机器人产业面临四大难题
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两会期间,工信部部长苗圩就我国工业机器人产业发展总体规划的问题接受媒体采访时表示,到2020年,计划培育3至5家具有国际竞争力的龙头企业和8至10个配套产业集群,高端机器人方面,国产机器人占到45%左右市场份额。
我国机器人发展现状如何?面临哪些瓶颈?机器人产业革命,又能否带来中国装备制造业的二次飞跃?
机器人产业发展风头正劲
据中国机器人产业联盟去年6月发布的中国工业机器人市场统计数据显示,近年来,中国工业机器人销售处于快速增长阶段。2013年,全世界共销售工业机器人17.9万台,其中中国市场销售近3.7万台,约占全球销量的1/5,总销量超过日本,成为全球第一大工业机器人市场。
受访专家指出,我国机器人产业发展迅速,一个主要原因是企业需求上升。
近年来,长三角、珠三角、京津冀每逢年节都要遭遇“用工荒”。许多企业反映,一方面,廉价劳动力确实在减少,用工成本不断攀升。
另一方面,“80后”尤其是“90后”作为新一代打工者登上历史舞台,他们普遍具有一定文化基础,追求生活品质,工作条件稍不如意或心情不好就可能换工作。目前,不少企业挖空心思用各种方法希望留住员工,同时也在认真考虑采用更多机器人。
去年8月举行的亚布力中国企业家论坛夏季高峰会发布的2014年上半年“中国企业家发展信心指数”显示,超过一半的企业家已准备用机器人来取代人工。
中国工程院院士蔡鹤皋说,中国要成为制造强国,就必须走自动化的路子。对世界先进工业化国家的发展进程研究表明,一国人均GDP超过5000美元时,通常便进入了工业化中后期阶段,此时必须在创新、技术、效率方面实现全要素的提升。中国人均GDP早在2011年便已达到5400多美元,正在从传统意义上的世界工厂向“智造”和“创造”转型,而东南亚国家等发展中国家也在凭借劳动力方面的低成本优势吸引国际产业从中国转移出去,这些都在倒逼企业不断提高效率,从而对机器人自动化装备产生了井喷式的需求。
沈阳新松机器人自动化股份有限公司机器人事业部总经理王金涛说,仅去年上半年,新松机器人公司订单就同比增长70%以上。为此,公司加快了新增产能的建设,去年9月正式投产的中国首条用机器人生产机器人的数字化生产线,年产工业机器人可达5000台。
随着人工智能技术的发展与应用的普及,移动代步、清理卫生、健康监控等具备特殊用途的机器人将创造更多的社会需求,从而激发不同人群的购买力。
以医疗与健康机器人为例,预计到2015年我国人口中60岁以上老人将达到2.16亿人,且每年平均增长600万人;14岁以下的儿童人数为2.2亿;此外,还有约6500万残疾人,其中轻中度残疾人约为6000万。这些群体都是智能移动、医疗健康机器人的潜在用户。如果按照10%的普及率、每台机器人造价1万元的标准计算,市场容量就有5000亿元。
近年来,我国政府各部门不断出台和完善促进机器人产业发展的政策。2012年4月,科技部出台《智能制造科技发展“十二五”专项规划》和《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》,提出“十二五”期间将重点培育发展工业和服务机器人新兴产业。
同年8月,财政部公示2012年智能制造装备项目拟支持单位名单,共有64个项目入围,其中相关的上市公司项目达到9个,明确体现了国家重点扶持机器人及工业自动化产业发展的态度。
工业和信息化部在2012、2013两年间先后印发了《高端装备制造业“十二五”发展规划》《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》,工业机器人成为“十二五”机械工业培育重点。
《瞭望》新闻周刊记者在走访中了解到,国内部分省市也在积极构建有利于机器人产业发展的平台。全国已有上海、天津、重庆等近数十个城市相继提出了打造机器人产业基地的构想。
在政府的大力推动下,我国机器人产业大致形成了四种类型的企业:
一是以日本发那科、安川电机、瑞士ABB、德国库卡为首的国际四大领军机器人企业,均已在我国上海等地设立了独资或合资企业;
二是以沈阳新松、广州数控为代表的自主品牌企业;
三是以上海电气、南京埃斯顿为代表的核心功能部件、关键零部件制造企业,其中也有一批以民营企业为主的本土企业;
四是机器人工程集成商,这一领域的企业规模大小不一,既有振华重工这样的世界码头自动化集成的巨型企业,也有一大批小型民营企业。这些企业构成了完整的上下游产业链条。
产业面临四大难题
近年来,国际上机器人主要制造商纷纷抢占我国中高端市场,而我国本土机器人产业整体科研水平仍然滞后,核心零部件技术含量低,只能在低端市场徘徊,国内市场大半被外企占据。
国际工业机器人四大行业巨头——ABB、库卡、安川电机和发那科在中国工业机器人市场占比高达70%,而且仍在不断强化布局优势。不仅如此,意大利、美国、韩国的机器人及配套企业也已布局中国主要地区。
统计显示,2013年国内企业销售工业机器人总量超过9500台,按可比口径计算销量较上年增长65.5%;外资企业在华销售工业机器人总量超过2.7万台,较2012年增长20%。内外资机器人的市场销售比为1∶3。
表面看,国产机器人在我国市场的增长速度较外资更快,但在价格、技术上处于绝对劣势。国家“863”机器人技术主题专家组组长赵杰坦言,国产机器人主要以三轴、四轴为主,仍然处于单价较低的工业机器人状态,主要应用于对性能要求较低的领域。
我国目前已是全球第一大机器人市场,但国内机器人企业的研发制造水平在国际竞争中仍处劣势,如RV减速机、谐波减速器、伺服电机与驱动、机器人控制器等工业机器人核心零部件技术仍未取得实质性突破,大多需要进口。由于零部件通用化程度低、供货周期长,导致国内机器人企业生产品种规格多、批量小,大多是非标产品,无法实现规模化生产。
下游应用企业反映,国内生产的机器人在可靠性、精确度和稳定性方面还存在问题。如国内机器人产品的平均无故障时间约为8000小时,而国外同类产品可达数万小时。两相比较,下游企业自然更愿意买质量可靠的国外机器人,客观上形成了“国退洋进”局面。
由于技术水平的欠缺,当前国内厂家生产的机器人大多只能用于一般机械加工和装配、码垛、搬运等对精度要求不太高的应用领域。而在汽车、电子等机器人应用较为成熟的领域,市场基本上被国外品牌垄断。
据中国机器人产业联盟统计,2013年销售的国内工业机器人中,近60%应用于搬运与上下料领域,涂层与胶封也占了相当大的比重;而外资机器人的市场主要在焊接与钎焊领域,几乎占其总销量的50%,相比之下,国内机器人中用于焊接的机器人不足其总销量的10%。据统计,截至去年6月,我国已建或拟建的机器人相关产业园(基地)达36个,产业园规划面积超过2.8万亩,机器人作为当地重点发展产业的城市有40多个,各地宣布到2020年规划投资总额超过5000亿元。
从本刊记者了解的情况看,近期政府和企业的投入力度都很大,国内上马企业众多,但企业良莠不齐,存在一定的盲目性和投机心理,部分城市提出的目标好高骛远,“虚火”旺盛。如2013年重庆市机器人与智能装备产业发展联盟成立,当地喊出了到2020年重庆机器人产业规模将达到1000亿~1500亿元的目标;天津公布到2015年机器人产业规模达到200亿元;沈阳抚顺新城2013年宣布要建全国最大的机器人产业基地,预计年产值500亿元。但2013年全年,我国的机器人整体市场规模还不到200亿元,即使按照专家预测的年均30%的复合增长率计算,市场也容不下如此多的企业和园区。
从现有产学研体制看,从事机器人研究的科研院所和成果数量很大,但实际转化率很低。
赵杰说,我国每年申请机器人技术相关专利、发表相关学术论文居世界首位,这说明我国工业机器人的研发力量明显提升。但机器人发明专利申请量排名前十的申请人中,国外申请人均为企业,而国内均为高校。研发主体集中在科研院所,不仅限制了成果的转化应用,最终也制约了技术创新。“机器人技术方面成果现实的转化率也就3%左右。”
哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室主任刘宏说,五年前他在德国时参与一个轻量臂项目,技术出来后,库卡花了1600万欧元买走,如今已在奔驰的生产线上大量使用了。但国产工业机器人应用的先进技术很少见。“同样是机器人,为什么军口863项目里的空间机器人就能大发展,民口就不行?就是因为军口资金集中,民口投入撒胡椒面,一盘散沙,效果肯定差。”刘宏说。
蔡鹤皋院士认为,产学研体制应以“产”为基础,赚了钱再支持“学”,现在的技术研究不是为了应用,关心的是立项、得奖,投进去的钱就打了水漂。
多措并举助推产业发展
随着国内市场的启动,机器人产业发展目前正面临着难得的历史机遇期。受访的业界人士呼吁,我国应好好把握赶超传统强国的契机,打造有利于机器人产业发展的环境,实现产业可持续健康发展。
国内战略性新兴产业研究机构高工产研认为,我国机器人未来发展空间巨大,对比美、德、日、韩四国制造业机器人密度,中国六大工业(汽车、电子电气、食品饮料、化工、塑料橡胶、金属制品等)制造业未来几年尚需108万~240万台工业机器人,占工业机器人总需求量的约70%。而以20万元/台的价格计算,工业机器人产值空间在3100亿~6880亿元。
“新一轮科技和产业变革的酝酿和推进,将为我国提供难得的‘赶超发展’契机。”工业和信息化部副部长苏波说,高端装备制造业是装备制造业的核心,是衡量一个国家产业核心竞争力的重要标志,必须高度重视,加快推进,力争在若干关键领域实现重大突破。
“近几年来,机器人应用已经从汽车、电子等高端行业逐步渗入到金属加工、卫浴五金、食品饮料等传统行业。”中国机器人产业联盟理事长、新松机器人公司总裁曲道奎介绍说,电子产品、电子通信正在成为汽车之后最重要的机器人市场,卫浴、厨具、陶瓷等作业环境较恶劣的传统行业,以及芯片、光伏、LED、生化制药等车间作业条件特殊的行业,机器人的优势均开始显现。
机器人产业既充满着机遇和市场的诱惑,又在政策环境建设、市场开拓、技术研发等环节面临着重重的困难和挑战,未来的发展之路到底该怎么走?
受访的专家学者、企业负责人认为,首先要打造良好的产业发展环境,充分尊重市场规律。曲道奎认为,国家鼓励企业创新应尽量用减税代替项目补贴,既让优秀企业有更多的留利来创新,还要避免项目资金的寻租风险。
其次,通过中长期的科研规划,解决产学研脱节问题,并给予基础研究充分重视。北航机械工程及自动化学院机器人研究所教授丁希仑分析说,国家一方面需要体制机制的变革,解决眼下产学研不畅的问题,让更多的成果转化为现实生产力,同时必须增加中长期科技投入,在基础研究上投入更多的力量,而不是舍本逐末去直接投项目。基础研究搞好了,10年或者20年后机器人就会有产出,产业自然就发展起来了。如果不重视基础研究,总是被动追热点,技术积累又不够,那就永远跟不上潮流。
第三,应探索启动应用市场并完善法律法规,拉动本土机器人产业。中科院合肥物科院先进制造技术研究所常务副所长骆敏舟说,我国应在了解全国基本面的前提下,制定切实可行的推广、应用机器人和促进机器人研发的倾斜政策,尤其是广大中小制造企业是拉动机器人需求的直接动力,应借鉴家电下乡的经验,考虑给予机器人下游用户一定的资金补贴,以鼓励购买和应用国产机器人。
第四,要把好审批关口,避免走光伏产业产能过剩的老路。对于潜在的产能过剩,除了市场的优胜劣汰,应指导有发展计划的园区认真审视自身能力,同时,尽快制定工业机器人行业准入标准,引导一批有技术实力、有研发能力背景的高端生产企业进入,将研发重点放在突破关键技术难点上,避免盲目投资和恶性竞争,保证产业发展的可持续性。LWLW
《瞭望》2015年第7-8期合刊
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