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2018年工業型機器人發展四趨勢

 

發佈日期:2018-03-05

新聞類型:產業新聞

 

 根據IFR(國際機器人聯合會)最新數據統計,2016年全球工業型機器人銷量約29.4萬台,相較於2015年成長15%;預計2017年將增加18%,總銷量達34.6萬台,而2020年預估銷售量上看52萬台,為2015年產量逾兩倍之多。自2009年金融海嘯以來,工業型機器人銷售量屢創歷史新高,其中亞太地區銷售量為主要市場動能,約占全球市場65%。

 因全球廣大的市場需求,工業型機器人四大家族及部份零組件大廠紛紛擴廠或新設產線,期望藉由提升產能以因應屢創新高的銷售需求。例如德國KUKA將於2018年初啟用上海第二期廠房,並規劃2019年前於廣東建廠,屆時將能就整體產能提升現有四倍,搶攻汽車及電子產業。日本安川電機2017年中旬重組中國大陸第一、第二及第三工廠,並於歐洲投資2,500萬歐元,希望藉此縮短供應鏈及交期,拓展歐洲市場。ABB在中國擁有全球最大的生產基地,繼珠海之後,建立青島、重慶機器人應用中心,提升銷售和在地服務的水準。日本FANUC則投資630億日圓在現有的筑波工廠鄰近地區興建新廠,預計2018年中可投產,初期月產能估計可達2,000台的規模。

 作為工業機器人三大關鍵零組件之一的減速器,大廠Harmonic Drive Systems正著手興建一座月產能達10萬台減速機的新工廠,並針對現有穗高工廠進行增產投資,預計月產能將大幅擴增至現行的2.5倍。具有全球六成市占的納博特斯克(Nabtesco Corperation)計畫投入70億日圓,在日本及中國進行增產投資,規劃2019年3月底前,年產能將提高三成達84萬台。

 此外Robo全球機器人與自動化指數ETF於2013年10月在美股掛牌交易,不到五個月時間基金市值即突破1億美元。此後,德國喊出工業4.0,英、美、日、中、韓等國呼應,相繼祭出智慧製造相關政策,2016年以來,該基金淨值已從最低的20.54美元攀升至目前歷史新高的45.47美元,其成長力道驚人,同時也反應了全球機器人近年來產業成長趨勢。

 在智慧製造的風潮下,不論從需求面、供給面,或是投資人的立場,都在在顯示產業對自動化發展的需求,其中工業型機器人更是建構智慧製造的重要一環。早從1959年誕生第一台工業機器人,隨垂直領域的需求改變,從汽車產業衍伸到電子電機產業、食品產業、塑膠產業等,也引發不同的機型需求和操控手法,觀察近期工業型機器人發展有以下趨勢

 趨勢一:輕型平價機型,降低採用門檻

 工業型機器人四大家族為百年老店,佔有全球逾50%市占,而全球其他數以千家的廠商則搶食不到50%的份額,四大家族在全球的地位尚無競爭者得以撼動。四大家族產品主打高品質、高效能,但價格卻也相當高昂,其他機器人廠商為求與四大家族進行市場區隔,搶進輕型平價款機器人,企圖提升企業用戶的使用彈性及降低其導入門檻,尤其瞄準中小企業用戶,希望可以提供快速導入而回收期短的解決方案。

 以往機器人大多採用金屬材質,其成本及重量皆較高,目前有不少廠商利用塑膠替換金屬材質,以達減輕重量之目的。如:德國零組件大廠igus採用塑膠材質,一款六軸機器人定價僅5,500美元,降低採用門檻。除此之外,塑膠材質造價較低,亦間接降低本機成本。

 另外,為降低產品價格,在精準度、軸數、荷重方面也都有降規設計,例如中國Dobot垂直多關節型機器人由6軸降低為4軸;北京敬科機器人的中小機型產品的荷重能力從國際大廠普遍1~4kg下降至僅有500g。此外,也有採用較低階的零組件者,以精度較低、體積較大但成本較低的馬達,來達到既定的用途。

 趨勢二:操作介面人性化,降低操縱難度

 過去操縱機器人必須仰賴工程師撰寫程式,近年來發展手拉教導或是控制盒等方式,大幅降低操控機器人的技術門檻。因而工業型機器人有逐步走出工廠,導入部份無工程師之場域如餐飲業、旅宿業、零售業的實績。有鑑於未來機器人非工業型市場遠高於工業型市場的需求,加上工業型機器人在操作門檻持續下降及價格日益大眾化,除走進服務業亦將有機會走入消費市場,成為家庭或個人的助手。

 因此多樣化而親民的控制介面,為的是降低操作門檻,如透過穿戴裝置、手持裝置、體感裝置、遊戲搖桿、眼球追蹤、聲控等,提供用戶更直覺、更簡易的人機介面。國際大廠如KUKA、ABB、Comau,或是新進業者Rozum Robotics、PAL Robotics等皆積極往此方向探索。

 趨勢三:模組化架構提升使用彈性

 工業型機器人產品漸漸從規格品走向客製品的概念,主打「right specification」精準瞄準客戶所需的規格,可依實際產線需求改變其型態、軸數、軸長等,讓產品規格符合用戶需求即可,亦可降低客戶導入負擔。

 此外,機器人設計走向模組化方式,簡易置換故障零組件,提高設備的可用性,將可大幅降低維修成本。國際大廠如Universal Robots、Rethink robotics、Comau、igus等產品都已朝向模組化設計。

 趨勢四:套件加持,提昇人機共同協作能力

 看準協作型機器人的賣點,部份業者透過壓力偵測、軟體監測等方式,運用外附外殼的方式,提升傳統機器人的安全特性,使之可用於人機同場協作,增加其生產靈活度。包括國際大廠Comau、新?公司AirSkin皆已開發此類套件或產品。而包括Festo、FRANKA則強化透過運用壓力感測或路徑偵測的方式,提升產品的安全係數,並降低傳統感測器的使用數量提供用戶更多元的選擇。

 此外亦可透過仿生關節的設計來提升人機協作之安全,以BioFlex Robot為例,師法蜘蛛的爪關節,設計具有自然彈性的夾爪,以降低對於同場協作人員的可能傷害,同時藉由塑料來達到輕量化的需求。

 全球工業型機器人需求量持續上升是無庸置疑,當人們聚焦於機器人搶人類飯碗時,其實更值得關切的是工業型機器人取代的正是人們不願意做的3D工作(dirty、danger、difficult),如噴塗、焊接、登高等,機器人用以保護人類的健康、安全,並將人力轉而從事更高價值的生產活動,如設計、文化,而對於生產製造端則提供產業轉型及更優質精密可靠的製造水準。

 此外綜觀機器人市場之發展,非工業型市場遠大於工業型市場,預期2018年工業型不到機器人市場總額20%,因此工業型機器人業者除深化各類垂直領域之應用外,也積極透過多樣化簡易操控、模組化設計等方向,嘗試加速讓工業型機器人走入服務業的場域,特別是操作介面的易用性與安全性的提升,將賦予工業型機器人走入消費性市場的可能性。

 

(本文作者為資策會MIC資深產業分析師張家維與產業分析師李亦晴)

 

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