智能机器人创新热点与趋势
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2.2 美国机器人产业发展情况

2016年10月31日,美国发布《机器人技术路线图:从互联网到机器人》(2016版),对机器人技术的广泛应用场景做了综述,其中包括制造业、消费者服务业、医疗保健、无人驾驶汽车及其防护等。

2017年初,美国发布了《国家机器人计划2.0》(图2-9),侧重于多人多机器人团队之间有效地交互和协作问题;提高机器人对不同设置和环境适用性;利用云、其他机器人和人的海量信息让机器人更有效地学习和工作;确保系统可靠运行下进行可扩展机器人软硬件设计四个问题。美国发展机器人重视服务类、医疗、无人驾驶、智能学习等方向。

图2-9 2017年美国发布了NRI-2.0(国家机器人计划2.0)

美国是最早开始机器人研究的国家之一,也是目前各种新概念机器人研究活跃的地区。在机器人技术不断发展的历程中,美国提出过很多发展战略。例如,2016年提出的从互联网到机器人的发展战略,对机器人技术的广泛应用场景做出了评述,除了制造业和服务业外,还提到了医疗保健、汽车无人驾驶等应用。2017年发布的《国家机器人计划2.0》则侧重于多人多机器人团队之间有效地交互和协作问题等更广泛的问题。

1.产业概况

美国机器人类型多、应用范围广、技术发展快。其中视觉、触觉等技术已在航天、汽车工业中广泛应用;军用机器人、太空机器人等的发展也较为迅速,已实际应用于扫雷、布雷、侦察,站岗及太空探测等方面。美国的机器人公司主要集中在四个地区:硅谷、波士顿、匹茨堡和底特律。相较于机器人本体的设计生产,美国更加注重机器人的系统集成及应用,拥有如ADEPT(爱德普)、American Bobot等众多优秀的系统集成商。据美国机器人协会统计,除了集成业务占比最大的汽车行业之外,零售商品包装、食品、医疗、航空、电子等也是主要应用行业。此外,美国在机器人应用方面还有很大的增长潜力。

2.市场情况

北美地区市场(美国、加拿大和墨西哥)是世界上仅小于中国的第二大工业机器人市场,机器人的销售额保持在25亿美元,平均单价约为51000美元。全球新增机器人中有15%在北美地区。美国则是北美地区市场份额最大的国家。

2010年以来,美国为增强工业在国内和全球市场的实力,不断进行产业自动化生产改革,从而拉动美国工业机器人销量持续增长。2018年,美国的工业机器人销量连续8年保持增长,达到40374台,同比增长22%,创历史新高,取代韩国排名全球第三。截至2018年底,美国工业机器人保有量达到274847台,同比增长10%。

1)搬运、上下料是美国最重要的工业机器人应用领域。搬运是美国最重要的工业机器人应用领域。2013—2018年,用于搬运作业的工业机器人销量复合年均增长率为11%,2018年销量达到16550台,同比增长8%。其中,材料搬运上下料应用工业机器人最多,2018年销量为6550台,比2017年下降1%;同时用于包装、拣选和放置的工业机器人销量增长了20%,达到3932台,发展迅猛;用于机床行业的搬运机器人销量同比上升20%,达到1653台;用于塑料成型的搬运机器人销量则与2017年持平,同为1626台;其他用途的搬运和上下料领域销量上升6%,达到1512台。

焊接仅次于搬运,位居美国工业机器人应用领域第二位,2018年销量创历史新高,同比增长了25%,达到10632台。其中,用于焊接的机器人取代材料搬运成为最大的应用领域,占总销量的比例达到18%,共销售7334台,比2017年增长24%;弧焊机器人的销量同比增长30%,为3127台;激光焊接和其他类型的焊接机器人则同比分别下降26%和24%,销量低迷。

应用工业机器人较多的领域还有洁净室和装配,其中用于半导体洁净室的机器人销量同比增加7%,达到3911台;装配机器人销量同比增长56%,达到2844台。

2)汽车制造业是美国工业机器人第一大应用行业。2018年,美国汽车行业购买工业机器人占总销量的38%,是美国工业机器人第一大应用行业。2018年,美国销往汽车行业的工业机器人数量为15246台。由于汽车零部件行业自动化生产改革,越来越多的外国汽车零部件供应商在北美地区设厂,汽车行业工业机器人的采购出现明显分化,汽车制造商采购工业机器人数量同比下降24%,相比之下,汽车零部件供应商采购机器人数量同比增加了15%。

2018年,美国电气电子行业的工业机器人销量同比下降20%至5284台。2013—2018年,美国建立了一些锂离子电池以及芯片和传感器的生产基地,电气电子行业工业机器人销量保持了快速增长,复合年均增长率为10%。

2018年,美国金属和机械工业新增工业机器人同比增长22%,达到3180台,创历史新高。食品和饮料行业也同比飙升72%,达到2754台。

3)多关节机器人销量连年攀升,销量雄踞各类机器人首位。根据中国机器人产业联盟、《中国机器人产业发展报告(2019)》的数据显示,多关节机器人是美国工业机器人市场销售的首要机型,2013—2018年销量年均增速达13%。2018年,多关节机器人销量又创新高,同比增长26%,达到30143台,在总销量中的占比高达75%。此外,2018年SCARA机器人销量占总销量比例也创下历史新高,达到12%,为4990台。直角坐标机器人销量则连续三年下降,2018年销量为3067台,同比减少1%,占总销量的8%。