我國工業機器人產業發展和貿易中存在的問題及應對

徐長生 劉曉翠

摘 要：工業4.0的到來，為工業制造注入了轉型升級新活力。工業機器人產業的發展，是我國制造業走向高端化和智能化的重要途徑。中國工業機器人在發展和貿易過程中，面臨自主創新能力不足、出口附加值低、貿易環境不利等問題和挑戰。本文在分析我國工業機器人產業發展和貿易的現狀及問題的基礎上，提出了相應的應對策略。

關鍵詞：工業機器人;產品貿易;存在的問題;應對策略

工業機器人是指應用于工業領域的多關節機械手或多自由度的機械設備，由主體、驅動系統、控制系統三部分組成。《中國制造2025》規劃中，將機器人產業列為重點發展產業之一。工業機器人貿易有助于推動我國工業機器人產業的健康發展。但是工業機器人市場存在明顯的寡頭壟斷特征，急速擴張的工業機器人市場對于后起發展國家的中國，必將是挑戰與機遇并存。在此背景下，探討工業機器人發展和貿易中的問題及應對策略，具有重要的現實意義。

一、我國工業機器人產業發展和貿易現狀

（一）我國工業機器人產業發展現狀

由于人工成本的增加和智能制造浪潮的興起，我國機器人行業迎來了發展的黃金時期。根據工信部發布的《中國機器人產業發展報告（2018）》，我國工業機器人市場發展快速，已連續六年成為全球第一大應用市場，約占全球市場份額的三分之一。2017年，我國工業機器人總銷量達13.8萬臺，同比增長59%，銷售額達51.2億美元，較上年增長30.2%。隨著機器人行業的迅速發展，相關企業也快速生根發芽。截至2017年年底，我國機器人相關企業達到6500余家，機器人產業園共有60余個。工業機器人產業的發展，需要前沿領域的技術支持。2017年我國工業機器人專利申請數為5608項，2012-2017年年均增長率38.76%，涉及的技術領域主要是機械手、控制與調解、簡單裝配或拆卸、傳動裝置、焊接或切割等。我國著名的工業機器人制造企業有沈陽新松機器人自動化股份有限公司、埃斯頓自動化公司、武漢華中數控股份有限公司、廣州數控設備有限公司、上海新時達機器人有限公司等。

目前，我國工業機器人發展取得了一定成果。傳統的工業機器人多應用于汽車和電子行業，隨著自動化的需求和環保概念的普及，工業機器人越來越多地應用至塑料、橡膠等高污染行業。同時，在家用電器、食品、制藥等領域的應用也越來越廣泛。中國運載火箭技術研究院研制成功國內首款環衛垃圾分揀機器人，兩條機械臂敵過八個人的工作效率，分揀率高達93%。廣州數控的RB系列工業機器人，現已形成3kg、8kg、20kg、50kg等多個規格，廣泛應用于機床上下料、沖壓自動化生產線等的自動搬運。沈陽東之昕智能科技有限公司研制成功了一款智能水果去核機器人，其果肉留存率高達90%，效率更是人工的5-6倍。隨著人工智能、物聯網技術的發展，機器人產業也迎來了2.0時代，相比于固定編程的機器人，2.0機器人能夠良好適應不同變化的環境，具有出色的交互能力。新松公司將AR、VR技術應用于國內首臺7自由度單臂協作機器人和雙臂協作機器人，使其具有快速配置、視覺引領、牽引示教、碰撞檢測等功能，可以應用于精密裝配、產品包裝、檢測等工業操作。

（二）我國工業機器人進出口貿易現狀

目前，工業機器人主要分為四大類產品：電阻焊接機器人、電弧焊接機器人、激光焊接機器人和多功能機器人，分別對應HS2002編碼851521、851531、851580、847950。

從貿易數額來看，我國工業機器人進出口額保持增長態勢，進口額的增長要快于出口額的增長。2014年之前，我國工業機器人的出口額穩步增長，2015年稍有下降，2016、2017年恢復上升勢頭。2017年我國工業機器人出口額為6.67億美元，較上年增長15.06%，其中激光焊接機器人的出口占比最大，為37%。進口方面，2012、2013年進口額小幅下降，2014-2016年有升有降，但是總額變化不大。2017年進口額高速增長，增長率高達45.07%。截至2017年，我國工業機器人進口額達22億美元，其中多功能機器人的進口占比60%。

從貿易逆差來看，我國工業機器人貿易逆差嚴重，且有繼續擴大的趨勢。2012年以來，我國工業機器人貿易逆差巨大。2017年我國工業機器人貿易逆差高達15.33億美元，其中進口額約為出口額的3.3倍，貿易逆差嚴重。而同年，出口額同比增長15.06%，遠低于進口額的同比增長45.07%，我國工業機器人貿易逆差有進一步加大的趨勢。受人口老齡化和勞動成本增加的影響，我國制造型企業的自動化需求將愈發旺盛，短期內，我國仍需要大量進口工業機器人來滿足國內的需求，貿易逆差仍將持續擴大。

從貿易國別來看，我國工業機器人進口國較為集中，出口國中“一帶一路”國家占了很大比例。歷年來我國工業機器人主要進口來源地是日本和德國，2017年，來源國為日本和德國的進口額分別占比47.29%、20.85%，占進口總額的近七成。其次為韓國和美國，分別占比9.81%、3.15%。我國工業機器人進口來源國較為集中，前十大進口來源地占進口市場的92.2%。出口方面，韓國、中國香港、越南是我國工業機器人出口的重要市場，2017年，我國對韓國、中國香港、越南的出口份額分別為12.43%、10.57%和7.92%。我國工業機器人出口市場集中度并不太高，前十大出口目的地的出口額僅占出口總額的60.72%。中國對“一帶一路”沿線國家的出口占比超過50%。

二、我國工業機器人貿易中存在的問題

（一）自主創新能力不足，缺乏核心專利

相比發達國家，我國工業機器人發展起步較晚，技術相對落后。國內的企業普遍存在自主創新意識不強、研發投入不夠的問題。核心專利缺失、國外企業技術壁壘高將會限制國內工業機器人產業的進一步發展。發那科、ABB、安川、庫卡等占據了絕對的專利優勢，不僅僅是數量上的優勢，更是質量上的優勢。工業機器人的三大核心零部件是伺服電機、控制器和減速器。近年來，各大跨國巨頭加大了在華的專利布局強度，僅2011-2016年，上述跨國公司在三大關鍵技術領域的專利申請量分別是448件、937件、624件，占跨國公司在華專利申請量的48%。由于核心零部件被國外企業壟斷，國內申請人的專利多集中在末端執行器、關節、機械臂等非核心零部件領域。我國雖然是工業機器人的第一大應用市場，但約70%的市場被這些掌握了核心技術的外資企業占據。

（二）產業鏈不夠完善，核心零部件仍依賴進口

工業機器人產業鏈分為上游、中游和下游。其中，上游主要生產伺服電機、控制器、減速器等核心零部件，占工業機器人整體成本的65%-75%;中游為本體生產，包括手臂、底座、手腕等本體零部件;下游則是系統集成，包括單項系統集成和綜合系統集成。目前我國在中、下游產業發展較為迅速，工業機器人的競爭優勢集中在系統集成領域，我國約80%的工業機器人企業都集中在該領域，但是普遍存在規模較小、產值較少的問題。而上游產業一直沒有得到較大突破，三大核心零部件尤其是被稱作“工業機器人大腦”的減速器嚴重依賴進口，其中進口價格約為國外企業價格的5倍左右，導致國內工業機器人成本較高，產業面臨空心化風險。

（三）出口附加值低，產品缺乏競爭力

我國工業機器人貿易逆差巨大，2017年出口額僅占進口額的30%。反觀發達國家，德國工業機器人出口額為進口額的3.14倍，日本為1.1倍，美國為0.75倍。而核心零部件進口價格較高，導致我國機器人生產成本較高，在國際市場上缺乏競爭力。機器人行業本是技術、資金、人才的“三高”行業，目前卻面臨產出低的困境。我國作為全球最大的工業機器人應用市場，國產工業機器人的市場占有率僅為30%，且集中在中低端領域，高端領域國產機器人的份額不足5%。在六軸以上多關節機器人市場，機器人“四大家族”占90%的市場份額;在高端應用集中的汽車行業，國外公司占九成。我國工業機器人不管是在國內還是國外，都缺乏足夠的競爭力。

（四）行業標準體系不夠完善，標準交叉重復現象嚴重

隨著我國工業機器人產業的迅速發展，涌現出了大量工業機器人企業，其中良莠不齊，價格低廉品質低端的機器人惡性競爭嚴重。由于產業發展與國家標準的不同步，造成了我國工業機器人市場的亂象。

目前，我國已經發布和正在制定的工業機器人相關國家標準達100余項，其中基礎標準27項，檢測評定方法標準22項，零部件標準11項，整機標準20項。我國多個標準機構和行業組織在積極推動工業機器人標準建設，同時國內多位專家也參與到工業機器人國際標準的制定中。雖然我國的標準化工作取得了一定的成果，但仍存在行業標準體系不夠完善、標準交叉重復現象嚴重等問題，其中某些傳統類機器人標準需要修訂提升、系統集成和相關檢測評定標準需要補充、新型產品和技術標準需要跟進、我國標準需要與國際工業機器人標準對接。

（五）市場壟斷特征明顯，國際貿易環境不利

在全球工業機器人市場，ABB、庫卡、發那科、安川占據了全球50%的市場份額，在中國市場更是占據了超過60%的市場份額。在技術方面，我國工業機器人用伺服系統主要被外國品牌壟斷，其中日系占50%，歐美品牌占30%，包括安川、松下、西門子、施耐德等;在全球減速器市場上，日系壟斷了85%的份額，其中日本納博特斯克在RV減速器領域處于壟斷地位，日本哈默納科在諧波減速器領域處于壟斷地位，兩家公司占了全球市場的75%;在我國控制器市場上，四大家族占了53%的份額，其他日本及歐美品牌如愛普生、OTC、川崎重工等占了29%。我國乃至全球工業機器人市場壟斷特征明顯，技術壁壘較高。工業機器人產業屬于高新技術產業，不少發達國家為了保持本國工業機器人產業的發展，針對競爭對手采取提高關稅、設置技術性貿易壁壘等手段。中美貿易摩擦中，工業機器人被列為增加關稅品類之一。與此同時，各個發達國家針對機器人產品設置了嚴格的技術性貿易壁壘，包括產品標準等。2018年11月19日，美國商務部工業安全署出臺了一份關于關鍵新興和基礎技術以及相關產品的出口管制框架，其中包括機器人技術領域。

（六）專業型人才缺失

我國工業機器人人才短缺主要體現在三個方面：第一，制造人才短缺;第二，應用人才短缺;第三，系統集成人才短缺。在制造方面，伺服電機、控制器、減速器成為制約中國工業機器人產業的主要瓶頸。我國這方面的技術人才極為匱乏。在應用方面，目前我國工業機器人應用人才缺口將近10萬，根據工信部發展規劃，到2020年，全國工業機器人的裝機量將達到100萬臺，相應操作維護、系統安裝調試、系統集成等工業機器人應用人才將達到20萬左右。而目前我國高校尚未專門開設工業機器人相關專業，工業機器人編程、維護等工作人員主要來自電氣自動化、機電工程等專業畢業生的二次培訓，并且短期培訓效果不好。在系統集成方面，涉及到對工業機器人產業的改造，需要5年以上的工作經驗積累。不管是制造方面、應用方面還是系統集成方面，我國工業機器人領域均存在專業型人才不足的問題。

三、我國工業機器人產業發展和貿易問題的應對之策

（一）加大自主創新力度，完善產業鏈體系

工業機器人屬于高端制造行業，需要以大規模、長時期的投入來構建完整產業鏈。目前，我國工業機器人企業的投資集中在上游原材料及工業機器人本體的生產環節，技術研發投入不足，核心技術與日本、德國、美國等發達國家相比有很大差距。在國家層面，應該對工業機器人產業的發展提供政策支持，推行鼓勵研制機器人及其應用系統的優惠科研補貼政策。工業機器人生產企業應該加大研發投入，重點發展高精度減速器、諧波減速器、高速高性能機器人控制器、高精度機器人專用伺服電機和伺服驅動器等核心零部件;以應用為導向，與工業生產、制造企業合作，了解其具體需求，為其提供一體化的解決方案;關注尚未開發的應用領域，實施重點突破。同時，依托高校和科研機構，探索產學研的合作體系，促進科技成果的產業化應用。

（二）加快產業標準化的制定和落實

標準是固化創新、固化產品的手段，我們必須要重視工業機器人標準、檢測、認證工作。政府應該加快工業機器人產業的立法進程，推動工業機器人產業化發展;下撥工業機器人標準化專項資金、建立機器人標準化、模塊化等共享技術公共服務平臺，推動工業機器人標準化的順利推進。產業聯盟應聯合工業機器人生產制造企業、高校及科研機構，抓緊完善工業機器人標準體系的建設，修訂某些傳統類機器人標準，補充系統集成和檢測評定標準，跟進新型產品和技術標準。優先研究和制定擁有自主知識產權的工業機器人基礎標準和安全標準體系，為推進工業機器人走向市場奠定基礎。

（三）積極應對貿易摩擦

針對我國進口國相對集中的問題，應擴大對外貿易，防范單一國家對我國的貿易鎖定，維護多邊貿易機制。工業機器人企業在進入國際市場時，要及時、全面了解市場信息，做好預防措施，一旦發生貿易摩擦，要及時采用應急預案，并積極應訴，減少我國在貿易過程中的損失。企業還應積極尋找利益同盟，聯合外國供應商、銷售商，共同對相關國家政府施加影響力，減少貿易摩擦給企業帶來的不利影響。

目前我國工業機器人在產業標準、技術法規等方面，與國際相比還有一些滯后。我國國內標準與國外標準也有一些差異，我國在進行國內工業機器人產業標準化建設的同時，應該加強與國外相關標準化組織如ISO、IEC的交流和合作，爭取讓我國標準與國際標準接軌，來減少不必要的貿易摩擦。

（四）大力培養應用型人才

目前，我國國內高校工業機器人相關專業剛剛起步，對于工業機器人的教育仍處于起步和探索階段。國內大學、高職院校應該以企業需求為導向建設工業機器人專業。在專業上，要根據工業機器人產品全生命周期來設置，工業機器人產品的生命周期需要經歷產品方案、集成設計、技術實施、工藝應用及運行維護等環節，需要根據每個崗位所需工作技能來建立相應的課程體系。在教學資源上，要整合優秀行業資源，把行業技術轉變為相應的教育資源，并盡快將其落實到具體的教學課程中。在教學方式上，理論學習的同時增加實踐環節，與相關工業機器人企業建立緊密聯系，定期組織企業參觀、實習實踐等活動。同時，要建立工業機器人職業技能培訓體系，加強對工業機器人從業人員的系列培訓，并為考核合格者頒發相應的專業技能證書。這一方面，有利于工業機器人人才缺口的縮小，另一方面，可以為企業節省大量的培訓費用，這部分費用可用作研發投入。

參考文獻：

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