù)國內(nèi)汽車市場、電力市場份額90%以上，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。出口美國的AGV裝配系統(tǒng)出口俄羅斯的AGV裝配系統(tǒng)發(fā)動機(jī)裝配型AGV非接觸供電AGV汽車總裝線AGV56第五十六頁，共78頁。移動機(jī)器人（AGV）變電站巡檢機(jī)器人倉庫機(jī)器人重載型AGV搬運(yùn)系統(tǒng)57第五十七頁，共78頁。服務(wù)型機(jī)器人拓展機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)提高人類生活品質(zhì)

隨著傳感、智能控制以及能源等方面技術(shù)日新月異的發(fā)展，高科技服務(wù)機(jī)器人相繼面世。越來越多的服務(wù)機(jī)器人將走向千家萬戶，機(jī)器人大市場會在不久的將來觸手可及。為此，新松研制開發(fā)了智能服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人、政務(wù)機(jī)器人、迎賓展示機(jī)器人等服務(wù)機(jī)器人系列產(chǎn)品。智能服務(wù)機(jī)器人迎賓展示機(jī)器人陪護(hù)機(jī)器人骨科醫(yī)療機(jī)器人政務(wù)服務(wù)機(jī)器人58第五十八頁，共78頁。移動機(jī)器人伺服控制器移動機(jī)器人伺服電機(jī)電流環(huán)伺服控制器機(jī)器人專用伺服電機(jī)EPS電動助力的轉(zhuǎn)向控制器及伺服電機(jī)新一代網(wǎng)絡(luò)化控制器核心零部件59第五十九頁，共78頁。機(jī)器人典型應(yīng)用：汽車行業(yè)焊接機(jī)器人工作站總裝車間機(jī)器人生產(chǎn)線焊裝車間機(jī)器人生產(chǎn)線機(jī)器人激光焊工作站60第六十頁，共78頁。機(jī)器人典型應(yīng)用：電力行業(yè)電表箱推挽移載AGV輸送系統(tǒng)電表檢定機(jī)器人變電站巡檢機(jī)器人電動車換電站機(jī)器人61第六十一頁，共78頁。機(jī)器人典型應(yīng)用：電子行業(yè)交流接觸器裝配生產(chǎn)線電子電器智能物流系統(tǒng)斷路器裝配檢測生產(chǎn)線開關(guān)柜機(jī)器人焊接系統(tǒng)62第六十二頁，共78頁。硬幣高速包裝生產(chǎn)線可以滿足硬幣產(chǎn)品的上料、包裝、貼標(biāo)、噴碼、捆扎以及碼垛等生產(chǎn)流程的自動化生產(chǎn)，在包裝過程中進(jìn)行在線連續(xù)稱重，在提高生產(chǎn)的自動化程度的同時，確保硬幣產(chǎn)品的數(shù)字準(zhǔn)確。

生產(chǎn)線產(chǎn)能：2000萬枚／天。機(jī)器人典型應(yīng)用：金融行業(yè)造幣廠高速包裝聯(lián)動生產(chǎn)線碼垛機(jī)器人工作站63第六十三頁，共78頁。機(jī)器人典型應(yīng)用：煙草行業(yè)智能物流系統(tǒng)-搬運(yùn)機(jī)器人智能物流系統(tǒng)-輸送線智能物流系統(tǒng)-堆垛機(jī)智能物流系統(tǒng)-移動機(jī)器人64第六十四頁，共78頁。機(jī)器人典型應(yīng)用：印刷行業(yè)碼垛機(jī)器人輸送型移動機(jī)器人碼垛機(jī)器人數(shù)字化車間65第六十五頁，共78頁。機(jī)器人典型應(yīng)用：工程機(jī)械機(jī)床上下料機(jī)器人高速高精度堆垛機(jī)機(jī)床上下料機(jī)器人重載移動機(jī)器人66第六十六頁，共78頁。機(jī)器人典型應(yīng)用：能源行業(yè)油氣田管處理機(jī)器人油氣田管處理機(jī)器人高速高精度堆垛機(jī)高速高精度堆垛機(jī)67第六十七頁，共78頁。機(jī)器人典型應(yīng)用：新能源汽車電動汽車換電站機(jī)器人電動汽車換電站機(jī)器人-輸送系統(tǒng)電動汽車換電站機(jī)器人-執(zhí)行系統(tǒng)電動汽車換電站機(jī)器人-倉儲系統(tǒng)68第六十八頁，共78頁。機(jī)器人應(yīng)用發(fā)展趨勢汽車行業(yè)電子行業(yè)從高端客戶到一般客戶衛(wèi)浴五金（打磨應(yīng)用）金屬加工（鍛造應(yīng)用）69第六十九頁，共78頁。機(jī)器人應(yīng)用發(fā)展趨勢機(jī)器人焊裝系統(tǒng)機(jī)器人總裝車間機(jī)器人涂裝從汽車行業(yè)到3C行業(yè)液晶面板搬運(yùn)機(jī)器人鼠標(biāo)裝配機(jī)器人真空機(jī)械手大氣機(jī)械手70第七十頁，共78頁。機(jī)器人應(yīng)用發(fā)展趨勢機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)機(jī)器人機(jī)床上下料汽車總裝線AGV從“機(jī)器人”到“數(shù)字化工廠”新松機(jī)器人數(shù)字化工廠（視頻）71第七十一頁，共78頁。差距中國機(jī)器人標(biāo)桿（2011年）日本機(jī)器人標(biāo)桿（2011年）72第七十二頁，共78頁。五、總結(jié)與展望73第七十三頁，共78頁。全球制造業(yè)正面臨著制造模式變革，以信息技術(shù)為平臺、

機(jī)器人為主導(dǎo)的智能制造模式已成為未來制造業(yè)發(fā)展的

必然趨勢。中國已具備一定的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)