高磊
機器人集現代制造技術、新型材料技術和信息控制技術于一體,是智能制造的代表性產品,其研發、制造、應用成為衡量一個國家和地區科技創新和制造業水平的重要標志,被譽為“制造業皇冠頂端的明珠”。大力發展和推廣應用機器人,既是河南省建設先進制造業大省、發展智能制造的內在要求,也是應對人口紅利削減、優化要素供應的緊迫需要,對于河南省加快調整產業結構、培育經濟增長新動力具有重要作用。
一、 全球機器人產業發展現狀和趨勢
國際機器人協會(IFR)將機器人分為兩類:制造環境下的工業機器人和非制造環境下的服務機器人。自1962年美國研制出世界上第一臺工業機器人以來,機器人技術及其產品迅速發展。特別是近年來,全球機器人市場需求、技術創新與產業應用呈現出新的發展態勢,歐、美、日等工業發達國家正憑借既有的技術優勢展開新一輪的戰略布局。主要表現在:
(一)市場需求快速擴張
據IFR統計,2002~2014年,全球新裝工業機器人年均增速達9%。2014年,全球工業機器人銷量達22.5萬臺,同比增長27%。近年來,得益于以中國為代表的發展中國家需求的快速增長,亞洲成為全球最大的需求市場。據統計,2007~2014年,亞洲工業機器人銷量年均復合增長率達20%,中國達26%。據麥肯錫預計,先進機器人作為12項顛覆性技術之一,將加速向更多行業滲透,預計到2025年,約5%~15%的制造業工人將被工業機器人取代,全球工業機器人保有量將達到1500萬~2500萬臺,年均增速為25%~30%,將產生約1.7萬億~4.5萬億美元經濟影響。
(二)全球產業發展格局基本形成
美、歐、日是工業機器人主要生產國家,掌握著大多數的核心技術,德國庫卡、瑞典ABB、日本安川、發那科四大巨頭占據了全球一半的工業機器人市場。目前,美、德、日、韓等發達國家都已形成了各具特色的發展模式。美國模式的特點是整體研發設計與對外采購機器人本體相結合,重在系統開發與應用。德國模式的特點是一攬子“交鑰匙工程”,即機器人本體的生產和用戶所需要的系統設計制造全由一家機器人廠商完成。日本模式的特點是產業鏈整體推進,即以機器人本體及其零部件研發和生產為核心,由子公司或系統集成公司設計制造各行業所需要的機器人成套系統。韓國模式是采購與成套設計、集成相結合,機器人企業通常通過進口關鍵零部件,自行設計、制造配套的外圍設備。
(三)新一代信息網絡技術加速滲透
近年來,以大數據、云計算、移動互聯網為代表的新一代信息技術與機器人技術的融合創新加速,將不僅開發出更具自主學習能力和自主解決問題能力的新型智能機器人,還可以為機器人建立起相應的互聯網和知識庫的“云空間”,使其通過互聯網進行交互,并通過云計算提升機器人的智能化水平。2013年,美國谷歌公司收購了包括波士頓動力公司在內的 8家機器人公司,正是瞄準這一趨勢所做的戰略布局。機器人技術和新一代信息技術的融合,使其成為引領全球經濟變革和影響人類生活的顛覆性技術,工業機器人將成為智能制造的關鍵領域,服務機器人與特種機器人將對人類生活和社會發展產生重要影響,機器人將成為人類社會發展的重要元素。
(四)發達工業化國家和地區搶占機器人產業發展制高點
美國、日本、韓國、歐洲等國家和地區都將機器人產業作為戰略產業,制定其機器人國家發展戰略規劃,并提前布局開發新一代機器人。2012年,韓國政府發布了《機器人未來戰略展望2022》,并于2014年出臺了“第二個智能機器人開發五年計劃”;2013年美國政府提出了“美國機器人發展路線圖”;2014年歐洲委員會與180多家企業或研究機構共同成立致力于機器人領域研究與創新的項目“歐盟 SPARC”;2015年年初日本政府公布了《日本機器人新戰略》,提出三大核心目標,即:“世界機器人創新基地”“世界第一的機器人應用國家”“邁向世界領先的機器人新時代”,在其五年行動計劃中,明確提出要“研究開發新一代機器人中要實現的數據終端化、網絡化、云計算等技術”。
(五)我國成為全球最大的潛在需求市場
從2013年起,中國已成為全球最大的工業機器人市場。國外主要機器人企業不再滿足于將我國作為產品銷售和技術服務市場,開始將我國作為機器人的生產基地并從整機組裝深入到關鍵部件生產。例如德國庫卡公司于2012年10月在上海新建工廠,日本安川電機于2012年7月在江蘇常州建立了首個海外機器人生產基地,美國愛德普機器人貿易(上海)公司于2012年成立,德國徠斯機器人公司于2013年在蘇州建立新廠。
(六)服務機器人領域逐漸成為發達國家發展的重點
美國于2013年3月發布了《機器人技術路線圖:從互聯網到機器人》,強調機器人技術在衛生保健服務領域的重要作用及其在創造新市場、新就業崗位和改善人們生活等服務領域的潛力。歐盟表示將盡快制定出歐盟機器人技術、特別是家庭服務機器人技術的研發路線圖與時間進度表。日本于2013年在神奈川縣、茨城縣建立“機器人特區”,投資10億日元,推動看護機器人、救災機器人等服務機器人的研發及應用。韓國于2010年提出“服務機器人發展戰略”,計劃通過開創新市場縮小與其他發達國家的差距,2012年出臺了機器人發展十年計劃,目標是實現每個家庭一臺機器人。
二、中國機器人產業發展現狀和面臨的形勢
我國的機器人發展開始于20世紀70年代,大體可分為4個階段,即理論研究階段、樣機研發階段、示范應用階段和初步產業化階段。20世紀90年代為機器人示范應用階段,共研制出平面關節型裝配機器人、直角坐標機器人、弧焊機器人、點焊機器人及自動引導車等7種工業機器人系列產品,建立了沈陽自動化研究所的新松機器人公司、哈爾濱博實自動化設備有限責任公司、北京機械工業自動化研究所機器人開發中心等9個機器人產業化基地和7個科研基地。2000年以來,我國機器人進入了初步產業化階段,先后涌現出新松機器人、博實自動化、奇瑞裝備、巨一焊接、廣州數控、沃迪、青島軟控等數十家從事工業機器人生產的企業。
隨著我國經濟的高速增長,以汽車等行業需求為牽引,我國對工業機器人的需求量急劇增加,2013年成為全球第一大工業機器人市場,2014年工業機器人銷量達到5.6萬臺,增長52%,繼續保持全球第一。國際工業機器人知名企業如ABB、FANAC等紛紛在中國建廠,產品價格逐年下降,制約了我國機器人產業規?;l展,我國工業機器人新裝機量近90%仍依賴進口。
目前,我國仍處于機器人產業發展孕育期,機器人在技術、產品、應用等方面與國外先進水平相比還有很大差距,主要表現在:一是技術創新能力弱,產業面臨空心化風險。國內大部分機器人企業集中在集成領域,加工組裝占大多數。二是技術研發與應用需求脫節,技術成果產業化緩慢。三是自主品牌機器人由于性價比低,推廣應用難。2014年自主品牌工業機器人市場占有率不到30%,六軸多關節型機器人市場占有率僅為6%。四是缺乏行業標準和第三方認證規范。五是研發、操作、維修等各類人才短缺,產業發展受阻。六是行業低水平重復建設苗頭顯現。在巨大的市場潛力誘惑和部分地方政府盲目支持下,行業內出現急功近利、一哄而上的局面,目前國內建成或在建機器人產業園超過40個,產品以組裝為主,形成低端產能重復建設。
雖然我國已是全球最大的工業機器人市場,但制造業工業機器人密度仍然很低,2013年中國工業機器人密度僅為30臺/萬名產業工人,不足全球平均水平的一半,與工業自動化程度高的韓國(437臺/萬名產業工人)、日本(323臺/萬名產業工人)和德國(282臺/萬名產業工人)相比差距更大。國內工業機器人市場仍有巨大發展潛力。
三、河南省機器人產業發展現狀
目前,河南省已有部分企業致力于機器人的研發與生產,如鄭州市的鄭州機械所、科慧科技、歐帕機器人和金惠計算機公司,洛陽市的軸研科技、沃德福和洛陽德平機械公司,許昌市的許繼集團和森茂公司等,本文是以這些公司為例分析河南省機器人產業發展現狀。
鄭州市:鄭州科慧科技股份公司研發的焊接機器人處于國際先進水平,目前已經小批量生產并在東風汽車公司批量應用;河南歐帕工業機器人公司的碼垛機器人已經批量生產,技術水平處于國內領先;鄭州金惠計算機系統工程公司研發的變電站設備智能巡檢機器人達到了國內領先水平;鄭州機械研究所研發的機器人關節核心部件精密減速器技術水平達到國際先進水平,目前已經進入試驗測試及應用驗證階段。
洛陽市:洛陽德平科技股份公司研制的特種管道內外自動焊接機器人處于國際先進水平,產品已出口俄羅斯、哈薩克斯坦等國;洛陽瑞恒冶金成套設備制造公司研發成功國內首臺(套)抓取能力最強的重型桁架機器人,成為國內鋁加工行業唯一的2噸以上重型桁架機器人生產商;洛陽軸研科技、洛陽鴻元軸承公司研發的交叉圓柱滾子軸承、諧波減速器及RV減速器專用軸承已實現向ABB、沈陽新松、唐山松下、廣州數控等國內外機器人知名企業的批量供貨;洛陽沃德福公司研發出RV減速器樣機。
許昌市:河南森茂機械公司已研發出8kg~180kg機器人本體,并在多款機器人上配套使用,研發的應用于陶瓷行業的噴涂機器人處于國內領先水平;許繼集團研發的變電站智能巡檢機器人達到國內領先水平。
新鄉市:河南省中譽鼎力自動化設備公司研發的碼垛機器人、新鄉市勤工機械公司研發的焊接機器人、新鄉市新倍增自動化設備有限公司研發的噴涂機器人均處于國內領先水平,并投入生產使用。
安陽市:安陽神方康復機器人公司研發的上肢、下肢康復機器人填補了國內空白,技術水平達到國內領先。
平頂山市:河南溢泉健康科技實業研發的老年、殘疾人智能助行機器人技術指標達到國內先進水平。
四、河南省機器人產業發展面臨的風險
河南省機器人產業發展總體上還處于起步階段,存在著和國內一樣的共性問題,有的方面更為突出,與國內外的差距較大,且有進一步被拉大的風險。主要體現在:
(一)產業空心化風險擴大
河南省的機器人企業都是加工組裝,缺乏關鍵核心技術,高性能交流伺服電機、精密減速器、控制器等關鍵核心部件長期依賴進口,如精密減速器幾乎被日本的帝人、Harmonic兩家公司壟斷,售價居高不下,直接推高了河南省機器人產品的生產成本,降低了市場競爭力,使全省機器人的發展面臨被加工組裝鎖定的產業空心化風險。
(二)本土機器人企業發展空間狹小
河南省工業機器人缺乏品牌認知度,最大的企業年產機器人僅有幾十臺,機器人市場基本被國內外知名企業和品牌占據。據統計,國內外知名企業的產品在河南市場的占有率超過95%,河南省自主品牌生產企業的發展空間進一步被壓縮。
(三)新一代智能機器人產業基本空白
河南省雖然在傳統機器人技術研發及產業化方面取得了初步進展,但在新一代信息技術與機器人技術結合方面仍然十分滯后,互聯網企業在發展機器人技術方面意識不強,尚沒有一家企業參與到機器人技術與產業發展中來,導致在新一輪產業競爭中,河南省機器人技術及產業與國內外先進水平的差距有可能進一步拉大。
五、河南省機器人產業發展的思路建議
當前河南省正處于經濟轉型攻堅階段,勞動力供給減少、成本上升使原有勞動密集型產業發展模式面臨嚴峻挑戰,工業化與信息化加速融合、制造業智能化加快推進、服務業發展提速使工業機器人、服務機器人市場需求空前擴大,這為全省機器人產業發展帶來了良好機遇。工業機器人將會成為高成長性產業和戰略性新興產業快速發展、傳統優勢產業改造提升的重要抓手,為先進制造業大省建設提供新動力;服務機器人將會提升河南醫療保健、健康養老、家政社區等領域服務水平,為高成長服務業大省建設開辟消費新熱點。應當說,河南省加快發展機器人產業正逢其時,應當科學規劃、精準定位、合力培育,促使其快速健康有序發展。為此,提出如下建議:
(一)明確路線圖,選準突破口
面對日漸升溫的機器人發展“熱”,我們應當立足省情進行“冷”思考,科學研判形勢、準確把握定位,堅持有所為、有所不為,既不能錯失發展機遇,也不能盲目跟風、一哄而上。依據河南機器人產業發展、市場應用、研發水平現狀,建議全省機器人發展應當從供給側、需求側兩端發力,遵循以應用促產業、以產業促研發的路線圖。一方面,借鑒以引進、設計、集成為核心的“韓國模式”,以示范應用為突破口,積極培育行業細分領域機器人集成商,擴大與占領應用市場,推進機器人規?;瘧?,壯大產業規模。另一方面,借鑒以研發為核心的“日本模式”,加強產學研用相結合的聯合攻關,重點突破關鍵核心部件,盡快形成以系統集成企業為牽引、本體及零部件企業協同發展的產業格局,實現機器人全產業鏈的可持續發展。為此,建議抓緊制定《河南省機器人產業“十三五”發展規劃》,引導產業健康有序發展。
(二)推進示范應用
在汽車、機械、電子、冶金建材、石油化工、資源開采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,大力推行工業機器人應用,鼓勵企業使用河南自主品牌機器人對生產系統進行改造,抓好一批效果明顯、帶動性強的示范應用工程項目,帶動工業領域全面推廣應用。同時適應人口老齡化和健康產業發展需求,前瞻布局,加強醫療康復、養老保健、助老助殘等領域服務機器人的研發及產業化應用,形成與工業機器人并行發展的格局。
(三)培育產業集群
完善河南省機器人產業布局,重點培育以鄭州高新技術開發區為核心的鄭州基地,以洛陽高新技術產業集聚區、洛陽國家大學科技園為核心的洛陽基地和以中原電氣谷、長葛產業集聚區為核心的許昌基地。同時,依托骨干企業,在新鄉、安陽、濮陽、平頂山等省轄市培育機器人特色產業園區。加快培育機器人龍頭企業和品牌,鼓勵龍頭企業和上下游企業協同合作,完善產業生態體系。

(四)創新發展模式
發揮河南省機器人產業聯盟作用,舉辦產業鏈對接活動,促使本體企業、系統集成企業、功能部件企業、科研院所、用戶之間開展常態化對接,搭建產業服務平臺。瞄準國內外著名的機器人制造企業,開展全產業鏈招商引資;鼓勵本土企業與國內外機器人巨頭和科研機構結為戰略伙伴,開展多種形式的合作,相互配套協作,引進一批整機、關鍵零部件及集成應用項目。鼓勵發展機器人融資租賃業務,發揮金融杠桿作用。鼓勵金融資本、風險投資及民間資本進入機器人產業領域。鼓勵發展機器人再制造業務,探索建設二手機器人交易市場。
(五)加大支持力度
建議以省政府名義出臺促進河南機器人產業發展的指導意見,推動機器人的系統集成和示范推廣應用。搭建機器人產業創新和公共服務平臺,重點加強關鍵技術或核心技術突破、關鍵零部件聯合攻關,支持建設機器人相關產品檢測、試驗驗證、認證認可、人才培訓等公共服務平臺。發揮全省先進制造業集群培育基金引導作用,吸引社會資本參與,共同設立機器人產業子基金,同時全省戰略性新興產業專項資金、技術改造專項資金等應加大對機器人產業支持力度。對納入機器人示范應用工程的項目,可采取財政補貼、貼息貸款等形式予以支持。在工業機器人應用領域落實重大裝備首臺(套)政策。加強人才隊伍建設,組織實施機器人產業人才引進和培養計劃。
(作者單位:河南省科學技術信息研究院)