中國工業(yè)機器人追趕者已經(jīng)起跑

| 文 · 林言

智能制造時代的工廠，早已變了模樣。一個車間里可以一人不留，所有環(huán)節(jié)都由機器完成已經(jīng)不是幻想。從前幾米一個工人的流水線，如今被一只只機械手臂代替；識別產(chǎn)品合格率不再依靠人眼而是依靠攝像頭；生產(chǎn)線配備的傳感器，采集生產(chǎn)流程各階段中產(chǎn)品與設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，最終確定何時進行設(shè)備維護。

從勞動力的角度看，我國工業(yè)生產(chǎn)的自動化與智能化是不可避免的趨勢。其一，社會老齡化越發(fā)嚴重，有數(shù)據(jù)顯示到2025年，我國60歲以上人口將達到3億。其二，隨著國民受教育水平的提升，一些年輕人不愿意到工廠就業(yè)，工人招募也變得更加困難。因此，在勞動力稀缺的情況之下，用機器來替代人類勞動是不二之選。

用最簡單的方式來理解工業(yè)機器人，它指的是為工業(yè)領(lǐng)域服務(wù)的智能機械設(shè)備，它與其他領(lǐng)域的機器人一樣，通過接受和執(zhí)行指令完成任務(wù)。

工業(yè)是機器人的應(yīng)用領(lǐng)域之一，廣義上的工業(yè)機器人可以是數(shù)控機床，或者是簡單的機械手，只不過隨著智能化的提升，工業(yè)機器人能做的事情越來越多。

其實，被認可的最早的工業(yè)機器人誕生于1937年。這是一款五軸機器人，樣子更像是帶著一個發(fā)動機的吊車狀的模型。

隨后的幾十年，企業(yè)一直在鉆研機器人的工業(yè)應(yīng)用。第一家以機器人制造為主營業(yè)務(wù)的公司是Unimation，Unimation的機器人也被稱為可編程移機，其最初的主要用途是把對象從一個點傳遞到另一個點。1961年，Unimation生產(chǎn)的工業(yè)機器人第一次應(yīng)用在工廠里。在美國特倫頓的通用汽車公司，這臺機器人安裝運行，用于生產(chǎn)汽車的車門、車窗把柄、換檔旋鈕、燈具固定架，以及汽車內(nèi)部的其他硬件等。很快，通用汽車、菲亞特等汽車企業(yè)也開始使用工業(yè)機器人。Unimation把技術(shù)授權(quán)給川崎重工和吉凱恩（GKN），分別在日本和英國制造機器人。之后，美國與歐洲的企業(yè)都開始涉足機器人制造，尤其在歐洲，發(fā)展出兩家工業(yè)機器人的領(lǐng)軍企業(yè)：ABB與庫卡。ABB推出IRB 6型機器人，是全球第一臺全電力驅(qū)動、由微處理器控制的機器人。庫卡在1973年研發(fā)出了自己的第一款名為FAMULUS的工業(yè)機器人，是世界上第一臺機電6軸驅(qū)動機器人。

之后，隨著全球工業(yè)化的發(fā)展，工業(yè)機器人運用范圍越來越廣泛，在發(fā)達國家的工廠中，工業(yè)機器人早已司空見慣。今天，工業(yè)機器人領(lǐng)域迎來了又一個高潮——智能制造。

智能制造的持續(xù)深入帶動了機器人工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的快速發(fā)展，不論從需求層面、供給層面，或是資本市場，都對工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)顯示出前所未有的關(guān)注。

爭奪全球最大機器人市場

近年來，我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)進入發(fā)展快車道，市場規(guī)模迅速擴大。作為全球最大的工業(yè)機器人市場，中國工業(yè)機器人市場規(guī)模已經(jīng)占到全球市場的1/3，從2013年到2018年，年均增長率接近30%。隨著制造業(yè)改造升級，對于工業(yè)機器人的需求日益旺盛，預(yù)計未來我國工業(yè)機器人市場還將進一步擴張。

根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2015年，中國工業(yè)機器人產(chǎn)量約為3.3萬臺，到2016年，中國工業(yè)機器人產(chǎn)量達到7.24萬臺，增長119.5%；2017年前三季度中國工業(yè)機器人產(chǎn)量為95351套，同比增長69.4%。中國工業(yè)機器人2017年的銷量達到14.1萬臺，連續(xù)5年成為全球第一大應(yīng)用市場，預(yù)計2018年中國工業(yè)機器人銷量將達到14.7萬臺，占全球工業(yè)機器人銷量的37%。

國際機器人聯(lián)合會（IFR）預(yù)計，2018年-2020 年全球工業(yè)機器人銷售額預(yù)計從168億美元增長到232億美元，年復(fù)合增長率為14.6%，伴隨著制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，工業(yè)機器人的裝配量將會穩(wěn)固上升，中國市場份額有望持續(xù)擴大。

中國工業(yè)機器人百億美元市場的大蛋糕對于任何企業(yè)而言都是極具誘惑力的。因此，工業(yè)機器人行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，全球機器人“四大家族”安川、庫卡（KUKA）、ABB、發(fā)那科（FANUC）早早就開始行動了。

日本安川電機2017年開始投建的常州第三工廠在2018年中旬開業(yè)，公司稱第三工廠將通過開發(fā)不同于日本的原裝機器人，為中國市場提供最佳產(chǎn)品。德國的庫卡于2018年初啟用上海第二期廠房，并規(guī)劃在2019年前于廣東建廠，欲將整體產(chǎn)能提升4倍，目標行業(yè)為汽車及電子產(chǎn)業(yè)。ABB在中國擁有全球最大的生產(chǎn)基地，繼珠海之后，建立青島、重慶機器人應(yīng)用中心，提升銷售和在地服務(wù)的水準。日本發(fā)那科投資630億日元在現(xiàn)有的筑波工廠鄰近地區(qū)興建新廠，新工廠投入運行后，發(fā)那科的整體月產(chǎn)能將提高至目前的1.5倍，至9000臺。

在2018世界機器人大會上，工業(yè)和信息化部副部長辛國斌預(yù)計，到2020年中國機器人需求將占到全球需求的40%，這將深刻影響中國制造業(yè)，使中國在全球更具競爭力并實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。他表示，中國工業(yè)機器人的應(yīng)用領(lǐng)域，正從汽車、電子、食品包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域向釀酒、陶瓷等特色領(lǐng)域加快拓展。

國產(chǎn)工業(yè)機器人整裝待發(fā)

中國工業(yè)機器人市場發(fā)展如火如荼，本土機器人企業(yè)自然不會放過這個大好機遇。國產(chǎn)品牌雖然起步晚，但是追趕速度快，已經(jīng)出現(xiàn)了新松、埃夫特、埃斯頓、沃迪等企業(yè)，在競爭中占據(jù)了一席之地。

政策的支持是驅(qū)動工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展的強勁動力。2014年，工信部發(fā)布《關(guān)于推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確提出要培育3家～5家具有國際競爭力的龍頭企業(yè)，8個～10個配套產(chǎn)業(yè)集群。2016年，由工信部、國家發(fā)展改革委、財政部聯(lián)合發(fā)布的《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》，提出至2020年，國內(nèi)工業(yè)機器人產(chǎn)量將要達到10萬臺以上。

《規(guī)劃》公布兩年之后，在工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)上下游的某些領(lǐng)域，國產(chǎn)品牌已經(jīng)實現(xiàn)突破，具備了與國際企業(yè)競爭的實力。

以工業(yè)機器人上游核心零部件之一——減速器為例。減速機與交直流伺服電機和控制器并列，是工業(yè)機器人技術(shù)的3個主要核心零部件之一，技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量直接決定了產(chǎn)品的性能。

預(yù)計2018年中國工業(yè)機器人減速器需求將超過40萬臺，市場容量將超過30億元。在過去，減速器行業(yè)80%的市場被外資公司占據(jù)，更值得注意的是，中國企業(yè)采購?fù)赓Y品牌的減速器在價格上較“四大家族”要高出許多?，F(xiàn)在，形式大為好轉(zhuǎn)，2017年，中國工業(yè)機器人市場上，RV減速器出貨量最大的前10名企業(yè)中，有5家中國企業(yè)；諧波減速器出貨量前10位中，有8家中國企業(yè)。

世界知名咨詢公司麥肯錫（McKinsey）的一位高級合伙人卡雷爾·埃羅特（Karel Eloot）在接受CNBC采訪時表示，10年前，中國的機器人公司只滿足了他們國家5%的需求，不過，自那時以來，這個行業(yè)已經(jīng)發(fā)展起來，現(xiàn)在，中國企業(yè)提供了約1/3的工業(yè)機器人。

中國電子學(xué)會的《中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2018）》稱，當前，我國機器人企業(yè)已經(jīng)具備一定技術(shù)、市場和資金實力，打造產(chǎn)業(yè)鏈已成為擴大市場和影響力的重要途徑，其中部分骨干企業(yè)已陸續(xù)通過合作或并購的方式加緊擴展自己的產(chǎn)業(yè)版圖。

2018年1月，新松斥資6.4億元收購韓國SHINSUNG自動化業(yè)務(wù)分公司80%的股權(quán)，力圖通過海外并購在研發(fā)、技術(shù)、銷售等跨領(lǐng)域協(xié)作方面與海外公司進行深度資源共享和合作，進一步擴大海外市場的競爭實力和市場占有率，加速國際化進程。自2016年以來，埃斯頓先后發(fā)起4次跨國并購，已形成從核心零部件到機器人整機再到高端系統(tǒng)集成領(lǐng)域的全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展格局。

2017年，國內(nèi)工業(yè)機器人企業(yè)也交出了漂亮的成績單：拓斯達營收增長76.5%，凈利潤增長78%；埃斯頓營收同比增長59%，凈利潤同比增長39%；華中數(shù)控營收增長21%，凈利潤增長達146.8%等。

除了市場表現(xiàn)喜人之外，我國在工業(yè)機器人基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)方面也取得了進展。法國科學(xué)院院士阿布德拉赫曼·赫達爾說，中國的機器人無論在學(xué)界還是業(yè)界，都已走在世界最前沿，尤其近幾年發(fā)展的速度非?？?，態(tài)勢很好，很多技術(shù)已不比歐美國家差?！案鶕?jù)《自然》雜志的排名，目前科研能力排名第一的是法國科學(xué)院，第二就是中國科學(xué)院。未來幾年，中科院肯定會成為第一，這一點是我們公認的，只是時間問題?！?/p>

政策的鼓勵激發(fā)了工業(yè)機器人研發(fā)應(yīng)用的熱潮。機器人大講堂等聯(lián)合發(fā)布的《中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究》顯示，截至2017年年底，全國機器人相關(guān)企業(yè)已達6500余家，機器人產(chǎn)業(yè)園達60余個。機器人企業(yè)如雨后春筍，產(chǎn)業(yè)園遍地開花，然而一片繁華的表象之下，仍有隱憂。產(chǎn)能過剩極可能成為下一個問題，多個研究機構(gòu)預(yù)測，到2020年，中國工業(yè)機器人市場需求量大約為25萬臺。而隨著國內(nèi)、國際品牌紛紛擴產(chǎn)，新開工工廠將在2018年、2019年實現(xiàn)量產(chǎn)，OFweek行業(yè)研究中心認為，未來3年，國內(nèi)工業(yè)機器人產(chǎn)量在目前基礎(chǔ)上還會翻番，到2020年國內(nèi)工業(yè)機器人產(chǎn)量或?qū)⒊^預(yù)計的25萬臺需求量。

技術(shù)與規(guī)范都需要提升

盡管我國工業(yè)機器人行業(yè)的進步有目共睹，但是整體產(chǎn)業(yè)還處于追趕階段，技術(shù)水平和市場集中度偏低也是不容忽視的現(xiàn)實。

中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布數(shù)據(jù)，2017年國產(chǎn)工業(yè)機器人的市場份額下降至27%以下，同比降低6個百分點，是5年以來的首次下降。新松機器人自動化股份有限公司總裁曲道奎說，我國機器人產(chǎn)品還存在應(yīng)用低端化現(xiàn)象。“絕大多數(shù)國產(chǎn)機器人應(yīng)用于搬運、碼垛等低端領(lǐng)域，在多自由度機器人、交互型機器人、全自主移動機器人等領(lǐng)域卻成果不明顯?！?/p>

多年來，機器人“四大家族”占據(jù)了全球市場的半壁江山，也代表著產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，更左右著產(chǎn)業(yè)鏈。自身不強、競爭對手太強，使得中國的工業(yè)機器人企業(yè)，對產(chǎn)業(yè)鏈掌控能力相對較弱，更多上游零部件一直處于進口狀態(tài)，對上游零部件廠商不具備議價優(yōu)勢；企業(yè)大多以組裝和代加工為主，處于產(chǎn)業(yè)鏈低端，且總體規(guī)模小。

到了高端的工業(yè)機器人領(lǐng)域，優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)不僅僅是采購高質(zhì)量的原材料能夠?qū)崿F(xiàn)的了。作為工業(yè)級產(chǎn)品，衡量機器人優(yōu)劣主要有兩個標準：穩(wěn)定性和精確性。核心控制器是影響穩(wěn)定性的關(guān)鍵部件，是工業(yè)機器人的“大腦”。軟件相當于語言，把“大腦”的想法傳遞出去?！罢Z言”應(yīng)用得好壞，直接影響了產(chǎn)品的表現(xiàn)。想要“語言”圓滿完成任務(wù)，則需要底層核心算法。“四大家族”的核心算法是絕不外傳的。我國的機器人制造企業(yè)的核心算法與國際一流水平的差距導(dǎo)致了國產(chǎn)機器人穩(wěn)定性不佳，故障率居高不下。

類似核心算法這樣的秘籍，中國的機器人企業(yè)還需要長期努力才能達到國際領(lǐng)先水平。

“世界最大市場”與“全球產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者”之間的距離，不僅有技術(shù)，還有營商環(huán)境、行業(yè)標準等等。

工業(yè)機器人領(lǐng)域所面臨的情況并不陌生。工業(yè)和信息化部部長苗圩指出，雖然機器人產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，但我們?nèi)悦媾R諸多挑戰(zhàn)，核心技術(shù)尚待突破，應(yīng)用領(lǐng)域有待拓展，法律法規(guī)體系亟待完善。

與其他發(fā)展過快而沒來得及形成規(guī)范和標準的行業(yè)一樣，我國工業(yè)機器人領(lǐng)域標準缺失和滯后導(dǎo)致產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展缺乏指向標。

目前，我國已發(fā)布和正在制定的工業(yè)機器人相關(guān)國家標準多達100余項，其中比較重要的有：基礎(chǔ)標準27項，檢測評定方法標準22項，零部件標準11項，工業(yè)機器人整機標準20項。同時我國多個標準機構(gòu)和行業(yè)組織都在積極推動標準建設(shè)，國內(nèi)多位標準制定專家也參與到國際標準的制定之中。

然而，已經(jīng)制定的標準在實際應(yīng)用中也存在一些不足，比如標準體系不夠完善、標準交叉重復(fù)現(xiàn)象嚴重、某些傳統(tǒng)類機器人標準還需修訂提升、系統(tǒng)集成和檢測評定方法標準有待補充、新型產(chǎn)品和技術(shù)標準需要跟進等問題。

盡管起步晚，但是我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的潛力值得肯定。天津市科學(xué)學(xué)研究所工程師趙繪存認為，當前我國機器人研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展逐漸趨于理性，在此情況下，產(chǎn)業(yè)將面臨一個優(yōu)勝劣汰的過程，一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、有實力的科技企業(yè)優(yōu)勢將更加明顯。

未來，當技術(shù)與標準得到進一步提升，我國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)將成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的強力支撐。