国内机器人产业快速崛起

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国内机器人产业快速崛起

罗百辉






　　连续19年蝉联全美首富的比尔·盖茨曾撰文，如果他现在是二十岁的话，肯定会选择机器人作为创业首选目标。他预言，机器人创业将会再现计算机产业的快速崛起之路，在不远的未来彻底改变人类的生产和生活方式。随着我国产业结构不断调整升级，全球制造业中心向中国转移，我国的机器人市场将会进一步扩大。

　　全球增速第一 国内机器人产业快速崛起

　　连续19年蝉联全美首富的比尔·盖茨曾撰文，如果他现在是二十岁的话，肯定会选择机器人作为创业首选目标。他预言，机器人创业将会再现计算机产业的快速崛起之路，在不远的未来彻底改变人类的生产和生活方式。

　　实现跨越 梦想照进现实

　　位于北京航天桥的电动车充换电站已经稳定运行一年多，这座由沈阳新松机器人自动化股份有限公司承建的换电站，专门为北京市的电动环卫车提供电池更换服务。

　　这里的核心工作系统是自动化电池交换系统，也称作自动换电机器人。电池即将耗尽的电动车驶入换电站，机械手臂将重达几百公斤的专用电池组从车上取出，放入电池库充电，再将充满电的替换电池装入电动车，全程无需人工介入。据工作人员介绍，一辆8吨的环卫车可以在4分钟内完成换装电池，16吨环卫车的换装电池时间可控制在8分钟以内。

　　华晨宝马沈阳工厂的自动化生产线上，AGV(移动机器人)精确地执行着配件及物料的运送任务。新松机器人副总裁、董秘赵立国介绍，AGV可实现汽车发动机、后桥、油箱等部件的动态自动化装配，与人工操作相比，具有成本低，产品一致性高的特点。另外，AGV作为自动移动平台，搭载摄像头、机械手臂、激光焊枪等终端设备后，可实现侦查、搜集、焊接等功能，应用领域极为广泛。

　　换电机器人和AGV只是工业机器人在具体应用中的缩影。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代化智能装备。国外工业机器人技术日趋成熟，目前已发展成为标准设备，被广泛应用于工业领域。

　　业内通常将工业机器人分为日系和欧系。日系的主要代表有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司；欧系主要有德国KUKA、CLOOS，瑞典ABB，意大利COMAU，奥地利IGM公司等。

　　“工业机器人在制造业的应用范围越来越广泛，其标准化、模块化、网络化和智能化程度越来越高，功能也越发强大，正朝着成套技术和装备的方向发展。在发达国家，工业机器人自动化生产线已成为自动化装备的主流。汽车、电子电器、工程机械等行业大量使用工业机器人自动化生产线，不仅节约了人工成本，而且能够确保产品质量和生产高效。”国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉接受《中外管理》记者采访时指出，随着工业机器人的智能化水平不断提高，其应用范围将朝着更深、更广的方向发展。目前，工业机器人已从传统制造业推广到诸如采矿、建筑以及水电系统维护等非制造业领域。此外，军事国防、医疗卫生、生活服务等领域，机器人也大显身手，如无人飞行器、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均为应用实例。

　　作为项目负责人主持过国家863项目“数字伺服驱动系统研究”，机器人技术国家工程研究中心副主任、沈阳新松机器人自动化股份有限公司总裁曲道奎博士主持并参与了中科院重大项目“集成化智能激光加工机器人系统”研究。据他介绍，我国机器人研究开始于20世纪70年代，与发达国家相比起步稍晚。以“七五”科技攻关为契机，特别是在国家“863”计划的支持下，经过十几年的研制、生产和应用，中国机器人产业从无到有，由弱变强，实现了跨越式发展。目前，国内相关科研机构和企业已经掌握了工业机器人的核心技术，国产工业机器人的性能参数、生产工艺完全可以比肩国际一流品牌的产品。

　　据了解，我国工业机器人市场主要集中在航空航天、汽车、汽车零部件、摩托车、电器、工程机械、石油化工、电力等行业。目前，国内市场上已有5万台左右工业机器人在服役，占全球总量的4.5%，保有量位居日、韩之后排亚洲第三，市场需求增速位列全球第一。

　　随着我国产业结构不断调整升级，全球制造业中心向中国转移，我国的机器人市场将会进一步扩大。有统计显示，2004年以来，国内机器人市场年平均增长率达到40%以上；2011年增长率达到51%，机器人新安装量达到23000台。国际机器人联合会预测，到2014年中国将成为全球最大的机器人市场。

　　成本倒逼 机器代替人

　　《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》明确提出，“十二五”期间我国将把工业、服务机器人作为战略新兴产业予以重点扶持。

　　规划指出，我国将攻克一批智能化高端装备，发展和培育一批高技术产值超过100亿元的核心企业，将重点发展公共安全机器人、医疗康复机器人、仿生机器人平台和模块化核心部件等四大方向。在政策扶持下，以机器人为核心的智能装备制造业将迎来前所未有的市场机遇。

　　“用工荒”、“高成本”等因素交织叠加在一起，凸显了当前中小企业的生存困境，同时也“倒逼”有潜质、有能力的企业在转型升级的阵痛中寻找新出路，市场将重新洗牌。罗百辉认为在用工成本大幅上涨的背景下，使用机器比使用人工效率更高、成本更低，而且有助于提高产品质量。

　　近两年，国内各省、市设定的最低工资标准均有所上调。其中，广州市的月度最低工资涨幅为20%左右，上海为15%，其他省市上调幅度在10%-20%之间。我国制造业企业大多属于加工贸易型企业，产品附加值低，毛利率不高，人力成本大幅上升压缩了加工企业的盈利空间，成本倒逼制造商向智能、高效模式转型。据罗百辉称，我国工业机器人应用在“十一五”期间发展较快,从2004年3493台的年装备量,增长到了2010年的14978台,年复合增长率达27.5%。随着我国“人口红利”的消失，普通劳动力短缺，劳动力成本持续上升，工业机器人的应用领域正逐渐从航空航天、汽车制造、电子信息等高端领域向普通加工制造企业延伸。例如，我国自动化立体仓库每年将新增40-60座，与之对应的用于物流、搬运的移动机器人市场也将保持高速增长。预计到2025年，国内机器人市场将达到500亿元，以工业机器人为代表的高端智能装备行业进入高速成长期。有关行业专家预计，未来5年我国工业机器人市场需求年复合增长率有望超过25%。

　　2006年以来，我国工业机器人市场开始启动，国内市场需求强劲，年新安装工业机器人为5000-10000台。2009年受金融危机影响，工业机器人新安装数量增速减缓，但2010年就出现了强劲反弹。预计2012-2015年需求增速将达到30%以上，2013年工业机器人市场需求将达到8.5万台。

　　随着机器人技术的不断更新，人与新型机器人之间的交互式控制、机器人感应系统以及机器人视觉系统的完善，将满足用户更高、更广泛的市场需求，专用机器人的装备数量将大幅上升。据专家测算，2010-2013年将新安装80000台专用服务机器人，主要集中在救护和保安机器人、农业机器人、物流系统、检测机器人、医疗机器人和多功能移动机器人平台等领域。

　　短兵相接 与狼共舞争市场

　　目前，世界工业机器人装机总量已达到一百多万台，主要分布在日本、美国、德国等发达国家。以汽车制造业为例，每万名生产工人占有机器人的数量，日本为1710台，意大利为1600台，法国为1120台，西班牙为950台，美国为770台，中国还不到90台。如果考虑到制造业整体对机器人的需求，中国工业机器人市场潜力巨大。有鉴于此，国际机器人产业巨头纷纷在华建厂，全力拓展中国市场。

　　中国机器人生产企业面临着机遇与挑战：一方面是巨大的市场空间；另一方面则是要与狼共舞，跟国际巨头短兵相接，争夺市场。

　　新松机器人总裁曲道奎表示，机器人的制造及应用水平，代表了一个国家的制造业水平，发展机器人产业应上升到国家战略高度。机器人的广泛使用是我国从制造业大国走向制造业强国的重要手段和途径。

　　近年来，国家有关部门加大了对工业机器人产业的关注程度，“十二五”规划中明确了对工业机器人产业予以重点扶持。目前，我国机器人产业化正处于关键的转折点，如果政府能够在基础科学方面组织攻关，在市场开拓方面给予国内优势机器人生产企业更大的扶持力度，我国机器人产业将步入发展快车道。

　　业内专家认为，工业机器人是一种典型的实践性技术，应用是技术进步的动力。目前，我国已经能够生产具有国际先进水平的平面关节型装、点、搬运、码垛机器人等系列产品，不少品种已经实现了小批量生产。但在基础零部件制造方面还有一定的差距，特别是高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显，造成关键零部件长期依赖进口的局面，影响了国内机器人生产企业的竞争能力。

　　巨大的市场需求和复杂的竞争环境给我国的机器人产业带来了前所未有的机遇和挑战。在政策扶持和市场需求强劲的大背景下，如果能在发展中解决存在的问题，“中国制造”的机器人将走得更快、更远。

　　机器人与第三次工业革命

　　以化石燃料为基础的第二次工业革命正进入尾声，人类社会即将迎来第三次工业革命，与之相适应的经济结构将发生深刻变化。

　　第一次工业革命起源于18世纪英国，重要标志是以蒸汽机为动力的机器代替手工工具，人类社会的劳动生产效率大幅提高。19世纪末、20世纪初，随着电力的广泛使用，人类开始进入到第二次工业革命阶段。石油的大量开采、内燃机技术的发展，特别是以汽车为代表的新交通工具的普及，二战后第二次工业革命开始逐渐步入巅峰。

　　进入21世纪后，碳排放让自然环境的承载能力达到了极限，生产效率不能覆盖劳动力成本，发达经济体资产负债表急剧恶化。特别是2008年金融危机以来，尽管美国采取了量化宽松、扭曲操作，欧洲推出了稳定机制，欧洲央行宣布将启动“货币直接交易”，中国也祭出了4万亿投资，但全球经济仍无法走出增长率下滑、失业率居高不下的困境。究其根本原因，是旧有的经济模式难以为继。

　　全球经济依靠美国消费，中国等新兴工业化国家生产，澳大利亚、巴西提供资源的模式，已被彻底颠覆。20年前，美国普通家庭债务占其收入的比例是83%；10年前，这一比例上升到92%；2007年，这一比例已超过130%。2010年，美国家庭负债与国内生产总值的比率是100%；而上个世纪90年代中期这一比率是65%。美国已进入负储蓄时代，美国消费者无力依靠自身的购买力支持全球经济增长。其结果是，中国顺差减少，甚至外储绝对数额开始下降；铁矿石价格、波罗的海指数一路下行。

　　在此背景下，美国提出了“新工业革命”，欧洲提出了“再工业化”，中国提出了“重点扶植7大战略新兴产业”。英国经济学家保罗·麦基里认为，以互联网、新材料和新能源为基础，“数字化智能制造”为核心的第三次工业革命即将到来，而“数字化智能制造”的主体就是工业机器人。

　　机器人的核心技术是运动控制技术。工业机器人基本沿着两个路径在发展：一是模仿人的手臂，实现多维运动，在应用上比较典型的是点焊、弧焊机器人；二是模仿人的下肢运动，实现物料输送、传递等搬运功能，例如AGV搬运机器人。随着微电子、新材料、控制、传感交互等新技术的发展，通过软件优化，机器人的功能将更加强大。

　　中国工业机器人的研制、生产起步于20世纪70年代，比发达经济体晚20年，但拥有后发优势，进步较快。国内长期对进口机器人设备实行零关税，中国生产企业从出生就与狼共舞。在残酷的市场磨砺中，中国机器人生产企业稳步成长，其中优势企业的技术和产品均处于全球第一集团。

　　据沈阳新松机器人自动化股份有限公司总裁曲道奎介绍，对企业而言，国内市场就是国际市场，公司国内、国际市场的竞争对手主要是安川、库卡等国际寡头。在底特律美国通用汽车生产线上，新松的产品与安川、库卡生产的机器人同台竞技。中国机器人生产企业欠缺的是大型柔性生产线的成套经验。但这个不难，我们有技术、产品和市场，需要的是时间和积累。

　　拥有处于全球第一集团的机器人生产企业，拥有全球最大的工业机器人市场，在国家基础科学攻关成果的支持下，中国机器人生产企业领跑第三次工业革命也许不仅仅是期待与梦想。