我國機器人發展的最好時光
4.6萬臺,是中國迄今為止累計安裝的工業機器人數量,而其中進口的國外品牌超過了一半。
盡管面臨著產業鏈不完善、缺乏核心部件等重重困難,但這個小得幾乎不成產業的產業仍然爆發出巨大的能量——它正以每年近30%的速度增長,未來3?5年將帶動超過千億元的配套產業。
適應“十二五”規劃中產業升級和制造業轉型的要求,以及市場需求的增長,濃縮了高端制造和電子信息產業的機器人正迎來發展的春天。終有一天,中國機器人的星星之火將會燎原。
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不過,對于制博會上大多數專業觀眾來說,這樣的比賽雖然熱鬧,卻不是他們關注的焦點,他們更看重的是體積更龐大、工藝更復雜精密的工業機器人。在制博會上,瑞典ABB、日本川崎、發那科、德國庫卡,以及中國的新松公司等國內外主要機器人廠商悉數參會,來自韓國的機器人企業還在制博會現場設置了展臺。
“制造業越來越強調生產效率和工藝,焊接、涂裝等生產線必須要依靠機器人才能完成,所以每年我們都會來參加制博會,關注最新的技術和產品。”一位來自汽車行業的觀眾告訴記者。
今年4月,工業和信息化部、科技部、財政部、商務部和國資委等聯合印發了《關于加快推進信息化與工業化深度融合的若干意見》,其中明確提出要推動生產裝備智能化和生產過程信息化,加快建立現代產業體系,同時也提出要提升信息產業,支撐兩化深入融合能力,促進信息產業加快發展。“這將為中國機器人產業的發展帶來更好的契機。”工業和信息化部電子科學技術情報研究所所長李穎表示。
“智能制造裝備集中了新興傳感器、儀器儀表、工業機器人等核心關鍵技術,工業機器人的研發和制造是智能制造裝備中一個重要的領域。”
作為本屆制博會最受關注的論壇,由工業和信息化部電子情報所主辦的“中國國際機器人產業發展研討會”邀請了北京航空航天大學教授兼“十一五”國家863計劃先進制造技術領域專家組組長王田苗、哈爾濱工業大學教授兼機器人研究所副所長李瑞峰、國務院發展研究中心研究員陳寶國、南開大學機器人研究所副所長趙新等國內機器人專家,也吸引了ABB、庫卡、發那科、史陶比爾、韓國CNC,以及國內的奇瑞裝備公司、未來伙伴機器人公司等業界代表,共同探討了中國機器人產業發展的現狀和前景。
正如李瑞峰教授所說:“工業機器人已經成為制造業中最重要的裝備之一,是衡量一個國家制造水平和科技水平的重要標志。而中國的機器人產業,雖然還只是星星之火,卻正呈現出燎原之勢。”
不匹配的“小”產業
1954年,世界上第一臺可編程機器人的誕生,讓人們認識到機器人可以成為工業生產的主力。但中國的機器人產業卻遲來了30多年。
1986年,“863計劃”制定了工業機器人發展計劃,一汽集團、哈爾濱工業大學、沈陽自動化所等單位,都相繼進行了工業機器人探索,開發出了一系列產品。到了“十一五”期間,在機器人模塊化、體積、結構、設計、功能部件等基礎技術領域,都逐漸取得了突破。
例如在理論研究方面,在機器人運動學、動力學、構成研究、綜合算法、傳感器編程等領域,基本上掌握了工業機器人所有的關鍵技術;在關鍵元器件的開發方面,我國自行研究出交流、直流伺服電機和驅動系統;在器械方面,交叉組織軸承等領域也有了一定基礎;在系統設計方面,開發了多CPU、分機控制、網絡化控制等;而在成套裝備上,我國已開發出點焊、弧焊、裝配、登記、搬運等一系列的機器人型號。
“可以說,在系統技術和機械器件等方面,我們已經打下了很好的基礎。”李瑞峰說。
而在產業化層面,上世紀90年代末,我國建立了包括沈陽新松、哈爾濱博實等9個機器人產業基地。經過近20年的發展,新松形成了5大產品線,成為國內創業板首批上市企業之一,也是目前機器人領域惟一的上市公司;博實機器人公司設立了工業機器人與成套裝備、精密作業機器人與裝備、教育娛樂機器人三大事業部,分別針對不同的機器人細分市場進行研發和市場推廣,其中碼垛機器人市場反饋非常好,目前能夠達到年產50臺的產能。
除了這些老牌機器人企業之外,奇瑞裝備制造公司與哈工大、北航等聯合開發的點焊機器人已經有超過30臺應用在了奇瑞汽車生產線上,并已使用了兩年多。而在此基礎上開發的
同時,奇瑞還與北航合作研究控制器和成套的碼跺機器人;2010年,西安北村精密機械有限公司與哈工大聯合開發的機床上下料搬運機器人已經成功研制出兩個型號,并于今年開始小批量生產;哈工大海爾機器人公司研發的多型號重型機器手累計銷售超過3000臺;浙江萬通科技的澆鑄機器人也于今年7月下線,最大能夠拓展至
此外,數十家國內新興企業正在進入機器人產業,除了傳統焊接和搬運機器人領域,還開發了醫療、外墻清洗、特殊空間作業、搶險救災等機器人。
數據顯示,截至2010年,中國工業機器人累計安裝4.6萬套。特別是2006年以來,國內每年新增部署機器人5000~8000臺套,年增長率接近30%。
盡管如此,中國機器人依然是一個名副其實的“小”產業。“相對于中國制造業大國和強國的地位,中國機器人產業的發展十分不匹配。”王田苗教授指出。
據了解,2010年中國裝備制造業工業總產值超過14萬億元,位居世界第一,已成為名副其實的裝備制造大國;而機器人的產值卻僅占全球機器人190億美元市場的4.5%。從工業機器人在市場應用角度來說,在工業機器人應用最集中的汽車行業,日本每1萬名生產工人中就擁有1700多臺機器人,在意大利則是1600臺;而在中國,每1萬名工人擁有的機器人數量還不足90臺。
此外,中外機器人產業的巨大差距還表現在市場競爭上。據了解,以目前工業機器人領域最常見的
對此,張相木司長強調,裝備制造業是為國民經濟發展和國防建設提供裝備的基礎性和戰略性產業,是各行業產業升級、技術進步的重要保障,更是國家綜合實力和技術水平的集中體現。作為智能制造裝備業的重要環節,中國的機器人產業需要被重視,并盡快發展起來。
突破產業桎梏
“大家都說新松是中國機器人產業的龍頭,但在我們自己看來,新松頂多是個‘蛇頭’,因為中國機器人產業太小了,但這種小,是有多種原因的。”沈陽新松機器人自動化股份有限公司總裁曲道奎告訴記者,從中國機器人誕生起,盡管有“
由于中國的工業基礎相對較差,無法生產必需的高性能材料,或是加工工藝達不到國外一流水平,因此基礎零部件無論是質量、產品的系列,還是批量化生產方面,都與國外的產品有較大差距,特別是在高性能的交流伺服電機、高精密度成套工藝方面的差距尤為明顯。這些差距導致關鍵零部件必須依靠進口,從而制約了國產機器人的價格競爭力——在一臺機器中,電機、伺服、傳動等核心部件占60%~70%,國內能做的部分很少,國產品牌的議價能力可想而知。
其次, 中國機器人缺乏大型支柱企業,更難以形成產業集群和規模效應。目前,國內除了新松、博實等少數企業,中國工業機器人還沒有形成自己的品牌,特別是像ABB、庫卡、發那科等在全球有競爭力的品牌。“盡管目前已經有一批企業從事工業機器人技術開發,但都沒有形成較大規模,也缺乏市場品牌認知度。”李瑞峰說。
而究其更深層原因,曲道奎認為,這與機器人行業本身的特點,以及中國國情有關。
“采用機器人,不外乎兩個原因:一是替代,比如在惡劣的環境下代替人們完成一些工作;二是拓展,作為人類的延伸,完成一些超出人類能力范圍的工作。”曲道奎說,替代并不是必須的,特別是中國巨大的人口紅利更加淡化了這種替代的必要性;另一方面,中國自實行市場經濟以來,主要以低成本、勞動密集的低端制造為主,這種經濟形態,對于革命性的拓展型機器人的需求也很低。
此外,機器人行業本身屬于力學、工業設計、電子信息、軟件、系統集成等學科的綜合,技術門檻較高,企業需要投入較大財力、物力培養或吸引人才,但市場空間卻很有限,因此陷入了很尷尬的境地——“小企業進來做不了,大企業進來吃不飽,形成惡性循環。別說形成完整產業鏈了,就是骨干企業培養起來也是困難重重。”曲道奎說。
與此同時,中國機器人多年來一直被歸類為“制造裝備”,沒有針對性的扶持政策,而賴以生存發展的產學研機制也較為松散。“科研機構開發的新技術、新產品,90%都停留在實驗室,僅有10%走向了市場。”國務院研究發展中心研究員陳寶國說,這既沒有以企業為主體,讓機器人技術以產業為導向發展,也缺乏一套技術市場化的進程,從而制約了產業化的發展。
對此,專家們紛紛建議,機器人企業和產學研聯盟要以市場需求為導向,抓住重點產品集中突破。例如,目前國內在汽車行業的點焊和弧焊,在物流、石化等領域的碼垛搬運機器人,還有數控系統上下料機器人應用相對集中,“那么,就應該圍繞這些產業進行攻關,以企業為主體,推動各種產業鏈的聯盟建設,形成強大的開發和應用隊伍,才能快速形成機器人產業。”李瑞峰指出。而以市場需求為導向的思路也要同樣作用于機器人技術,機器人企業可以從系統集成入手,根據市場需求開發機器人,進而細化到關鍵零部件的開發和制造。
另外,陳寶國還表示,國內機器人企業還可以從新興領域入手,如在電子、信息、生化制藥、清潔等領域的機器人應用,雖然比傳統工業機器人的需求量小,但利潤附加值卻遠高于工業機器人。
對此,趙新副所長認為,中國機器人產業應該吸取和借鑒IT產業的發展經驗,基于現有的工業機器人開發一些貼近消費者的產品。“PC的出現推動了計算機和IT產業的巨大發展,讓原本應用于工業的高性能計算走向民用,產生了巨大的示范作用。”趙新認為,機器人產業也需要革命性產品的出現。
市場需求顯現
按照計劃,目前擁有1萬臺機器人的富士康將在第一年內引入30萬臺機器人,保守估計,富士康每年至少要在機器人上投入300億元人民幣。這個消息讓中國機器人產業界興奮不已。
“這雖然是富士康的轉型措施,但也傳遞出一個明確的信息——中國機器人的市場需求正在顯現,并將快速增加。中國在未來一定會超過美國、日本和韓國,成為機器人消費的第一大國。”羅蘭貝格管理咨詢有限公司大中華區政府公共行業中心負責人葉指出。
首先,今年年初南方的用工荒、去年以來的軟件業漲薪等一系列事件都顯示,中國的人口紅利正在消失,制造企業正面臨著不斷提升的用工成本,而采用機器人,成本則低得多。王田苗教授給記者算了一筆賬,以汽車焊接為例,一個工人月工資6000元,一年收入約7萬元;而一個成本35萬元的機器人,每年再加兩萬元維護成本,那么10年間,采用機器人的成本僅是普通員工的23%。
另外,中國的老齡化問題正在急速加劇。城市中60歲以上人口已經超過10%,65歲以上人口達到1.5億,預計到2015年達到兩億;同時,中國的殘疾人數量已經與德國總人口數相當,這些都將給醫療、服務,以及教育等家用機器人帶來巨大的市場機會。
在這樣的背景下,清潔用的掃地機器人已經進入了美國、韓國的尋常百姓家。針對全球范圍內的老齡化趨勢,奧迪公司推出了兩輪和獨輪的電動車、日本松下推出了床和輪椅一體化機器人,而在中國,臺灣科學管理部門工程處也在近日推出了一項“智能輪椅機器人”計劃,讓輪椅結合智能化與機器人的概念,協助老人或行動不便者行走。
與此同時,中國還有很多“個性化”的機器人應用。陳寶國指出,中國有5萬多個煤礦,屬于危害高發區,而礦難一旦發生,機器人將在搶險救災的工作中發揮巨大作用。為此,國家安全生產監督管理總局、國家煤礦安全監察局等單位已經特別把煤礦搶險救援機器人作為煤礦的標配,成為強行推進的行業安全標準。保守估算,僅礦洞機器人一項就蘊藏著數百億元的市場空間。據記者此前采訪了解,唐山高誠集團為此開發的礦洞搶險機器人已經進入量產階段,但目前的產能水平仍然難以滿足市場需求。
而從政策角度看,中國機器人產業發展也迎來了最佳時機。“十二五”規劃把加快轉變經濟發展方式和產業結構升級作為發展重點,而機器人將以產品增值空間大、產業帶動能力強、轉型提升作用好、提供就業機會多、創新觀念范圍廣等特點,將更加受到政府主管部門的重視。
“工信部正在編制的‘十二五’發展規劃將主要圍繞戰略性新興產業,其中就涉及智能裝備,特別是機器人的發展。在此前的基礎制造裝備重大科技專項中,我們已經陸續安排了機器人相關的課題研究。下一步,我們將建立統籌協調機制,進一步研究制定有關機器人的發展規劃,為機器人產業發展創造更好的條件。”工信部裝備工業司機械處處長王建宇表示。
機器人扶持政策建議
雖然處于起步階段的中國服務機器人產業前景十分廣闊,而且已經進入高速增長期,但由于技術和市場比較薄弱,仍迫切需要國家的重視和扶持。在
一.稅收優惠政策
相對于開展一系列項目和課題研究,對機器人企業而言,稅收優惠給予機器人企業的“營養”將更加持續,也是更為直接的催化劑,這將對培育和發展中國的機器人龍頭企業產生巨大的促進作用。
二.出臺相關標準
任何產業的發展都離不開標準,機器人產業也一樣。政府主管機構應該從產業發展的角度著眼,從國家戰略層面思考,逐步提煉、歸并和整理行業標準,并向國際標準進軍。標準的出臺,將給核心零部件攻關帶來好處。
三.合理調配 促進集聚
“十一五”期間,對于技術和項目的資助過于分散,沒有形成集聚性。因此,在“十二五”期間,應創新產學研聯合機制和利益分配機制,加速推進成熟技術市場化進程,同時加大共性的基礎性、前瞻性研發,例如加強產業園區和公共服務平臺的建設,為產業發展打下基礎。
四.加強人才培訓
機器人是人才資本密集型產業,但機器人應用、維護和維修人才嚴重缺乏,影響了機器人的大批量應用。這需要主管單位建立有效的行業協會技術溝通機制,加強人才的培訓,以促進基礎薄弱的中國機器人產業向良性發展。
2010年中國裝備制造業工業總產值超過14萬億元,位居世界第一;而機器人的產值卻僅占全球機器人190億美元市場的4.5%。
在歐美、日韓等國家,清掃、教育、保姆等服務型機器人已經進入百姓的家庭。