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机器人产业的“危”与“机”

时间:2016-8-16 14:46:16  作者:王芳宜  来源:
内容摘要:一方面,中国机器人产业和市场呈现爆发式增长,另一方面,缺乏核心技术让产业发展道路危机重重
机器人产业的“危”与“机”
“十二五”科技创新成就展上机器人展示写字(图/樊甲山)
 
  机器人 “robot”一词出自1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写的剧本《洛桑万能机器人公司》,捷克语语意为“奴隶”,随着时代的发展,叫做机器人的家伙在文学作品中慢慢演变成无所不能的存在。
 
  巨大的想象空间让人类对机器人产生了太多的希望:把人类从机械单调和危险的工作中解放出来,降低生产成本,让走向老龄化的社会老有所依,代替人类探索浩瀚的宇宙,在人类的期待中,机器人将能做出所有人类不想干的事情和干不了的事情。
 
  产业发展前景可期
 
  得益于人类的创造力,想象中的机器人于1959年在美国诞生。只不过,它们并不是人型,而是一个长在基座上可转动的大机械臂,大臂上又伸出一个可以伸缩和转动的小机械臂。这套装置虽然简单,但已经可以代替人类做一些抓取零件的工作。而后,那些具有类似的多关节机械手或多自由度的、能按照人类指挥或预先编排的程序运行、自动执行工作的机器装置就被人们称作工业机器人。
 
  工业机器人面世后,在欧美取得了进一步发展,1968年,日本在引进美国技术后也研制出自己的产品并加以推广。经历半个世纪的演进,工业机器人越来越多地参与到人类的生产活动中。
 
  在世界机器人大潮的推动下,二十世纪七十年代初,中国也开始研制自己的工业机器人,在政府的重视与支持下,我国第一台国产大型工业机器人——点焊机器人于1 9 9 1年通过了机电部主持的鉴定与验收,自此,中国进入自主发展机器人技术的阶段,并先后研制出弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人。“九五”计划期间,在国家“863”高科技计划项目的支持下,机器人应用工程开始启动并成立了沈阳新松机器人自动化股份有限公司等一批机器人产业化基地,由此奠定了中国工业机器人发展的基础。
 
  然而,相对于国外早已成熟的工业机器人技术,中国的工业机器人还有很大差距,并不能进行大规模量产,加之中国具有劳动力充沛的天然优势,成本较高的工业机器人并没有太多发挥作用的空间。
 
  转眼进入二十一世纪,中国人民的生活水平大幅提高,对工业产品的需求迅猛增长,塑料制品、家电、移动电话甚至汽车已经广泛普及,此时,中国的人口结构悄然发生了变化,制造业危机暗流涌动,中国做为“世界工厂”的时代似乎将告一段落,机器人再次引起了人们的注意。
 
  业界普遍认为,2014年是中国机器人产业元年,机器人产业开始了爆发式的增长,而后的2015年,人口红利逐渐消失的现实以及《中国制造2025》《机器人产业发展规划2016—2020》、“十三五”规划等一系列政策指向让机器人产业短时间内在中国遍地开花。截至2015年底,中国在建和已建的机器人产业园达40个,有机器人概念的上市企业超过100家,与工业机器人相关的企业数量达到1000余家。刚刚过半的2016年,70多个地方政府发布了鼓励机器人产业发展的政策,部分省市政府还给出了上亿元真金白银的补贴,一个方兴未艾的产业迅速参与到提升中国制造业国际竞争力的进程之中。
 
  在政策与市场的刺激下,劳动力成本居高不下的东莞开启了轰轰烈烈的“机器换人”模式,重工业面临衰退的沈阳设立了规模达百亿元的产业发展基金,扶持机器人生产研发,以制造业立身的昆山加紧步伐从“昆山制造”向“昆山智造”进发,诸如此类的变革在环渤海、长三角、珠三角和中西部越来越多。
 
  在政府和企业的共同努力下,中国工业机器人产量与销量连创新高。
 
  根据国家统计局数据,2015年,中国工业机器人产量为32996台,同比增长了21.7%.按照中国机器人联盟统计的数据,2015年自主品牌工业机器人共生产销售22257台,同比增长了31.3%.中国机器人取得的成就也吸引了世界的目光,同年在北京举办的世界机器人大会更是盛况空前。
 
  机器人产业的发展也为机器人应用企业带来了曙光,据媒体报道,广东一家名为樱奥的厨具公司四年前就开始引进机器人,9个机器人每天所能够完成的工作量相当于过去140位全职员工一天完成的工作量,而且产品质量更好。事实上,机器人应用已不是个例,中国早已于2013年超越日本成为世界最大工业机器人市场,据《2014—2018年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示,2013年中国市场销售36560台工业机器人,占全球销售量的1/5,同比增幅达60%.有政策、有资金、有产品、有市场,中国机器人产业可谓一片盛景,然而,不可忽视的是中国工业机器人恰恰缺少了一个重要的东西——核心技术,整个产业面临的诸多问题便发源于此。
 
  核心技术成为发展瓶颈
 
  《机器人产业发展规划(2016- 2020年)》确立的发展目标中,关于2020年的具体目标有这样一段表述:“关键零部件取得重大突破。机器人用精密减速器、伺服电机及驱动器、控制器的性能、精度、可靠性达到国外同类产品水平,在六轴及以上工业机器人中实现批量应用,市场占有率达到50%以上。”其中提及的精密减速器、伺服电机及驱动器、控制器就是目前机器人的核心技术。
 
  在机器人行业的产业链中,上游是核心零部件,主要的是减速机和控制系统,中游是机器人本体,下游是系统集成商(国内企业大多集中在此)。由于关键零部件发展相对滞后,技术水平较低,产品稳定性差,国内工业机器核心零部件主要依赖进口,而这些核心零部件价格占整个机器人的60%左右,因此国产机器人价格在外国同类产品面前几乎没有竞争力。这也是中国工业机器人在有市场、有产品的情况下却拿不出亮眼成绩的主要原因。
 
  中国机器人企业数量增长迅速,但规模普遍偏小,大多数企业年产量不过千台,盈利更是微乎其微。更为令人担忧的是,由于技术水平的限制和生产的盲目性,大批新设机器人企业生产的产品聚集在中低端应用领域,只能凭借价格竞争,客观上形成高端产业低端化的局面。
 
  就如同高端的汽车发动机尚无法在中国量产一样,核心技术问题不是出在政策和资金不足,而是从一台机床,一个齿轮累积起来的差距,当这些基础部件最终组合成产品的时候,就体现出中国制造业和世界先进制造业之间的差距。在机器人领域,日本发那科、安川,德国库卡,瑞典ABB“四大家族”在全球市场有超过60%的市场占有率,而中国全部机器人企业只有8%左右的占有率。
 
  前不久,国际机器人及智能装备产业联盟执行主席罗军在接受媒体采访时表示,在40多个机器人园区中,800多家机器人企业有将近一半企业是没有产品的空牌子。剩下的一半企业里面将近70%-80%是在代理别人的产品,100家真正能自己生产零部件或机器人产品的企业核心零部件方面仍然主要依赖进口。此外,他也揭示了一些企业靠补贴过日子,甚至顶着机器人概念套取地方政府补贴的现象。
 
  雪上加霜的是,相关技术人才在中国还相当缺乏。中科院自动化所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任王飞跃在2015年世界机器人大会期间接受媒体采访时指出,当前我国机器人领域的教育师资力量还很不足,有些问题老师都不懂,讲给学生就更不可能了。
 
  这种缺乏几乎贯穿于研发、生产、应用的全过程,在机器人应用领域,机器人产业工人也存在巨大缺口。在参与“机器人换人”的进程中,ABB集团中国总裁顾纯元发现,对许多制造类的企业而言,白送机器人给他,他都不会要,原因是他不会很好地使用。工业机器人本身是比较专业的产品,无论研发还是应用,都需要懂制造工艺,懂机器人编程、安全、机械、电等,坏了还要会简单的维修。
 
  人才的培养和技术的提高需要时间。而这段时间恰好给了国外竞争对手在中国市场布局的机会,2015年,包括“四大家族”在内的外资企业纷纷在我国投资建设生产基地并占据了中国市场的半壁江山。刚刚起步的中国机器人产业,可谓内忧外患并存。
 
机器人产业的“危”与“机”
“十二五”科技创新成就展上,小朋友观看机器人跳舞(图/罗伟)
 
  三条路抢占产业发展制高点
 
  重重困难无法掩盖中国机器人市场的前景。2015年,中国机器人市场销量超过75000台,同比增长36.6%,全球1/3的机器人卖到了中国。根据《机器人产业发展规划(2016—2020年)》制定的目标,到2020年,我国自主品牌工业机器人年销量计划达10万台,加上国外品牌,将达到15-20万台。机器人(含服务机器人)产业规模将达到1000亿元以上。面对一片蓝海,企业的选择只能是前进。
 
  一是把握智能方向。虽然在技术上“四大”家族占据绝对优势,但值得注意的是,机器人技术并未达到顶点,工业机器人的概念还有待进一步探讨。2016世界机器人大会秘书长、中国电子学会副理事长兼秘书长徐晓兰认为,对于没有智能化的设备不能认为是工业机器人。高度自动化的设备没有自学习、自适应、自判断和自决策的智能系统。而带有人工智能技术、人工控制技术、自动感应技术等新的信息技术控制的设备,才能称之为工业机器人。因此,在发展方向上,研发企业的目标应注意向智能化瞄准,在攻克核心部件问题的同时抓紧人工智能研究。
 
  国际上通常把机器人分为工业机器人和服务机器人两类。相比工业机器人,服务机器人出现较晚,但其功能更符合人们对机器人的期待,扫地机器人、康复机器人、早教机器人等家用服务型机器人也正在兴起。考虑到未来中国人口结构的变化和公共资源分布不均等情况,服务机器人在养老、医疗、教育、公共服务等方面具有可观的市场潜力。由于服务机器人需要个性化的设计,中国机器人企业在服务机器人领域取得突破的机遇更大,但相比工业机器人,服务机器人对于智能元素的需求更高,且需要与人的外形相似度更高,以便于使用者与机器人之间增进理解与互动。
 
  二是寻求专业合作。一般认为,机器人是多种高新技术的综合集成,而这一集成需要建立在一门甚至多门专业知识的基础上,因此,要想在专业领域取得突破,研发机器人的科技企业往往需要寻求专业合作。以沈阳通用机器人技术股份有限公司为例,该公司与哈佛大学、沈阳自动化研究所等国际一流研究机构密切合作。其研制的力反馈手柄产品打破了国外垄断,在工业、医疗等领域成功应用。
 
  去年,该公司还与施耐德电气签署了以整套电气解决方案,同时在市场开发多业务领域进行全面合作及信息共享的战略合作协议,共同研发、携手开拓中国智能物流装备市场。
 
  在今年6月举办的国家“十二五”科技创新成就展上,一款骨科手术机器人得到了党和国家领导人的充分肯定,该骨科手术机器人由北京积水潭医院、北京航空航天大学、北京天智航公司、中国科学院“医工企”联合研发,在骨科机器人技术领域处于领先水平。同期参展的多个机器人产品均由高校、企业和专业公共机构联合研制。今年6月,国内机器人龙头企业新松机器人也参股辽宁何氏眼科医院,为在医疗机器人领域的布局。
 
  三是做活“低端”市场。做为一个新生事物,除了顺应市场需求用于帮助传统制造业转型升级,机器人也可以用于创造消费需求,在这方面,对于技术的要求并不那么高。在今年6月12日结束的东京玩具展上,日本T AKARAT OMY公司推出了一款名为Smapon的小型玩具机器人,只要让它坐在手机上,就可以和人交流。
 
  Smapon 的构造非常简单,甚至没有用到语音识别以及人工智能技术。
 
  Sampon可以借助智能手机屏幕透出的光变换表情,与人互动,虽然Sampon并不能精准分析使用者的声音,但这种所问非所答的互动也会给使用者带来乐趣,目前该产品已经推向市场。
 
  市场的需求一方面体现在产品性能上,另一方面则体现在价格上,因此,进入民用市场的机器人产品特别是服务机器人更应做好性能与价格的平衡,而不能一味追求技术先进。今年4月15日,中科大正式发布我国首台特有体验交互机器人“佳佳”,该机器人五官精致,在视觉效果上几乎与真人无异,而且初步具备了人机对话理解、面部微表情、口型及躯体动作匹配、大范围动态环境自主定位导航和云服务等功能。但仔细观察可以发现,佳佳仍采用轮式行进方式,这种行进方式相对于2月谷歌旗下公司发布的Atlas人形机器人使用的双足平衡式前进方式更能有效降低成本,商业开发价值明显增强。
 
标签:2016年第8期 
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