为了赶上全球制造业模式变化的步伐，未来的机器人需要提供灵活性和敏捷性，从而在客户个性化需求的前提下保持高产能和高质量。

　　传统的生产模式还不会很快消失，因为它对于大规模生产还是最理想的。在这些传统的工厂里，工业机器人是固定在一个位置上的，通过编程执行特定的任务。传统的工业机器人高效、精确、可靠。不过，这些传统的工业机器人无法看到它们周围的环境、感觉物体或与人类互动。

　　为了赶上全球制造业模式变化的步伐，未来的机器人需要提供灵活性和敏捷性，从而在满足越来越分化的客户需求的前提下保持高产能和提高质量。

　　未来智能机器人的特性包括可以应用在不同行业领域中的能力，例如制造业工厂或居家。它们还需要连接到与其他智能设备共享信息的网络，以及具备通过人工智能算法、云和大数据的支持来学习的能力。它们同时也需要一个简单、安全、友好的人机界面（HMI），和可以移动的能力。

　　IHS研究显示机器人全球市场到2020年会大幅增长，其中工业机器人和专业服务机器人增长最多。图片来源：IHS Markit

　　许多科技巨头们现在都在投身制造更加智能的机器人。例如，谷歌正在训练其六轴机器人捡起不同形状和材质的物体。这些机器人没有对特定物体进行预编程，因此在遇到新的物体时，它的失败率较高，不过它们可以从每一次失败中学习，因此能够在下一次捡起同类型物体时使用正确的策略。该机器人可以在其失败和成功的尝试中学习并通过云技术与其他机器人分享经验。

　　Fanuc正在使用深度学习算法进行类似的研究，使用尝试和失误来学习如何在捡起随机摆放的物体方面保持90%的精准度。Fanuc与Nvidia结成伙伴为预测停机时间以及提高现有机器人运行效率提供服务，而Nvidia为其提供提供GPU芯片组。更多对于深度机器学习的潜在应用包括，通过提前计划维护工作而降低停机时间，以及通过分析视觉系统和传感器数据来优化机器人的运动等。

　　尽管协作机器人和它们传统的机器人同类相比还没那么有效率和精准，不过它们的优势很多，包括安全、可移动、灵活、节省空间、安装部署和编程都很简单。IHS Markit 预测协作机器人的市场规模会从2015年的1亿8百万美元增长到2020年的5亿7千万美元。

　　机器人的设计理念是使其了解周围的环境并且与人类互动，这与在组装线上工作的传统机器人不同。这些技术的目的是开发出一些自然的接口，可以在培训更少、能耗更低的情况下实现复杂的机器人系统运行。

　　根据2016年IHS Markit 服务机器人与无人机报告来看，2015年专业服务机器人的市场估计为26亿美元，预计到2020年，销售额会达到128亿美元。2020年以后，预计专业服务机器人的全球市场会增长的更快，在2030年会达到806亿美元，更多的机器人会从原型机阶段进化到满足各个不同应用的商品化阶段。

　　对于专业服务机器人市场来说，专业服务应用需求是以10亿美元为单位的商机。最早对于专业服务机器人的应用领域包括农业、物流、医疗 、家政服务和健康等领域。

　　随着对服务机器人需求的增加，自动运行的机械设备正逐步代替由农民完成的工作。它们正在用于例如播种、种植、收割、修剪、除草、采摘、分拣、喷洒以及物料搬运等流程。

　　医疗和保健行业也在应用服务机器人方面取得了巨大的进展。随着外科手术机器人价格的降低以及它们在医疗操作中的任务越来越多，医疗行业仍将是机器人增长最快的领域之一。随着全球老龄化到来，特别是例如日本和德国这些发达国家，对于佣人机器人的需求会随着科技的发展而增长。

　　移动性是服务机器人和传统工业机器人之间的最主要区别之一。机器人的类型可以根据环境、移动性和可携带性分为四种类型：陆上用的、空中用的/空间中用的/无人机、水中用的、以及可穿戴的/外骨骼的。

　　机器人的形状因素与机器人工作所在的环境和机器人系统的移动性相关。靠轮子或轨道的机器人可以在结构性和可预测的环境内很好地适应（正如自动引导车在工厂内或清洁机器人在家里所做的），而有腿的机器人适合应用在非结构性和不可预测的环境中。

　　工业 4.0 的愿景是将智能传感器与工业设备相结合，以提高生产力、提高可靠性并降低运营成本。这其中许多传感器将通过无线方式相互连接（例如，通过网状配置）或通过传感器网关。然后，该网络将连接到可以收集、分析和处理数据的云。工业物联网 (IIoT) 与物联网的不同之处在于设备必须实时执行操作并满足工业可靠性标准。工业机器人是一类特殊的工业设备，可以高效、准确且可重复地执行手动任务。自 1960 年代以来，它们一直用于工厂及商业设施中。随着工业 4.0 的到来，这些机器人正在整合智能和新功能，使智能工厂成为可能。除了在执行任务时更加灵活之外，工业机器人还能够收集和分析有关自身的数据，以提高生产力、服务质量和可靠性，同时降低总体总拥有成本。

　　市场的作用 /

　　近日，2021世界机器人大会在北京开幕，涵盖论坛、博览会以及世界机器人大赛等内容。在开幕式上，工业和信息化部副部长辛国斌表示，2020年中国机器人产业首次突破千亿元，中国已成为支撑世界机器人产业发展的中坚力量。辛国斌介绍，中国工业机器人市场已连续8年稳居全球第一，2020年装机量占全球总量的44%。企查查数据显示，我国目前现存机器人相关企业30.80万家。2020年我国新增机器人相关企业6.98万家，同比增长77.36%，是近十年新增机器人相关企业最多的一年。2021年前9月，我国共新增机器人相关企业8.59万家。从区域分布来看，广东省的机器人企业数量居全国首位，共有6.82万家。江苏省和山东省分别有机器人相关企业4.37万家、2.

　　市场连续8年居全球第一 /

　　据相关数据显示，2012-2020年我国工业机器人产量呈逐年上升趋势，到2020年时我国工业机器人产量已达到了237068台，累计增长了19.1%，到2021年上半年，我国工业机器人的产量为136405台，与去年同期相比增加73.2%。总体来看，工业机器人发展趋势较好。如果说机床是传统制造业的基石，那么，到了新时代，工业机器人就是智能制造业的基石。随着人口红利褪去，人力成本的上涨，国内制造业从过去的劳动密集型产业加速向技术密集型产业转变，对工业自动化、智能化的需求与日俱增。国内工业机器人产业在经历了萌芽、兴起、高速发展、回落调整阶段后，去年下半年至今又迎来了明显回暖的阶段，由于疫情过后，下游需求回暖，国内工业机器人行业景气度持续提升

　　汇川技术（300124）发布2021年半年度业绩预告。公司预计上半年实现营业收入76.54亿元–86.11亿元，同比增长60%–80%；预计实现归母净利润15.10亿元–17.42亿元，同比增长95%–125%。报告期内，由于新基建投资拉动、产线自动化率提升、新能源乘用车普及率提高等原因，使得下游行业/客户对公司产品需求较为旺盛，公司通用自动化业务、新能源汽车业务、工业机器人业务均取得快速增长。公司持续推进管理变革，使得运营效率有所提升。报告期内，公司的销售费用、研发费用、管理费用增速均低于收入增长速度。2020年年报显示，汇川技术的主营业务为工业自动化、新能源，占营收比例分别为：87.22%、12.78%。对于业绩增长的原因，公司

　　作为全世界唯一的“全产业链国家”，中国早在2013年就已经成为“全球最大工业机器人市场”。值得注意的是，虽然中国的制造业增加值，占到了全球比重的近30%，但人均制造业产值仅为德国、美国、日本的30~40%之间，工业机器人的的设计、制造和维护，将成为未来中国从“制造业大国”向“产业强国”迈进的重要支撑。中国工业机器人产销量稳居世界第一遗憾的是，中国生产了世界上最多的工业机器人，但钱却仍旧被外企赚走。工业机器人“四大家族”：发那科、库卡、ABB、安川电机，垄断了中国机器人产业70%以上份额。2020年，中国工业机器人国产化率不足30%，国产龙头企业市占率不足3%。在高端汽车、芯片、电子领域“四大家族”占据超过90%的中国市场。值得一提，

　　产销量位居全球第一，5月产量同比增长50.1% /

　　工业机器人是一种自动化设备，机械臂是工业机器人的一种，工业机器人也有其它形式，虽然两者含义不同，但是指代的内容有重合的部分。所以简单来说，工业机器人的形式有很多种，机械臂只是其中一种。什么是机械臂？机械臂是一种机械装置，可以是自动的也可以是人为控制的，是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统；因其独特的操作灵活性， 已在工业装配， 安全防爆等领域得到广泛应用。机械臂是一个复杂系统， 存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务， 需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿。什么是工业机器人？工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它

　　标准体系研究 白皮书 （2015 年）

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