工業(yè)機器人 擁抱新機遇

文 李貞

01 國產(chǎn)品牌迅速崛起

機器人被譽為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。當前，中國已經(jīng)成為支撐世界機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一支重要力量。

工信部數(shù)據(jù)顯示，“十三五”期間，中國機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)和產(chǎn)品均實現(xiàn)突破。從規(guī)模上看，2020年機器人產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入首次突破1000億元?！笆濉逼陂g，工業(yè)機器人產(chǎn)量從7.2萬套增長到21.2萬套，年均增長31%。從技術(shù)和產(chǎn)品上看，精密減速器、高性能伺服驅(qū)動系統(tǒng)、智能控制器、智能一體化關(guān)節(jié)等關(guān)鍵技術(shù)和部件加快突破、創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，整機性能大幅提升、功能愈加豐富，產(chǎn)品質(zhì)量日益優(yōu)化。行業(yè)應(yīng)用也在深入拓展。例如，工業(yè)機器人已在汽車、電子、冶金、輕工、石化、醫(yī)藥等52個行業(yè)大類、143個行業(yè)中類廣泛應(yīng)用。

“‘十三五’期間，通過持續(xù)創(chuàng)新、深化應(yīng)用，我國機器人產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)良好發(fā)展勢頭?！惫ば挪垦b備工業(yè)一司司長王衛(wèi)明介紹，中國機器人產(chǎn)業(yè)已基本形成了從零部件到整機再到集成應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈體系，核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件創(chuàng)新有序推進，整機研發(fā)及批量制造能力不斷增強，產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)變能力和協(xié)同發(fā)展能力持續(xù)提升。

但與此同時，王衛(wèi)明也指出，與國外先進水平相比，中國機器人產(chǎn)業(yè)仍存在一定差距，比如技術(shù)積累不足，原創(chuàng)性研究、理論研究、正向設(shè)計能力欠缺；產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，關(guān)鍵零部件質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性等還不能滿足高性能整機的需求；高速、高精、重載等高性能整機產(chǎn)品供給缺乏等。

具體到工業(yè)機器人領(lǐng)域，在市場競爭中，國內(nèi)品牌仍呈追趕態(tài)勢。根據(jù)相關(guān)研究機構(gòu)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年度占據(jù)國內(nèi)工業(yè)機器人市場份額前幾位的仍是國外品牌。

盡管面前差距不小，但近年來，已有眾多國產(chǎn)工業(yè)機器人品牌迅速崛起，奮力直追。

總部位于江蘇南京的埃斯頓自動化集團，是擁有完全自主核心技術(shù)的國產(chǎn)機器人上市企業(yè)之一，其工業(yè)機器人產(chǎn)品銷量已穩(wěn)居國產(chǎn)品牌前列。

埃斯頓技術(shù)總監(jiān)錢巍告訴記者，近年來，該公司走的是一條“通用+細分”的市場發(fā)展路線?！耙环矫妫酝ㄓ檬袌鲂纬梢?guī)模，可以快速搶占市場份額，同時也能進一步帶動毛利率的上升。另一方面，公司充分利用自主核心部件、成本、質(zhì)量和定制的競爭優(yōu)勢，拓展機器人細分市場，結(jié)合行業(yè)工藝和使用特點，定制開發(fā)專用機器人產(chǎn)品，使其比通用機器人效率更高、成本更低、使用更簡便，從而獲取高回報，獲得更多的競爭優(yōu)勢與利潤空間。”

在這一策略下，埃斯頓工業(yè)機器人在下游行業(yè)覆蓋廣泛，包括鋰電、光伏等新興行業(yè)以及焊接等應(yīng)用領(lǐng)域，與隆基股份、三一重工、海爾集團和一些新興行業(yè)的龍頭企業(yè)，都建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。“公司會主動選擇下游行業(yè)，如果預(yù)判某些行業(yè)發(fā)展放緩，會在資源投入上做出相應(yīng)調(diào)整，分散一定的行業(yè)周期性風險?！卞X巍說。

另一家更年輕的國產(chǎn)機器人企業(yè)珞石機器人，成立還不到7年，但發(fā)展勢頭正勁。去年，該企業(yè)山東分公司入選工信部第三批專精特新“小巨人”企業(yè)名單；今年，其北京公司也榮獲北京市2021年度第二批專精特新“小巨人”企業(yè)認定。

在珞石機器人聯(lián)合創(chuàng)始人韓峰濤看來，國產(chǎn)工業(yè)機器人要在國外產(chǎn)品的領(lǐng)先態(tài)勢中尋求突圍，也有一定的優(yōu)勢?！爸袊鴵碛腥驒C器人最大市場，而且增速快、潛力大，國外產(chǎn)品要贏得國內(nèi)市場必須要先做好本土化工作。而國產(chǎn)工業(yè)機器人制造者顯然離中國的企業(yè)更近，更容易深入了解企業(yè)對工業(yè)機器人的需求，也更利于堅持本土化、本地化策略?！?/p>

韓峰濤還告訴記者，因為機器人產(chǎn)業(yè)科技含量水平高，技術(shù)研發(fā)需求大，所以對新興企業(yè)來說，堅持長期的研發(fā)投入十分重要?！皣H領(lǐng)先的機器人企業(yè)都有著幾十年的技術(shù)積累，我們還需要在追趕中去補足。所以機器人企業(yè)不能只關(guān)注短期利益，要在技術(shù)布局上具有前瞻性，才能在未來取得長足發(fā)展?！?/p>

02 著力提高創(chuàng)新能力

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，機器人智能化也在多維升級。

據(jù)中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟執(zhí)行理事長兼秘書長宋曉剛介紹，當前國際領(lǐng)先的機器人技術(shù)呈現(xiàn)諸多新特點。

比如，從單一感知向全域感知提升。六維力傳感器、激光雷達、三維視覺傳感器等機器人專用傳感器的大量應(yīng)用，讓機器人對周邊環(huán)境的感知更加全面。再有，從感知智能向認知智能升級。例如基于深度學習系統(tǒng)，能夠訓練機器人適應(yīng)不同的運行環(huán)境，并實時作出應(yīng)變決策。此外，還有從單機智能向集群智能演進、從圍欄操作向人機協(xié)作躍遷等特征。“波士頓動力公司的仿人機器人、機器狗匯聚在一起，可以演出一套協(xié)調(diào)優(yōu)美的舞蹈。發(fā)那科公司推出10公斤負載新型協(xié)作機器人，能與工人共享工作空間，針對小型部件的搬運、裝配等應(yīng)用需求，提供精準、靈活、安全的人機協(xié)作方案?！彼螘詣偱e例稱。

技術(shù)更迭日新月異，在這樣的背景下，國產(chǎn)工業(yè)機器人必須加緊提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力。

《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》部署的主要任務(wù)中，首要一項就是“提高產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力”。其中指出，要加強核心技術(shù)攻關(guān)，突破機器人系統(tǒng)開發(fā)、操作系統(tǒng)等共性技術(shù)，研發(fā)仿生感知與認知、生機電融合等前沿技術(shù)，推進人工智能、5G、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)與機器人技術(shù)的融合應(yīng)用。建立健全創(chuàng)新體系，推動重點研發(fā)機構(gòu)加強技術(shù)研究和成果轉(zhuǎn)化，鼓勵骨干企業(yè)協(xié)同推動軟硬件系統(tǒng)標準化和模塊化，支持企業(yè)加強技術(shù)中心建設(shè)。

不同的企業(yè)在自主創(chuàng)新道路上正積極探索合適的路徑。

據(jù)韓峰濤介紹，珞石機器人自主研發(fā)的軟件控制系統(tǒng)xCore是目前國產(chǎn)控制系統(tǒng)中的佼佼者。“這是一個底層系統(tǒng)。機器人怎么工作、如何感知，今后怎樣增加視覺、觸覺以及進行不同的任務(wù)學習，這所有的控制都可以集成在軟件當中?！?/p>

借助xCore系統(tǒng)，珞石機器人實現(xiàn)了對工業(yè)機器人和柔性協(xié)作機器人的同時控制，這在業(yè)界還是首創(chuàng)?！耙话愕墓I(yè)機器人是在封閉的車間進行自動作業(yè)。協(xié)作機器人是能和人協(xié)同作業(yè)，在共同的工作空間中有近距離直接接觸。柔性協(xié)作機器人又在協(xié)作機器人的基礎(chǔ)上，增加了豐富的力與視覺傳感器?！表n峰濤表示，由珞石機器人生產(chǎn)的柔性協(xié)作機器人，每個關(guān)節(jié)處都配置了高精度扭矩傳感器，最大程度復(fù)現(xiàn)了人類手臂般的靈活運動，能夠完成更多復(fù)雜的、高精度的工作。

過去，工業(yè)機器人核心零部件持續(xù)依賴進口，只有扭轉(zhuǎn)這一局面才能真正提升國產(chǎn)機器人的研發(fā)能力。為此，多年來，埃斯頓致力于將自主創(chuàng)新深入至工業(yè)機器人制造全產(chǎn)業(yè)鏈。

“公司基于高度自主的核心部件技術(shù)積累了優(yōu)勢，實現(xiàn)機器人關(guān)鍵零部件的自主研發(fā)，如控制器、伺服電機及驅(qū)動器和部分減速機等?！辈稍L中，錢巍向記者介紹了該公司多項代表性成果，如高性能串聯(lián)六關(guān)節(jié)機器人控制系統(tǒng)，機器人智能化功能實現(xiàn)等?！鞍Ｋ诡D已經(jīng)把工業(yè)機器人最核心的控制器及控制算法，提升到一定的高度，使國產(chǎn)工業(yè)機器人在節(jié)拍、精度等方面達到了國際領(lǐng)先水平?！?/p>

“埃斯頓堅持走自主創(chuàng)新的技術(shù)道路，研發(fā)投入占比保持在營收的10%左右。”錢巍表示，現(xiàn)在公司機器人核心部件自主化率已達到80%以上。

針對更多國內(nèi)機器人企業(yè)的創(chuàng)新研發(fā)，宋曉剛提出建議，一方面要聚焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，突破機器人系統(tǒng)開發(fā)、操作系統(tǒng)等共性技術(shù)；另一方面要鼓勵骨干企業(yè)聯(lián)合開展機器人協(xié)同研發(fā)，推動軟硬件系統(tǒng)標準化和模塊化，提高新產(chǎn)品研發(fā)效率。

03 瞄準國際領(lǐng)先水平

《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出“十四五”時期發(fā)展目標是“到2025年，我國成為全球機器人技術(shù)創(chuàng)新策源地、高端制造集聚地和集成應(yīng)用新高地”。具體包括：一批機器人核心技術(shù)和高端產(chǎn)品取得突破，整機綜合指標達到國際先進水平，關(guān)鍵零部件性能和可靠性達到國際同類產(chǎn)品水平；機器人產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入年均增速超過20%；形成一批具有國際競爭力的領(lǐng)軍企業(yè)及一大批創(chuàng)新能力強、成長性好的專精特新“小巨人”企業(yè)，建成3—5個有國際影響力的產(chǎn)業(yè)集群；制造業(yè)機器人密度實現(xiàn)翻番。到2035年，中國機器人產(chǎn)業(yè)綜合實力達到國際領(lǐng)先水平，機器人成為經(jīng)濟發(fā)展、人民生活、社會治理的重要組成。

可見，國產(chǎn)工業(yè)機器人最終要瞄準國際競爭。

為實現(xiàn)發(fā)展目標，吸引海內(nèi)外人才、吸收國際領(lǐng)先經(jīng)驗，是國產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該具備的視野；跨國并購也是打造全球產(chǎn)業(yè)鏈的可行路徑。

近年來，埃斯頓就已先后收購、控股及入股了多家海外企業(yè)，快速打通了全產(chǎn)業(yè)鏈，并形成一定規(guī)模。埃斯頓還建立起歐洲研發(fā)中心。錢巍表示：“公司大力吸引國內(nèi)外優(yōu)秀人才，已擁有來自美國、日本、英國、德國、意大利等國家的智能核心控制部件及解決方案，建立了機器人和智能制造方面的技術(shù)專家支持團隊，著力構(gòu)建具有全球競爭力的全球研發(fā)布局和多層級研發(fā)體系?！?/p>

珞石機器人也在去年開始了全球化策略，在日本成立了研發(fā)中心，積極吸收國際先進技術(shù)。韓峰濤說：“未來會加快全球研發(fā)布局，計劃在歐洲也成立研發(fā)中心，以期到2025年，在技術(shù)能力上追趕至國際一線水平。”

在“十四五”時期，國產(chǎn)工業(yè)機器人會拓展到哪些應(yīng)用領(lǐng)域，又將為中國制造帶來怎樣的改變？

宋曉剛指出，“十四五”時期，工業(yè)機器人領(lǐng)域?qū)⒅攸c研制面向汽車、航空航天、軌道交通等領(lǐng)域的高精度、高可靠性的焊接機器人，面向半導體行業(yè)的自動搬運、智能移動與存儲等真空（潔凈）機器人，具備防爆功能的民爆物品生產(chǎn)機器人，AGV、無人叉車，分揀、包裝等物流機器人，面向3C、汽車零部件等領(lǐng)域的大負載、輕型、柔性、雙臂、移動等協(xié)作機器人，可在工作區(qū)域內(nèi)任意位置移動、姿態(tài)可達、有靈活操作能力的移動操作機器人。