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据市场研究机构MarketsandMarkets发布的报告显示,全球工业机器人市场规模预计将从2022年的157亿美元增长到2027年的308亿美元,预测期内的复合年增长率为14.3%。
传统的工业机器人是在安全笼子或围栏内单独工作,而协作工业机器人(cobots)是被设计用于同工人和操作员一起工作。各行各业对协作机器人的需求不断增多以及电子行业自动化程度的提高是推动工业机器人市场发展的关键因素。目前,对模块化机器人系统的需求不断增长,给工业机器人设备制造商(OEM)和集成商在各种机器人平台之间的互操作性方面带来了挑战。然而,随着OPC UA跨平台通信协议的推出,预计到2022年底,互操作性的挑战将得到缓解。工业机器人市场的参与者采用了发布新品、建立合作伙伴关系和战略联盟等增长战略。这些策略使他们能够有效地满足终端用户对工业机器人系统日益增长的需求,并将其全球商业版图扩展到所有重要地区。
驱动因素:各行业对协作机器人的需求不断增长
协作机器人的价格越来越低,对于新手用户来说,编程也越来越容易。例如,优傲机器人(丹麦)提供UR+平台,使用户能够对机器人进行编程,同时使用其他制造商的各种机器人末端执行器、视觉系统和附件,如Robotiq(加拿大)、雄克(德国)、派亚博(德国)、OnRobot(丹麦)、康耐视(美国)和恩纳基(美国)。这些公司提供的外围设备和软件都经过UR+认证,可最大限度地减少与优傲机器人(丹麦)制造的机器人的兼容性问题。如今各种规模的企业,都在为新的和现有的应用使用协作机器人。例如,宝马(德国)已经部署了优傲机器人的UR10机器人,用于涂胶和其他点胶应用。这些更强、更快、更有能力的协作机器人将加速企业在电子、医疗、消费品、物流和食品饮料等高增长领域的扩张,满足多个行业对自动化日益增长的需求。
制约因素:中小企业的部署成本高
机器人自动化项目具有一定挑战性,尤其是对于没有经验的公司。替换人工不一定能降低企业的运营成本。单个协作机器人系统的成本从3000美元到10万美元不等。一个工业机器人系统的价格在1.5万美元到15万美元之间。工业机器人的成本,加上集成和外围设备(如末端执行器和视觉系统)的成本,使得自动化对中小企业来说是一项昂贵的投资,特别是当他们从事小批量生产时。而对于从事季节性或生产计划不稳定的企业来说,价格问题更为严峻。
机遇:“工业 5.0”的出现
“工业 5.0”是一个相对较新的概念。根据欧盟委员会的说法,“工业5.0”的愿景不是将效率和生产力作为唯一目标,而是强调了工业对社会的作用和贡献。它将工人的福祉置于生产过程的中心位置,并利用新技术在尊重地球生产极限的同时,提供就业和增长之外的繁荣。“工业 5.0”将研究和创新服务于可持续,以人为本和弹性的欧洲产业,对“工业 4.0”进行了补充。工业机器人将成为第五次工业革命的重要组成部分,他们将帮助终结设计循环,把设计自由重新还给人类。通过全面有效地实现整个生产过程的自动化,人类将能够自由地创新,而不必担心生产限制。与“工业 4.0”相比,“工业5.0”旨在将人性化重新投入到开发和生产中。它有望以最优方式利用人类的创造性和智慧。因此,“工业 5.0”的出现将为协作机器人创造大量机会。
挑战:与工业机器人系统相关的安全问题
众多的安全问题都与工业机器人有关。一些机器人,特别是传统工业环境中的机器人,速度快且功能强大,这就增加了受伤的可能性。例如,机器人手臂的一次摆动就可能造成严重的身体伤害。当机器人发生故障或需要维护时,还有额外的风险。机器人出现故障通常是不可预测的,可能会对工人造成伤害。例如,汽车装配线上的机械臂可能会遇到电机卡住的情况,而修理工人可能会在手臂解卡时被机械臂击中。同样,工人站在与附近机械臂重叠的区域,也可能被其他移动的设备弄伤。多家印度公司报告了因工业机器人机械部件故障而造成的挤压和夹伤事故,以及撞击或碰撞事故。例如,2020年,位于印度浦那的汽车冲压装配有限公司(Asal)的一名44岁的焊接工人被机器人手臂击中头部和颈部后死亡。
汽车在工业机器人市场中占有重要份额
汽车在工业机器人终端应用领域中占有重要份额。汽车行业是工业机器人的最大用户之一,尽管它的份额正逐渐被其他行业取代。宝马(德国)、日产(日本)和巴贾杰(印度)等汽车制造商已经引进协作机器人或用它取代了传统工业机器人,用于材料搬运和分配等应用。位于比勒费尔德的海斯坦普(西班牙)工厂正在使用KUKA系统公司的全自动弧焊系统,以保证汽车金属零部件的制造质量。KUKA(德国)为汽车行业提供了至少18种类型的机器人,从激光焊接和清洗到3D几何制作座椅元件。Acieta(美国)已在北美各工厂安装了超过4400台工业汽车制造机器人。
机器人配件在预测期内为工业机器人创造增长机会
每台协作机器人或传统机器人都需要一套配件,以实现高效地长期生产力。工业机器人的基本配件包括控制器、一系列机械部件、附件和传感器。控制器就像机器的大脑,机械部件的设计用于执行预先编程的关节动作,而传感器则帮助机器人微调其性能,以应对外部刺激。
亚太地区工业机器人市场需求量最高
根据国际贸易中心的数据,中国是世界上最大的工业品出口国和进口国。曾经易得的劳动力推动了一些劳动密集型产业的增长,如服装、纺织、鞋类、家具、塑料制品、箱包和玩具等。然而,近年来的人口老龄化造成了劳动力短缺,导致劳动力成本上涨。这迫使企业利用自动化和工业机器人来降低成本。通过《中国制造2025》政策,中国正在从劳动密集型的简单产业向高科技制造业(如半导体)转型。随着中国电信设备巨头华为被列入美国黑名单,中国旨在2021年生产其使用的40%的半导体[J1],到2025年完成70%的芯片自给率。日本是世界上领先的电动汽车生产国之一。因为新的装配线工艺,预计未来几年全电动和混合动力汽车将推动工业机器人市场的发展。由于来自中国和韩国的全球制造商之间激烈的竞争,消费电子产品出现了下滑。然而,出口市场对传感器和显示器等电子元件的需求将会很高。随着发那科(日本)和安川(日本)成为工业机器人市场的顶级玩家,日本市场预计将稳步增长。此外,工业机器人市场领域中一些表现优异的企业,如发那科(日本)、安川(日本)和三菱电机(日本)等是推动该地区市场发展的另一个主要因素。