何壘、呂鵬宏
(浙江省發展規劃研究院,浙江杭州 310012)
浙江工業機器人產業發展的若干思考
何壘、呂鵬宏
(浙江省發展規劃研究院,浙江杭州 310012)
通過自動化工藝技術裝備改造更新傳統產業是制造產業優化升級和經濟持續增長的必然之選,工業機器人產業的發展就顯得尤為重要。本文指出,工業機器人產業是浙江工業經濟調結構、穩增長的戰略重點,其發展工業機器人有較為扎實的產業基礎條件,要堅持走市場牽引產業發展的道路推進浙江工業機器人產業發展,同時要注重產業鏈體系建設。
工業機器人;產業發展
2012年底浙江省委省政府在全國率先做出“全面推進機器換人”的決策部署,2013年正式提出“555機器換人”推進計劃,即未來五年每年實施5000個項目,投入5000億元投資,推進機器換人。作為這場產業轉型升級大戲主角——工業機器人產業的發展就顯得尤為重要。
工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的自動化裝備,是自動化領域“皇冠上的明珠”,代表著未來智能裝備的發展方向。隨著我國人口紅利逐漸消失,通過自動化工藝技術裝備改造更新傳統產業,已然成為我國制造產業優化升級和經濟持續增長的必然之選。
首先,工業機器人產業發展是工業經濟轉型升級的重要支撐。機器換人,必須要有相匹配的工業機器人產業作支撐。但是目前我國工業機器人產品主要被國外品牌壟斷,占據市場銷售前列是以國外品牌為主,如發那科、安川、庫卡、ABB等。2013年,我國工業機器人3.7萬臺銷量中本土品牌產品只有9000臺;尤其是在產業鏈上游的伺服電機、減速器、控制器等核心零部件自主生產能力較弱,往往需要進口。“機器換人”成本代價相當高,尤其是浙江省制造企業所用的中高端自動化設備,絕大多數來自國外,不僅價格高昂和需要二次改裝和調試,而且還易受制于人。
其次,工業機器人產業發展正在開辟一個新的經濟增長點。受益于強勁市場需求,中國已成為最大的工業機器人消費國。根據IFR最新數據,2013年全球工業機器人銷量17.9萬臺,同比增長12%;中國銷量達到了3.7萬臺,同比增長60%,占有全球20%以上的銷售份額;2014年上半年中國工業機器人進口數量規模達34714臺,同比增長92%。專家預計,工業機器人未來將迎來25%至30%的快速增長期;預計到2020年,機器人及系統產值約1000億元,帶動3000億元零部件市場。在當前傳統產業產能普遍過剩的背景下,掘力工業機器人勢在必行。否則,我們產業轉型升級成就了別人的高水平發展。
第三,工業機器人是高端制造裝備的典型代表,從“浙江制造”走向“浙江創造”,就必須在工業機器人產業占據重要位置。加快機器換人步伐,助推機器人產業,提升機器人技術,對浙江正在加快培育發展高端裝備制造業也至關重要。
在“機器換人”與國產替代進口的時代背景下,發展工業機器人產業將緊扣工業4.0時代的嶄
新脈動,一手支撐著傳統制造業智能化改造,一手在開拓工業經濟增長新空間,從存量調整和增量優化兩個角度加快促進工業經濟轉型升級。
作為東部沿海經濟發達地區,浙江省較全國多數地區更早體會到“成長的煩惱”,面臨更為緊迫的產業升級壓力和勞動力成本上升、用工荒等問題,也更早認識到工業機器人將成為新一輪產業發展的新熱點,機器人產業具有鮮明市場引導發展的特征。
一是浙江企業發展工業機器人的積極性高。市場嗅覺靈敏是浙江企業家的突出優勢,已有一批企業適應轉型要求積極投身工業機器人產業發展。以娃哈哈、錢江摩托、浪莎襪業等為代表的一批行業龍頭骨干企業基于自身產品競爭、生產線改造需要率先涉足研發并生產工業機器人;以中控集團、拓峰科技為代表的高新技術企業依托在控制、感知等方面的技術積累進軍迅速切入工業機器人產業領域;以均勝電子、慈星股份等為代表的民營企業通過技術引進、合資合作、并購重組等多種方式涉足工業機器人領域;企業轉型發展工業機器人的熱潮正在形成。
二是浙江工業機器人產業化已形成一定基礎。通過市場需求的引導,浙江省引進了若干國內外知名業機器人企業,先后引進建成史陶比爾(杭州)精密機械電子有限公司、嘉興瑞宏精密機械有限公司、杭州中科新松光電有限公司等,其中史陶比爾(杭州)公司的銷售額達10億元,杭州中科新松光電有限公司已成為沈陽新松南方研究創新中心及產業化基地。一批本土工業機器人企業快速成長,萬豐奧特是國家機器人重力澆注標準的起草單位,成功研發機器人澆注自動化系統,機器人澆注自動化裝備單元國內市場占有率超過70%,年制造工業機器人能力達到300臺;均勝電子收購德國普瑞及全球著名的工業機器人制造公司德國IMA,把國際工業機器人的先進技術引入國內,整合成具有全球競爭優勢的機器人生產、銷售、服務企業,新成立的公司年銷售額接近1億歐元。
三是浙江在工業機器人領域已開展技術積累和創新。貼近市場需求、服務產業升級是浙江工業機器人產業發展的動力,已出現從使用——應用研究——核心研發挺進的趨勢,在控制器、伺服驅動系統和傳感裝置等關鍵領域開展創新突破。中控集團先后承擔“仿人機器人感知控制高性能單元和系統”、“長期運行服務機器人的動態化境實時建模與更新”、“自主移動機器人動態環境地圖構建研究”等國家重大科技課題,已掌握全方位運動機構與規劃控制、雙足運動機構與規劃控制、機器人動態路徑規劃與避障等一系列國際上的先進技術;娃哈哈開發的“高速搬運機器人及其物流生產線關鍵技術與示范應用”項目被列入國家“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技專項,其技術已達到較高水平;萬豐奧特掌握有自主知識產權的機器人運動控制系統與軟件,工業機器人的重復定位精度與ABB等國際一流企業處于同一技術水平。中控集團、錢江摩托、萬豐奧特等企業建有機器人事業部或研究院,專門從事工業機器人關鍵技術研發和產業化。2013年在杭州成立了國內首個以應用促生產的“機器換人與機器人技術產業聯盟”。
四是浙江發展工業機器人有良好的產業配套條件。浙江在電子、機械,尤其是在物聯網、工業軟件等領域有特色優勢,能夠為工業機器人產業發展提供相對完備的配套支撐。在硬件制造方面,浙江已有相當規模和頗具特色的現代裝備制造業企業,基本能完成工業機器人體系制造任務;在軟件控制方面,浙江擁有中控科技、和利時等國內領先的工業控制軟件公司,船舶重工715所、浙江省機電設計研究院、杭州自動化技術研究院等優秀的科研院所,以及浙江大學、浙江工業大學、浙江理工大學等高校,擁有大量的軟件控制基礎資源;在傳感識別方面,浙江產業和技術更是處于國內領先地位,有中國電科(杭州)物聯網研究院、中科院杭州射頻識別技術研發中心等傳感器領域技術研發平臺,有中科院嘉興無線傳感中心、中國電科集團52所等科研機構和海康威視、銀江股份等上市公司;在系統集成方面,已擁有一大批在自動化與機器人產業相關的系統集成商,國自機器人、通靈自動化、拓峰科技等一大批企業都長期開
展系統集成工作。
浙江應抓住工業機器人產業發展的歷史機遇,在“機器換人”先人一步的基礎上,選擇科學發展路徑,先行集聚要素資源,率先開展研發和產業化培育,力爭進入全國第一方陣,盡快確立在國內工業機器人產業優勢地位。
客觀上講,浙江是工業機器人應用大省,據統計浙江使用的工業機器人總量占全國的15%,居全國各省(區、市)第一位,但浙江還不是工業機器人產業和技術強省,這決定了近期內浙江起步發展工業機器人不能走“技術—產業—市場”道路,而是反其道而行之,從近市場應用向核心技術攀登,從下游“系統集成”逐步向上游“核心部件”拓展,不斷提升工業機器人產業核心競爭力。
首先是加快壯大工業機器人集成系統。由于不同下游行業之間的系統集成差異較大,本地系統集成商通常在行業經驗、客戶關系、個性化服務能力等方面占據優勢。目前浙江工業機器人產業的企業主要集中在系統集成領域,這符合浙江省眾多產業技術裝備升級的需求。要圍繞浙江紡織、造紙、汽車、機械制造、食品、化工、物流等傳統制造產業“機器換人”需求,以交鑰匙工程為核心,主要依托史陶比爾、駝峰科技等公司,鼓勵和引導大型總集成總承包裝備制造企業與工業機器人企業合作。以精細化操作、人機協同操作、超柔性制造為發展方向,突破結構的模塊化和可重構化機器人技術,發展基于工業機器人系統集成的成臺套智能制造裝備,形成集系統設計、目標環境準備、子系統整合、機器人系統整合、測試和現場調試、實際運行、驗收和售后服務為一體的工業機器人系統集成鏈,化市場優勢為工業機器人產業優勢。
其次是培育發展工業機器人本體。如果系統集成是工業機器人商業化、大規模應用的關鍵,機器人本體則是工業機器人產業的基礎。從國內產業鏈看,系統集成商的壁壘相對較低,與上下游的議價能力較弱,市場規模大但毛利水平不高;機器人本體產品由于技術壁壘較高,則處于金字塔上層,目前產業情況是為外資品牌所壟斷。工業機器人系統集成領域的充分發展,必然要有強大的本體供應能力作保障。要結合浙江制造業工業機器人的應用需求,以焊接、移動、切割、包裝檢測、上下料等類型工業機器人本體為突破重點,主要依托萬豐科技、中控國自、新松光電、諾力機械、娃哈哈、錢江摩托等骨干企業,著力突破工業機器人自主導航、環境感知與傳感、人機交互、開放式控制系統、可靠性與魯棒性等前沿技術,發展直角坐標式、平面多關節型、空間多關節型等各類構型通用工業機器人技術。
第三是力爭突破工業機器人核心部件。工業機器人本體的發展必然涉及產業鏈上游的核心部件能力建設,而這恰恰是我們在工業機器人產業鏈上最薄弱的環節。由于我國整體基礎工業方面的落后,使得核心部件上在精度、成本等方面與國外知名品牌存在相當差距,為了生產符合標準的工業機器人,必須進口相應的核心部件,核心部件的價格制約了國產工業機器人的市場競爭能力。圍繞浙江工業機器人本體制造和系統集成應用需求,依托現有在電子信息、機械加工、電機制造等產業領域基礎,有所不為,重點聚焦潛力領域,以中控集團、浙江恒豐泰等企業為主要依托,以智能控制裝置與軟件、伺服電機及驅動控制系統等產品為重點,力爭在傳感器、控制器、執行器等工業機器人三大核心領域有所突破。
與發達國家和國內先進省份相比,浙江工業機器人產業具有市場自發特點,產業技術基礎較為薄弱,產業平臺、人才等支撐體系尚未完善。亟待補強產業鏈薄弱環節,構建有競爭力的工業機器人產業集群。
一是順應國際工業機器人智能化、模塊化和系統化的發展趨勢,構建自主研發和產學研相結合的技術創新體系。首先要瞄準國際國內外工業機器人科技前沿積極“引智”。積極吸引國內外工業機器人領域知名研發機構、創新團隊和領軍人才,重點引進中科院沈陽自動化研究所、哈工大機器人技術與系統國家重點實驗室等國內一流高校科研機構在浙江省設立分支機構,增強科技研發實
力。其次要加強與國內龍頭企業科技合作。重點與以航天三院為代表的相關央企和軍工集團的科技合作,積極拓展軍民產業合作領域,按照北京豐臺航天海鷹科技園等已有模式在省內建設若干科技創新園區。第三是強化省內相關高校科研機構建設。重點依托省內浙江大學、浙江工業大學在機械電子工程、自動控制領域的優勢學科和創新平臺,力爭在工業機器人領域建設1~2家國家級科技創新平臺。第四是支持重點企業依托科研院所提升關鍵技術研發水平。推動萬豐科技、娃哈哈等企業加大研發投入、加強核心技術自主創新和引進技術消化吸收再創新,重點支持創建3~5家省級工業機器人重點企業研究院。
二是加大工業機器人產業集聚發展引導力度,加快推進一批專業化工業機器人園區建設。首先可考慮在基礎較好的杭州市規劃建設綜合型工業機器人園區。在現有杭州青山湖高端裝備高新技術產業園區和“機器換人與機器人技術產業發展聯盟”基礎上,設立1~2家集機器人整機、關鍵零部件制造及集成應用于一體的專業化高新園區,并配套建設成果孵化、研發檢測、認證認可、教育培訓及金融租賃等公共服務平臺以及公共交通、商業服務等設施。其次可考慮在寧波、紹興、嘉興、麗水等城市規劃建設特色化工業機器人園區。寧波在北侖智能裝備國家高新技術產業化基地于2012年獲得科技部批準立項,下一步依托現有基礎持續推進以伺服電機及驅動系統、工業機器人本體制造等為代表的智能裝備生產企業集聚;紹興、嘉興、麗水等具備一定工業機器人產業基礎的地市根據自身條件,加快推進相關開發區、工業園區、高新園區轉型升級,建設一批工業機器人整機和零部件制造產業基地。
三是圍繞現代制造業生產過程數字化、柔性化的應用需要,積極推廣工業機器人市場應用。首先是加大工業機器人產品推廣力度。在機械裝備、汽車、食品、醫藥、電子、危險品制造等重復勞動特征明顯、勞動強度大、有一定危險性的行業領域,健全完善勞動安全法規,明確危險、有毒、有害環境工種限期改造為機器操作,引導企業應用工業機器人及智能裝備對傳統生產線或生產系統進行技術改造,提升傳統制造方式自動化、數字化、智能化水平。其次是實施一批效果突出、帶動性強、關聯度高的典型應用示范工程。各級財政應在技術改造專項經費設立機器人示范應用專項,重點對全省具有典型示范意義的首臺套工業機器人的應用給予風險補貼,探索建立供需雙方的雙向激勵體制,集合相關優勢創新平臺和企業開發符合特定要求且行業影響力較大的工業機器人成套應用裝備,在示范基礎上加以推廣應用。第三是創新商業模式開辟省內工業機器人市場。結合我省工業機器人主要應用的汽車制造、機械加工、醫藥化工、紡織服裝、電工電器等行業,引導工業機器人企業與裝備工藝改造企業建立技術、商業合作關系,開展工業機器人及系統集成綜合應用。
四是按照集團化、規模化發展趨勢,在工業機器人領域加快培育引進一批領軍型標桿企業。領軍型標桿企業是工業機器人產業發展的核心,要堅持內育外引并重。首先要扶持有省內投資意向和投資能力的企業發展工業機器人。重點鼓勵本土企業與國內外工業機器人巨頭和科研機構結為戰略伙伴,通過兼并、聯合、重組、上市和引入戰略投資者等多種形式提升自身技術水平和市場份額。考慮到目前日本、歐美等國際機器人公司在我國的服務采取將工業機器人本體銷售給國內系統集成商、由國內系統集成商面對終端用戶的模式,引導浙江省裝備領域有實力的總集成總承包商加強與國際先進工業機器人企業的產業鏈服務合作和對接,加快形成工業機器人系統集成商。其次要引導工業機器人系統集成商向產業鏈中上游延伸。引導工業機器人系統集成商在強化工程總包服務能力建設的基礎上,主動向中上游延伸,提升其在系統集成及核心零部件產業能力。第三是注重在產業鏈中上游開展招商選資。主要針對浙江工業機器人產業在中上游產業鏈的弱項,重點引進國內外著名的工業機器人本體企業和核心部件制造企業的研發制造型基地項目。此外,也要注重加快孵化工業機器人科技型初創企業,尤其要鼓勵在核心部件領域具有特色技術優勢的科技型初創企業,與國際龍頭企業錯位發展,爭取經過培養在核心部件制造領域打造一批具有技術領先優勢的“專精特新”中小企業。
(責任編輯:牛域寧)