新闻中心
工业机器人未来往哪走?

作者:澳门赌场  来源:澳门现金赌场  时间:2020-11-18 04:22  点击:

  工业机器人作为现代工业发展的重要基础,已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。近年来,全球主要经济体如美国、日本、欧盟纷纷加快推进工业机器人发展和应用步伐,以期在新一轮工业革命中占据制高点,保持或重获制造业竞争优势。

  专利是技术创新的载体,在当今知识经济时代,亦是一种战略性资源,在国际市场竞争中起着重要的作用。专利计量分析是采用数学、统计学研究方法,对来自专利文献中大量的、零散的专利信息进行提取、整理、加工及组合,并且对其中有价值的情报信息进行定性描述和定量分析,以揭示隐含在其中的技术发展现状和技术发展趋势。2016年3月,由中国科学院沈阳自动化研究所、中国科学院文献情报中心、工业和信息化部电子科学技术情报研究所联合承担的工业和信息化部知识产权推进计划项目—“工业机器人专利态势分析与风险应对策略研究”顺利通过验收。该项目对工业机器人关键技术、重点应用领域、主要竞争区域的技术研发现状、技术布局开展了全面、深入的剖析,项目成果旨在为政府主管部门把握工业机器人产业发展现状提供科学依据,为进行工业机器人产业的前瞻性布局提供有效支撑,为制定我国工业机器人发展战略规划提供重要的决策依据。同时,也将为我国工业机器人生产和制造企业全面、客观地了解工业机器人研发和竞争态势、瞄准市场定位、提升自主创新能力提供重要的参考依据。

  全球概况截至2015年11月,工业机器人领域全球专利申请量已超过8万项。从全球专利申请趋势来看,工业机器人相关技术的研发、应用经历了20世纪50~70年代的萌芽期、70~90年代的初步发展期,如今已处于蓬勃发展阶段。工业机器人专利申请虽伴有阶段性回落,但总体呈现逐步上扬的态势。

  从专利申请(技术来源)、受理(技术流向)区域分布情况看,中国、日本、美国、韩国、德国既是工业机器人技术的研发主体,同时也是全球竞争最激烈的五大市场。以日本安川电机(YASKAWA)、日本发那科(FANUC)、瑞士ABB、德国库卡(KUKA)为代表日企、欧企是工业机器人市场竞争的主角,我国申请人在工业机器人技术研发、产品制造等方面的专利申请量较少,在全球化竞争中处于劣势。

  关键技术(传感控制)传感、控制系统担当机器人的“感觉器官”和“大脑”,是机器人智能水平的关键所在。传感控制技术作为工业机器人的核心关键技术,其发展历程伴随着工业机器人的更新换代:

  上世纪50~70年代的机器人属于示教再现的工作方式。机器人具有记忆和存储能力,只能按预编程序重复作业,运动控制指令由示教盒或操作者给定。此阶段专利申请量较少:1954~1973年间专利申请量总计37项。

  70年代后期~90年代,随着视觉、力觉等传感技术的融入,机器人对作业环境、作业对象具有一定程度的感知能力,工业机器人的控制方式通常称为伺服控制。该阶段出现了专利申请量的第一个“马鞍形”曲线年,工业机器人传感控制技术全球专利申请量达353项,为该阶段历史峰值。

  90年代至今的机器人,被称为智能机器人,不仅具有比第二代机器人更加完善的环境感知能力,而且还具有类似人的思维、判断、决策的能力,高度的适应性、自主性是第三代智能机器人的重要标志。2000年以后,工业机器人传感控制技术领域专利申请一直呈持续增长的态势,2015年达历史峰值2030项。可以预测,在未来几十年,传感控制技术专利申请量将继续保持快速增长的趋势。

  截至检索日,工业机器人传感控制技术全球专利总量为24485项。其中,日本是专利产出最多的国家,占比约38%,中国、美国次之。世界专利申请(WIPO)和欧洲专利申请(EPO)也占一定比例,这在一定程度上反映出发达国家在工业机器人核心关键技术上的全球化布局程度较高。

  由专利主题聚类图可以看出,工业机器人传感控制技术的研发重点包括:1)综合类:传感、测量、控制方法(sensor、detect、controlmethod)、及计算机编程(computer program)、人机交互(userinterface)

  主题聚类图也反映了工业机器人的重点应用领域,具体包括:1)综合类:自动化生产线(automatic production line)

  近5年,以自动化生产线为主题的专利聚类愈加密集,反映出工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流。

  梳理传感控制技术发展脉络如下:控制技术的演进历程:在机械结构层面,上世纪90年代前经历了单机械臂、腕关节、多臂控制等阶段。随着人工智能技术的不断进步,研发热点逐步向移动机器人、多机器人系统控制过渡。传感技术的演进历程:早期专利主要围绕视觉、力觉等基本感知能力;随着工业自动化程度的不断提升,涌现出各种类型、各种用途的高端传感器。近年来,传感控制技术研发较多地集中在通信、协同作业等方向。

  总体来看,日本、美国、德国在传感控制技术领域部署了相当数量的核心专利,对关键技术的掌握占据绝对优势,为竞争对手留下的发展空间有限。

  重点产品(焊接、装配)截至检索日,全球范围内焊接机器人专利申请共计15991项,装配机器人专利申请共计32584项。从专利申请的地域分布情况看,日本是焊接机器人专利产出最多的国家,中国是装配机器人专利产出最多的国家。

  日本在机械手、焊接、控制等技术方向的专利申请具有明显优势;中国的专利申请多集中于金属加工领域;美国、德国在工业机器人多个技术分支上都有一定数量的专利申请,技术布局更加全面、均衡。相比其他国家,美国、德国的工业机器人(包括焊接、装配等)技术更先进,功能更全面,性能更可靠,精确度、适应性也很强。

  根据特定技术类别专利申请量占比,可以发现当前技术创新的热点。焊接机器人领域,焊接相关技术的研发热点包括:1)焊接工艺焊接工艺相关专利申请量最多的技术方向包括:弧焊(电弧焊接,占比38.48%)、点焊(电阻点焊,占比17.17%)、能量束焊接,如激光束焊接(占比12.72%)、火焰焊接(占比2.08%)、等离子焊接(占比1.55%)。钎焊技术专利申请量次于熔焊,占比为4.88%;压焊技术专利量最少,占比仅1.55%。

  弧焊是目前机器人自动化焊接中最受关注的方向。主要有以下优点:①机械手受控运动方式是连续轨迹控制型,因此运动轨迹的重复精度、焊枪的姿态、焊接参数都有更精确的控制;②弧焊机器人具有可靠的引弧和收弧功能,能够实时检测出焊缝偏差,并调整焊接路径和焊接参数,保证焊接质量的可靠性。弧焊过程中的焊缝跟踪技术专利申请量最多,经过多年的探索和研究,加之智能传感器(电弧传感器和光学传感器)的引入,以及近代专家系统、神经网络技术的进步,焊缝跟踪进入了智能控制的新时代。

  2)焊接附属设备除了焊接机器人本体外,许多外围辅助设备如控制柜、焊接电源、送丝机构、变位机、夹具等是焊接过程高效率、高质量实施的重要保障。尤其是焊接电源,能直接影响焊接机器人的使用性能。近年来,一些特殊功能的焊接电源,如适合铝及其铝合金TIG焊的方波交流电源、带有专家系统的焊接电源等逐渐受到关注。

  装配机器人领域专利技术集中于机械手,研发热点包括:1)程序控制机械手程序控制机械手相关技术的专利申请约占装配机器人机械手相关专利申请量的一半(占比46.94%)。其中,以元件定位装置为特征的(1313项)、以部件结构为特征的(656项)机械手专利申请量较多。此外,还包括以机械臂的坐标特性来描述的机械手,如直角坐标型(426项)、柱面坐标或极坐标型(228项)、多铰接爪臂或多关节型(667项)。

  机械手的驱动方式有液压式、气动式、电动式等。液压驱动精度比较差,而且存在漏油风险,多数工作环境不适用;气动手爪相对来说比较简单,价格便宜,因而在一些要求不太高的场合用的比较多;电动手爪造价比较高,主要用在一些特殊场合。从专利申请量来看,电动机械手比较受欢迎。

  2)机械手的控制装置装配机器人机械手相关专利申请中,机械手的控制装置专利申请量占比为23.75%,仅次于程序控制机械手。具体包括读出装置(观察或触摸装置)1677项、手柄控制装置94项、控制台(如仪表板、开关板)79项、脚操纵的控制装置7项等。目前,全球各国家/地区正在加大装配领域工业机器人的研发力度,其中控制技术主要向智能化、多智能体协调控制方向发展。具体包括:开放式、模块化控制系统;多智能体(multi-agent)协调控制技术。

  3)机械手周边设备机器手进行装配作业时,附件或周边设备如零件供给装置和工件搬运装置也至为重要。通常包括零件供给器、台架、输送装置、安全栏等设备。截至检索日,装配机器人夹头、接头、爪臂、附件及安全装置等技术分支的申请量总计5830项,占比高达45.5%。

  在专利申请人层面,焊接机器人、装配机器人领域的专利申请以汽车、电子行业颇具实力的全球化企业为主导,近70%来自日本。

  中国专利截至检索日,工业机器人中国专利申请总量达30060项。除本国申请外,日本、美国、德国、韩国都把中国视为最重要的工业机器人市场,并开展相关技术布局。

  工业机器人专利申请集中在机械手、焊接、搬运/贮存、电技术、控制技术、传感/测量、数据处理七大技术领域。七个技术领域全球专利申请量达77664项,占全球总量的88%。中国在这七大技术领域的专利申请量为22933项,占全球总量的30%。

  全球范围内机械手、电技术、控制技术领域的专利申请量都超过了1万项,分别为31507项、10367项、10156项,国外在这三个领域的技术创新方面积累了较为丰富的经验,发展相对成熟。我国在机械手、电技术、控制技术三大领域的专利申请量分别为10283项、1968项、2567项,发明点多集中在对机械结构、电气结构的某些小的改进上。

  在七个主要技术领域上,中国专利申请量占比最多的是搬运/贮存(B65G,42%);申请量占比偏少的是数据处理(15.2%)与电技术(19%)。

  工业机器人领域在华专利申请中,国内高校和科研院所的专利申请量占比达一半以上,国外申请人多以企业为主。排名前20位的主要申请人中,日企具有明显优势。总部位于台湾的鸿海集团专利申请量较多,沈阳新松机器人自动化股份有限公司作为国内工业机器人行业的领头羊企业,亦具有一定的竞争实力。专利申请人的分布情况在一定程度上说明我国的大部分技术掌握在高校和科研院所手中。我国亟需进行产学研结合的模式来促进技术转移转化,真正发挥创新价值。

  主要国家对比工业机器人领域专利申请集中在中国、日本、美国、德国、韩国全球五大市场。近五年来,中国专利申请呈爆发式增长趋势;素有“机器人王国”美称的日本从上世纪90年代开始至今,专利申请的热度一直在持续。从全球专利的发源、流向看,日本和美国之间的技术流通最为活跃:美国向日本的技术输出比例为15.14%,日本向美国的技术输出比例为18.31%。中国向其他国家的技术输出比例都偏低:中国向美国为1.45%,中国向日本为0.43%、中国向韩国为0.20%。美国、日本、韩国向中国的技术输入比例依次递减:美国向中国为9.45%、日本向中国为7.75%、韩国向中国为3.97%。

  结论及建议1)全球专利概况:工业机器人领域专利申请始于上世纪60年代,进入2000年以后,随着研究、应用规模的不断扩大,全球专利申请正处于新一轮快速上升期。全球专利聚集于中国、日本、美国、韩国、德国五大市场,日本的专利申请人表现最为突出。

  2)关键技术:工业机器人传感控制技术的发展伴随着机器人的更新换代,先后经历了示教再现、伺服控制、智能控制阶段。日本是该领域专利产出最多的国家,专利技术多集中于传感控制硬件(设备)、软件(方法),近年来研发热点包括移动机器人、多机器人系统控制等。

  3)重点产品:焊接、装配领域机器人应用最广泛。日本、中国分别是焊接机器人和装配机器人专利申请最多的国家。焊接技术的研发热点包括焊接工艺、焊接附属设备;装配技术的研发热点为机械手控制、机械手周边设备。

  4)中国专利:“中国增长”让全球工业机器人巨头把目光投向了中国。中国专利的申请重点与全球保持一致,但在电技术(包括高性能电机、传感器)领域申请量占比偏少。此外,中国专利申请人以高校和科研院所为主,企业竞争力尚待提升。

  欧美、日本等发达国家在其工业机器人产业发展、崛起的过程中,有很多宝贵的经验值得我们学习和借鉴。首先,政府扶持助力整体产业发展;其次,科学的技术布局是保持核心竞争优势的重要手段。近年来,我国机器人产业处于市场和政策双重利好的时期,国家在政策层面上对于机器人产业的扶持力度不断加码。在带领传统制造业转型升级的过程中,我国工业机器人企业在加大技术创新力度的同时,更应该重视机器人研发、制造与应用之间的有效衔接,同时利用好专利、标准等技术创新的“保护伞”,在激烈的市场竞争者维护自身权益,不断积累竞争优势。

  本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

  分别增长 6.9%和 5.6%。一季度,信息传输、软件和信息技术服务业增加值同比增长 13.1%,拉动全市经济增长 1.0 个百分点。新兴制造业增长态势良好:一季度,工业战略性新兴产业中,新一代信息技术产值比去年同期增长 15.3%,新能源汽车产值增长 5.7%。智能手机、碳纤维及其复合材料、工业机器人和集成电路圆片产量同比分别增长 33.7%、25.5%、8.9%和 7.5%。制造业投资保持较快增长:一季度,随着上海制造业投资继续保持两位数增长,增速达到 12.1%,比 1-2 月加快 2.1 个百分点。其中,六个重点工业行业投资增长 28.9%,占制造业投资的比重达到 80.5%。

  作为机器人产业的核心细分领域,工业机器人增长情况一直备受关注。据相关机构公布的数据,2019年全球机器人市场规模近300亿美元,而工业机器人市场规模就超过了150亿美元,整体占比达到约54%。因此,工业机器人产量的变化,对于整个机器人产业和市场来说非常关键。近日,上海市统计局公布了一季度国民经济运行情况。数据显示,上海一季度新一代信息技术产值增长达15.3%,其中工业机器人、集成电路圆片产量分别增长8.9%和7.5%。无独有偶,此前国家统计局数据也显示,我国工业机器人产业增长达12.9%。可见,在当前的特殊危机下,工业机器人正实现“逆势增长”。当然,工业机器人的持续发展,不仅与这场特殊危机有关,而且与长久以来的企业用人困境、生产

  随着中国人口红利消失,机器人不仅在制造业上正在替代工人,还将在军事、服务、娱乐等领域取代人类,“钢铁侠”已不仅仅存在于美国科幻电影中,而正走入我们的生活。一、全球机器人市场:工业机器人占54%2019年,全球机器人市场规模达294.1亿美元,其中,工业机器人159.2亿美元,占机器人市场份额的54%;服务机器人94.6亿美元,占机器人市场份额的32%;特种机器人40.3亿美元,占机器人市场份额的14%。二、全球服务机器人市场:家用服务机器人占45%根据IFR 发布的数据:2019年,全球家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人市场规模分别为42亿美元、25.8亿美元和26.8亿美元,其中家用服务机器人市场规模占比分别高于医疗

  昨天的科创板消息面,成了智能制造的主场,埃夫特过会,绿的谐波提交申报材料,浙大中控问询中……——埃夫特——埃夫特属于智能制造装备行业,主营业务为工业机器人整机及其核心零部件、系统集成等。产品分为三大类别:核心零部件产品、整机产品、机器人系统集成解决方案,2019 年度,公司系统集成业务占主营业务收入 81.51%,其中系统集成业务中来自汽车行业的收入占比为 74.11%。客户包括菲亚特克莱斯勒集团 FCA 集团)、通用、大众、丰田、雷诺、北汽、奇瑞、吉利等。——绿的谐波——绿的谐波是一家专业从事精密传动装置研发、设计、生产和销售的高新技术企业,产品包括谐波减速器、机电一体化执行器

  工业机器人是智能制造和工业 4.0 的基础,也是因“进口替代”概念被受关注的一个重要领域。企业数量众多,投资还需要重点关注财务指标。机器人本体市场主要被“四大家族”垄断,国内企业虽然有提供机器人本体的企业,但偏低端为主,核心参数无法与国外相提并论。上游三大核心零部件(控制器、伺服电机、减速器)是决定机器人本体的关键零部件,我国基本处于空白状态,80%以上市场都被国外企业占据。国内企业优势是接近下游应用市场,从机器人系统集成入手,汽车、3C 电子、新能源领域涌现了一大批优秀的工业机器人系统集成公司,而且正在向上游机器人本体和核心部件领域渗透。

  近日,首部机器人产业蓝皮书《中国机器人产业发展报告(2019)》线上首发,报告显示,中国机器人市场在2014年—2019年的平均增长率达到20.9%。同时,报告还指出,国产工业机器人结构持续调整,逐渐走向成熟。有数据显示,2019年我国工业机器人市场规模预计达到57.3亿美元,到2021年,国内市场规模进一步扩大,预计将突破70亿美元。可以说,机器人已经渗透到中国制造业的方方面面,特别是在仓储物流等领域,工业机器人更是得到了广泛运用。其中,中国人工智能企业旷视就以领先的AI算法及机器人技术深耕于此。仓储物流领域一直是人工效率较低且工作量大的典型代表,但随着我国经济的快速发展,单纯依靠人工已经无法满足仓储物流企业海量的业务需求。在此

  下载 TE 最新趋势报告《设计无线通信系统时需考虑的天线因素》,答题赢好礼!

  抢楼有礼:看直播,深入了解ST最新 MEMS气压计原理、操作、防水结构设计

  站点相关:嵌入式处理器嵌入式操作系统开发相关总线与接口数据处理消费电子工业电子汽车电子其他技术存储技术综合资讯论坛电子百科

澳门赌场

上一篇:江苏海门:标准化赢得市场“话语权”

下一篇:中国埋弧焊送丝机市场调查研究报告