導讀:進入21世紀以來,全球制造業(yè)正在向自動化、集成化、智能化、綠色化方向發(fā)展。作為智能制造的主力軍,工業(yè)機器人不斷從汽車制造領域向機械、建材、物流、食品乃至航空、航天、船舶制造等領域滲透。
2014年6月9日,習近平總書記在兩院院士大會的報告中提到,“機器人是‘制造業(yè)皇冠頂端的明珠’,其研發(fā)、制造、應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。機器人主要制造商和國家紛紛加緊布局,搶占技術和市場制高點”?!拔覀儾粌H要把我國機器人水平提高上去,而且要盡可能多地占領市場。我們要審時度勢、全盤考慮、抓緊謀劃、扎實推進”。
全球發(fā)展現(xiàn)狀:無人系統(tǒng)和仿生受關注
經過五十多年的快速發(fā)展,在發(fā)達國家中,工業(yè)機器人已經廣泛應用于汽車及汽車零部件制造、機械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料行業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等諸多領域。作為先進制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段,工業(yè)機器人已經成為衡量一個國家制造業(yè)水平和科技水平的重要標志。
目前,從全球機器人技術現(xiàn)狀來看,呈現(xiàn)兩大特點:其一,無人系統(tǒng)備受關注,仿生領域已成重點。在無人系統(tǒng)領域,典型代表為美國研制的RQ-4全球鷹無人機。作為目前先進的無人機,在伊拉克、阿富汗戰(zhàn)場上得到了廣泛應用。在仿人/生機器人領域,1999年日本本田率先研究雙足仿人機器人的預測運動控制,并在2000年發(fā)布了首款ASIMO機器人。在仿動物機器人領域,波士頓動力公司率先突破四足機器人復雜動力學建模、控制與驅動問題,于2005年推出了首款BigDog四足大狗機器人。其二,醫(yī)療康復漸成熱點,家用服務逐步成真。IntuitiveSurgical公司1999年首次發(fā)布達芬奇外科手術機器人。目前該系統(tǒng)在1450余家科研及醫(yī)院場所得到安裝使用。
從產業(yè)現(xiàn)狀來看,全球機器人發(fā)展有四個特點:首先,全球市場快速增長,工業(yè)應用獨占鰲頭。據國際機器人聯(lián)合會(IFR)統(tǒng)計,2013年全球機器人市場總規(guī)模達342.7億美元。其中,工業(yè)機器人市場規(guī)模約為290億美元,同比增長11.5%。其次,工業(yè)應用逐步拓展,服務應用漸成熱點。國外工業(yè)機器人企業(yè)的業(yè)務大多起源于汽車制造。近年來,工業(yè)機器人企業(yè)開始高度關注電子信息制造、食品加工、化工等傳統(tǒng)行業(yè)中的機器人應用。機器人應用也正從工業(yè)領域向國防軍事、醫(yī)療康復、助老助殘、家居服務等領域迅速拓展。其三,跨國企業(yè)優(yōu)勢明顯,大型企業(yè)發(fā)展全面。目前,跨國企業(yè)在核心零部件、整機、系統(tǒng)集成等機器人產業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)均有明顯優(yōu)勢。例如在減速器領域,應用于工業(yè)關節(jié)機器人中的諧波減速器基本被日本哈默納科一家公司壟斷。在工業(yè)機器人整機領域,發(fā)那科、庫卡、ABB、安川四大企業(yè)是全球市場的絕對強者。第四,互聯(lián)網企業(yè)頻發(fā)力,機器人技術助發(fā)展。近兩年,國際互聯(lián)網企業(yè)大舉進軍機器人領域。以谷歌為例,2013年收購了8家機器人企業(yè),2014年初又收購了人工智能公司DeepMind和智能家居公司Nest。谷歌還持續(xù)研發(fā)無人駕駛汽車,并取得較大進展。虛擬業(yè)務與現(xiàn)實業(yè)務相結合,是谷歌獲取持久發(fā)展力的重要途徑。
機器人產業(yè)越來越受到世界各國的高度關注。主要經濟體紛紛將發(fā)展機器人產業(yè)上升為國家戰(zhàn)略,并以此作為保持和重獲制造業(yè)競爭優(yōu)勢的重要手段。目前,日本是全球工業(yè)機器人生產規(guī)模大、應用廣的國家,其仿人機器人、家用機器人、服務機器人技術也十分領先;歐盟及德國在工業(yè)機器人和醫(yī)療機器人領域居于領先地位;韓國在服務機器人領域發(fā)展較為優(yōu)秀;美國主要優(yōu)勢在系統(tǒng)集成領域,特別是醫(yī)療機器人和國防軍工機器人。
我國機器人發(fā)展現(xiàn)狀:與世界平均水平差距較大
據國際機器人聯(lián)合會(IFR)統(tǒng)計,2004—2013年的十年間,我國工業(yè)機器人市場銷量的年均復合增長率高達29.8%。2013年,市場銷量達36560臺,同比增長30.4%,首次超過日本成為全球大工業(yè)機器人市場。國產服務機器人、特種機器人也開始形成一定競爭力。盡管如此,2013年我國每萬名制造業(yè)從業(yè)人員僅擁有25臺機器人,不到日本的十分之一,與世界58臺的平均水平也有較大差距。
目前,我國已在工業(yè)機器人的多個領域取得重要進展。新松機器人在自動導引車(AGV)等方面取得重要市場突破。博實股份重點在石化等行業(yè)的自動包裝與碼垛機器人方面進行產品開發(fā)與產業(yè)化推廣應用。廣州數控研發(fā)了自主知識產權的工業(yè)機器人產品,用于機床上下料等。奇瑞裝備與哈工大合作研制的165kg點焊機器人已在自動化生產線上開始應用。此外,安徽埃夫特、南京埃斯頓、安徽巨一自動化、常州銘賽、青島科捷自動化、蘇州博實、北京博創(chuàng)等企業(yè)在整機、系統(tǒng)集成應用與核心零部件方面也進行了研發(fā)和產業(yè)化推廣。
但也應看到,我國在高精度減速器、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等工業(yè)機器人核心零部件領域長期依賴進口。這嚴重制約了我國工業(yè)機器人產業(yè)的發(fā)展及國際競爭力的形成。
我國已在仿生機器人、康復機器人等領域開展了廣泛研究,并取得了一些成果。北京理工大學研制的“匯童”BHR及浙江大學研制的Wu&Kong仿人機器人連續(xù)對打乒乓球高可達110回合,機器人與人對打高可達140回合。在教育機器人領域,上海未來伙伴機器人有限公司于1998年推出全球首臺教育機器人產品AS-MII能力風暴機器人。
在特種機器人領域,我國在一些領域已形成發(fā)展優(yōu)勢。例如,在水下機器人領域,中船重工702所、中科院沈陽自動化所、中科院聲學所等多家單位設計完成的7000米級“蛟龍?zhí)枴庇?012年6月27日下潛大深度達到了7062.68米。在民用無人機領域,深圳大疆科技自主研發(fā)的系列產品,填補了國內外多項技術空白。其飛行影像系統(tǒng)已占據國內70%、全球50%以上的市場份額。在醫(yī)療外科機器人領域,北航機器人研究所聯(lián)合海軍總醫(yī)院于2003年設計出了適合輔助腦外科手術的機器人,截至2008年底已經成功實施5000余例手術。
我國機器人發(fā)展面臨挑戰(zhàn):同質化態(tài)勢明顯
由于需求旺盛、潛力巨大,中國市場成為全球主要機器人廠家的必爭之地。發(fā)那科、ABB、庫卡、安川、Staubli、Denso、Epson、Toshiba、Adept、三菱、Yamaha、川崎重工等,均在中國設立了分公司,并且大部分已在國內擁有工廠或計劃開設工廠。這些企業(yè)普遍以六軸或以上高端工業(yè)機器人為主,幾乎壟斷了國內汽車制造、焊接等高端領域。此外,國外核心零部件企業(yè)也抓緊搶灘我國市場,如納博特斯克近期將在中國投資50億日元建立新工廠,并計劃在2016年生產10萬臺精密減速器。
據美國IHS統(tǒng)計,2015年國際機器人整機廠商在中國的總產能將超過55000臺/年。加上本土企業(yè)及新進入者,2015年國內機器人整機產能將達到60000臺/年。
截至2014年5月,國內機器人企業(yè)接近400家,其中工業(yè)機器人企業(yè)353家,上市企業(yè)44家;從事機器人研究的科研院所達300余家。但迄今為止國內高校還沒有開設獨立的機器人學專業(yè),無法培養(yǎng)機器人技術和產業(yè)發(fā)展所需要的專業(yè)交叉、復合型、工程化專門人才。相對龐大的市場需求,雖然國內相關專業(yè)畢業(yè)生隊伍龐大,但推動成果轉化和應用的專業(yè)研發(fā)人才、設計人才、應用人才尤其是領軍創(chuàng)業(yè)的復合型人才奇缺。目前國內現(xiàn)有機器人研發(fā)人員約1.5萬人,行業(yè)工程師約2萬人,但我國機器人專家的國際影響力還相對較弱,鮮見能夠在相關國際組織任職的科學家,人才資源結構性短缺問題突出。
此外,在國家將機器人提升至戰(zhàn)略性新興產業(yè)之后,國內各地陸續(xù)出臺相關扶持政策,爭相打造機器人產業(yè)基地。截至2014年6月,全國已建或擬建的機器人相關產業(yè)園(基地)已超過30個,規(guī)劃總面積超過2.8萬畝,到2020年的規(guī)劃投資額超過5000億元。但總體說來,國內園區(qū)同質化競爭態(tài)勢較為明顯。
對我國機器人產業(yè)發(fā)展建議:協(xié)同、扶持
應加強技術路線頂層設計。成立中央機器人發(fā)展領導小組;發(fā)揮專家咨詢委員會支撐作用;制定國家機器人發(fā)展技術路線;出臺國家機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃;科學引導地方機器人產業(yè)發(fā)展。
協(xié)同創(chuàng)新是當下實現(xiàn)我國機器人技術突破和產業(yè)發(fā)展的根本途徑。該書建議在構建多方協(xié)同創(chuàng)新體系方面應完善國家科研項目運行機制;捋順高校科研成果轉化機制;構建協(xié)同創(chuàng)新產業(yè)生態(tài)體系,支持在細分領域具有核心競爭力的“隱形冠 軍”企業(yè)差異化發(fā)展;建立國家機器人技術測試平臺;建立國家機器人人才培養(yǎng)體系;加強機器人領域國際交流合作。
在WTO規(guī)則允許的前提下,對從事機器人研發(fā)和產業(yè)化的企業(yè)給予相應的政策扶持和鼓勵。具體包括:設立產業(yè)發(fā)展投資基金;開展稅收優(yōu)惠試點工作;支持國內品牌推廣應用;鼓勵國內企業(yè)收購外企等。
客服熱線:
0514-88310860
網址:http://m.wds168.com
傳真:86-514-88310830
E-mail:yzbaoda@163.com
地址:江蘇省寶應縣望直港工業(yè)園區(qū)
微信公眾號二維碼