“前幾天,我看了一份材料,說‘機器人[-1.16% 資金 研報]革命’有望成為‘第三次工業革命’的一個切入點和重要增長點,將影響全球制造業格局,而且我國將成為全球*大的機器人市場。”6月9日,在中國科學院第十七次院士大會上,中國國家主席習近平發表講話,其中特別強調了機器人產業。“但我們的技術和制造能力能不能應對這場競爭?”
正如習主席所強調的,作為一國尤其是大國核心競爭力的制造業,正在被重新定義,也面臨著新一輪的全球洗牌。
而集工業設計與制造能力、智能控制研發能力等于一身的機器人,正改變著制造業的傳統內涵與外延,也扮演著多個大國搶占世界經濟高地的戰略角色。
這方面,日本正在加速布局。
6月19日,日本首相安倍晉三先后視察了埼玉縣加須市的Glory公司工廠(一家鑄幣企業)和東京都內的護理院。在隨后的記者采訪中安倍強調,將把機器人產業作為經濟增長戰略的重要支柱,希望通過發掘機器人的可能性實現日本經濟的增長。
對起步已晚的中國來說,要在機器人競爭中實現后發先至,不僅需要政策、資金與資源的傾斜,更需要培育創新能力,而這將涉及國民思維、教育和政經體制脫胎換骨式的破與立。
核心技術是中國軟肋
作為工業機器人家族里的一員,“注塑機上下料機械手”是中國家電業巨頭海爾生產線上的“資深員工”,基本職責是對電腦、電視等電器的塑料外殼進行上料、裝夾、下料。
但是,“注塑機上下料機械手”,即便從名字來看,就很難將它和想象中的“機器人”聯系起來,實物也印證了這一點:它既沒有變形金剛的炫酷,也沒有機器人瓦力(電影《機器人總動員》的主角)的呆萌。
但海爾這個名字超長的機械手,確實符合國際通行的“機器人”定義:它是一種自動化的機器,具備一些與人或生物相似的智能能力,如感知能力、規劃能力、動作能力和協同能力,是一種具有高度靈活性的自動化機器。
海爾機器人的應用是中國大型家電企業當下的共同做法。據海爾哈工大機器人技術有限公司總經理、哈工大機器人研究所教授李瑞峰透露,起初,海爾從日本、中國臺灣引進機器人,然而過高的成本阻礙了進口機器人在生產線上的大規模應用。1999年,海爾集團聯合哈工大成立了海爾哈工大機器人工程研究中心,開始進行機器人技術的聯合開發。
“校企合作”是目前中國機器人研發比較普遍的模式。企業對機器人和自動化生產線提出需求,交由高校研發。高校根據企業的要求進行調研、分析、論證,通過分析做出設計方案,再依照方案進行細化,設計電路、編程等。然后投入加工,進行調試,驗證各項指標,如活動范圍、負載重量、精度等。
整個研發過程需要兩到三年,不過收效明顯。相比此前的人工操作,海爾的機械手能夠控制生產節拍,提高了生產效率;可以通過修改程序和手爪夾具迅速改變生產工藝,免去了對員工進行培訓的時間;自動化生產線使得零件質量大大提高,特別是工件表面更美觀。
但這僅僅是機器人產業發展的初級階段。和一些發達國家相比,我國機器人研發的軟肋仍在核心技術上。
“一個原因是,沒有從基礎開始研發。比如電機、減速器、數控技術,這些單元技術(基礎元器件)是制約我國機器人發展的一個瓶頸,目前主要依賴進口。就像手機一樣,攝像頭是國外的,GPS也是,核心技術都是國外的,利潤都被別人拿走了。”北京航空航天大學機器人研究所所長畢樹生說。相比之下,國外機器人發展的歷史較長,技術積累雄厚,一些公司原來從事的就是伺服電機、減速器、數控系統等單元技術的研發。這些恰恰是機器人的關鍵,很容易應用到機器人上。
此外,政策支持和軟件差距也在一定程度上制約了機器人的發展。前者的作用不言而喻,但和機械本體相比,如何設計一個程序有效地控制機械也尤為重要。
在日本,有相關研究機構的大學共計107所,相關研究所的總數達到293間。這一數字大大高于國內的十數家機器人研究所(沈陽自動化研究所、上海交大機器人研究所、哈爾濱工業大學機器人研究所、中國科學院自動化研究所、西安交大人工智能與機器人研究所、北航機器人研究所、北京理工大學智能機器人研究所、北京機械工業自動化研究所、南京機器人研究院、機器人技術研究中心)。而且,中國的研究機構與產業中心相距甚遠,在一定程度上,也導致了他們難以接上產業集群的地氣。
日本占據中國一半市場
從研究所出來的機器人新品,到生產線大規模應用,還需經歷“二次開發”。
“剛研發出來的東西在使用過程中可能存在一些問題,要符合工藝流程、工人操作的簡便性、可維護性,各方面都需要一個完善的過程。必須對工業現場的需求有深入的了解,才能使一個產品*終在工業上可靠地應用,達到用戶的需求。”李瑞峰教授告訴時代周報記者。
這個“二次研發”的過程,理想情況下應由企業完成。因為高校產業化經驗不足,并不擅長測試可靠性、安全性等重復性工作。
但國內的機器人企業大多沒有穩定的研發隊伍,在技術上過分依賴高校及科研院所。“尤其一些中小型企業,帶著投機心理,如果政策導向好,政府資助,他們就愿意做。企業投入肯定希望盈利,總想在技術研發方面少投入一點,只負責生產、銷售,不愿意投入精力做二次開發。”畢樹生向時代周報記者介紹。
相比之下,國際上一些大型機器人公司,如ABB、庫卡,都有上百人規模的研究院。其中美國的模式是由高校、研究所設立項目,政府擇其優者進行扶持,到了一定程度企業開始介入繼續培育。有些企業會提前很多年資助高校的項目,積累的時間比較長,土壤比較成熟。
國際機器人聯合會的數據顯示,2012年,全球平均工業機器人使用密度(每萬名產業工人擁有的機器人數量)為55臺。韓國每萬名工人擁有347臺機器人,日本為332臺,而在中國,這一數字僅為21臺。
差距意味著市場。從2002年開始,中國工業機器人年累計安裝量增長速度幾乎都超過30%。相關數據顯示,從2002年的2152臺發展到2012年的96387臺,即便受金融危機影響的2009年,中國工業機器人累計安裝量增長率也達到17.38%。
在珠三角地區更加突出。深圳機器人協會會長畢亞雷曾介紹,珠三角地區機器人使用的年增速已達到30%-60%,尤其在裝配、點膠、搬運、焊接等工業領域,從2012年開始加重電子制造自動化板塊的拓展后,工業機器人廠商增長非常快。
全球機器人2013年銷量的70%集中在5個國家,即日本、中國、美國、韓國和德國。按當前的發展趨勢,國際普遍預測今年,中國將成為**大機器人需求市場。
基于中國人口總量的優勢,在數字上,今年,中國的機器人新增需求有望突破4萬臺。“世界**機器人市場的地位已經確立,占全球機器人市場總比重超過20%。”中投顧問高級研究員賀在華對時代周報記者表示。
但國際機器人技術聯合會(IFR)的數據顯示,盡管2013年中國共采購了36560臺工業機器人,首次超過日本成為全球*大的工業機器人市場,但是領先的4家中國工業機器人制造商的產品,僅占中國市場5%的份額,而日本公司的產品,卻占據了中國市場一半的份額。
中日戰略競爭
日本目前仍然是使用工業機器人數量*多的國家。據統計,2012年,日本擁有31萬臺工業機器人,居世界**,中國擁有量約為9.6萬臺。
在日本,代表性的機器人企業不乏歷史悠久、技術積累雄厚的大公司。除了東芝、川崎重工、三菱重工等人們熟悉的大型工業企業外,還有一批以機器人制造聞名世界的企業。如世界*大的機器人制造商FANUCL,人們經常可以在電視新聞上看到該公司的焊接機器人,它們被用于多家日本汽車制造商的流水線上。另一個著名企業是1977年研制出全世界**臺全電動工業機器人的安川,其擁有超過30多年的工業機器人研究及投產歷史。安川是*早將工業機器人應用到半導體生產領域的企業。
據日本機器人工業協會發布的《21世紀日本機器人機器人產業》報告,由于優質的工業機器人具有國際競爭力,出口持續增加。2000年以后,出口已占日本工業機器人產業的過半產量。
盡管安倍提出機器人戰略,容易讓人以為日本是一個后發國家,但實際上在機器人產業和研發領域,日本可以說是一定意義上的發達國家,甚至可以說是**機器人大國。
1967年,日本川崎重工首先從美國引進機器人及其技術,并于1968年試制出**臺國產工業機器人“Unimate”。1980年,日本工業機器人的產值達700億日元,同比增長185%, 該年被產業界人士稱為“工業機器人普及元年”。
2008年,日本生產的工業機器人有62%用于出口;而到2010年,這一比例上升至73%。據日本機器人工業協會統計,2013年日本工業機器人生產總額約為4000億日元,其中出口2800億日元。
日本機器人產業和科研的發展,離不開一系列政府法規的促進。
早在1971年,日本就頒布了《機電法》,規定了工業機器人制造業的應用對象行業和種類。1980年又先后制定了“財政投資融資租賃制度”和“中小企業設備現代化貸款制度和設備借款制度”,成立了日本機器人租賃公司(由機器人制造商和保險公司共同出資),國家和地方政府也設立了專門的基金為企業提供設備貸款。1984年,制定了機電一體化稅制,1985年又制定了高技術稅制,讓機器人研發和應用得到稅務優惠。
這一次,安倍希望日本機器人產值比現在增加3倍。他的計劃在日本獲得了多方面認同。
而在中國,近兩年對機器人產業政策支持也逐步加碼。
2012年以來,有關部委制定的規劃和專項政策陸續出臺,工業機器人產業的發展輪廓進一步明晰:2012年3月至4月,科技部相繼發布《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》和《服務機器人科技發展“十二五”專項規劃》。“十二五”期間,我國將攻克一批智能化高端裝備[1.80%],發展和培育一批高技術產值超過100億元的核心企業;同時,將研發工業機器人、自動化生產線、流程工業的核心工藝和成套裝備,重點培育發展服務機器人新興產業,重點發展公共安全機器人、醫療康復機器人、仿生機器人平臺和模塊化核心部件等任務。2012年5月,工信部發布了《智能制造裝備產業“十二五”發展規劃》。
2012年7月,國務院發布《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》,提出要大力推進自動控制系統、工業機器人、關鍵零部件等裝置的開發和產業化。2013年12月30日,工業和信息化部正式下發了《關于推進工業機器人產業發展的指導意見》,明確,到2020年,形成較為完善的工業機器人產業體系,培育3-5家具有國際競爭力的龍頭企業和8-10個配套產業集群;工業機器人行業和企業的技術創新能力和國際競爭能力明顯增強,高端產品市場占有率提高到45%以上,機器人密度達到100以上,基本滿足國防建設、國民經濟和社會發展需要。
“國家層面不斷釋放利好消息,工業自動化、精密儀器、高端裝備制造等領域的產業政策、稅收政策逐步落實,進一步刺激了工業機器人的需求量。”賀在華對時代周報記者表示。
警惕產業化炒作
受政策利好影響,中國各地政府紛紛表示要支持發展機器人工業。
2013年6月,5家機器人重點企業攜手中科院重慶綠色智能研究院,與重慶兩江新區簽訂正式投資協議。根據重慶市委、市政府的目標,重慶兩江機器人產業園到2015年,集聚30家以上企業,形成4萬臺工業機器人整機及關鍵零部件、年產值200億元的生產能力;到2020年,集聚200家以上企業,形成10萬臺工業機器人、100萬臺服務機器人、1000臺特種機器人的年產能,實現年產值500億元。
2013年底,浙江率先實施機器換人工程,計劃在未來5年,每年實施5000個機器換人項目,實現5000億元機器換人投資。
江蘇省則提出,到2017年,該省工業機器人產業規模要達到1000億元。
就在6月25日,廣東東莞出臺加快推動工業機器人發展意見,提出打造2-3個工業機器人產業園和6-8個智能裝備產業集聚區,成為廣東省乃至中國具有競爭力和影響力的工業機器人產業基地和智能制造示范城市。
“現在的狀況,我感覺對機器人的產業化炒作有點過熱,激情有余,理性不足。在技術研發、產業基地建設等方面重復性投資現象嚴重。”畢樹生看到,有些地方政府劃地蓋樓,要建設機器人產業園,但對于技術積累、研發能力、市場化的歷程沒有很好的估計。有些企業研發能力很弱,對機器人的產業化難度估計不足。“不像軟件或者IT行業,機器人從研發到產業化需要較長時間的積累。機器人是一個門檻很高的行業,大家應該理性一點。不管是資金,還是研發隊伍,都應該經過仔細的論證。如果確保有足夠的能力,參與進來肯定是好事。”
“我國機器人產業多由政策層面推動,企業的自主研發能力明顯不足,市場化、產業化的前景也相對不高,大量投資難免有跟風嫌疑,有關部門應當及時出臺明細的產業規劃,避免機器人行業重蹈光伏業的覆轍。”賀在華說
隨著智能化時代的到來,機器人已悄然躍出電視屏幕,成為新一輪工業革命的“領跑者”。昨天,記者從重慶市機器人與智能裝備產業發展聯盟獲悉,9月11日至13日,西部規模*大的機器人展覽會將在悅來國際博覽中心舉行,來自全球各地的新型智能機器人將輪番登場,讓重慶市民大飽眼福。
“2014年西部國際工業自動化及機器人展覽會”將由市機器人產業聯盟與重慶中環盛世商務會展公司聯合舉辦。此前在今年3月,市機器人產業聯盟與中環會展公司已聯合舉辦了一場西部僅有的工業自動化機器人展,現場交易十分火爆,共吸引了14857位專業觀眾,分別來自工業自動化、汽車制造、摩托車制造、機械加工等領域,其中有43%的專業觀眾與參展商達成了合作意向。
市機器人產業聯盟秘書長王瑞透露,從去年起,中國已經成為全球*大的機器人買家。世界機器人聯合會(IFR)的統計數據表示,2013年中國共購買了36560臺工業機器人,相比2012年增加近60%,而日本以26015臺位居第二,美國排在第三位。這是中國首次趕超日本,成為全球機器人購買量*大的國家。也就是說,在2013年,全球每售出5臺工業機器人,其中就有1臺被中國買走。
而在重慶,由于人力成本的增加,也有越來越多的企業選擇引進機器人設備,特別是各種機械手、流水線機器人等。市機器人產業聯盟的調查顯示,到2015年上半年,重慶的機器人整機需求量已達上千臺。
截至記者發稿時,號稱全球機器人“四大家族”的ABB、庫卡、發那科、安川四家企業中,已有ABB、庫卡、發那科三家決定參展,此外,西門子、新松、三一高、嘉騰、廣州數控、博美德、重慶鐳寶、慧來智能、元譜機器人、巨輪股份(002031,股吧)等50多家機器人生產知名企業也已確定報名。這次展覽面積達7800平方米,已成為西部*大的專業機器人展覽。 |