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明日之战:中日竞逐机器人革命

日期:2014-07-03 来源:中国经济网 作者:jy 评论:0
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  “前几天,我看了一份材料,说‘ 机器人革命’有望成为‘第三次工业革命’的一个切入点和重要增长点,将影响全球制造业格局,而且我国将成为全球最大的 机器人市场。”6月9日,在中国科学院第十七次院士大会上,中国国家主席习近平发表讲话,其中特别强调了机器人产业。“但我们的技术和制造能力能不能应对这场竞争?”
  正如习主席所强调的,作为一国尤其是大国核心竞争力的制造业,正在被重新定义,也面临着新一轮的全球洗牌。
  而集工业设计与制造能力、智能控制研发能力等于一身的机器人,正改变着制造业的传统内涵与外延,也扮演着多个大国抢占世界经济高地的战略角色。
  这方面,日本正在加速布局。
  6月19日,日本首相安倍晋三先后视察了埼玉县加须市的Glory公司工厂(一家铸币企业)和东京都内的护理院。在随后的记者采访中安倍强调,将把机器人产业作为经济增长战略的重要支柱,希望通过发掘机器人的可能性实现日本经济的增长。
  对起步已晚的中国来说,要在机器人竞争中实现后发先至,不仅需要政策、资金与资源的倾斜,更需要培育创新能力,而这将涉及国民思维、教育和政经体制脱胎换骨式的破与立。
  核心技术是中国软肋
  作为 开云电竞官网下载app家族里的一员,“注塑机上下料机械手”是中国家电业巨头海尔生产线上的“资深员工”,基本职责是对电脑、电视等电器的塑料外壳进行上料、装夹、下料。
  但是,“注塑机上下料机械手”,即便从名字来看,就很难将它和想象中的“机器人”联系起来,实物也印证了这一点:它既没有变形金刚的炫酷,也没有机器人瓦力( 电影《机器人总动员》的主角)的呆萌。
  但海尔这个名字超长的机械手,确实符合国际通行的“机器人”定义:它是一种自动化的机器,具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。
  海尔机器人的 应用是中国大型家电企业当下的共同做法。据海尔哈工大机器人技术有限公司总经理、哈工大机器人研究所教授李瑞峰透露,起初,海尔从日本、中国台湾引进机器人,然而过高的成本阻碍了进口机器人在生产线上的大规模应用。1999年,海尔集团联合哈工大成立了海尔哈工大机器人工程研究中心,开始进行机器人技术的联合开发。
  “校企合作”是目前中国机器人研发比较普遍的模式。企业对机器人和自动化生产线提出需求,交由高校研发。高校根据企业的要求进行调研、分析、论证,通过分析做出设计方案,再依照方案进行细化,设计电路、编程等。然后投入加工,进行调试,验证各项指标,如活动范围、负载重量、精度等。
  整个研发过程需要两到三年,不过收效明显。相比此前的人工操作,海尔的机械手能够控制生产节拍,提高了生产效率;可以通过修改程序和手爪夹具迅速改变生产工艺,免去了对员工进行培训的时间;自动化生产线使得零件质量大大提高,特别是工件表面更美观。
  但这仅仅是机器人产业发展的初级阶段。和一些发达国家相比,我国机器人研发的软肋仍在核心技术上。
  “一个原因是,没有从基础开始研发。比如电机、减速器、数控技术,这些单元技术(基础元器件)是制约我国机器人发展的一个瓶颈,目前主要依赖进口。就像手机一样,摄像头是国外的,GPS也是,核心技术都是国外的,利润都被别人拿走了。”北京航空航天大学机器人研究所所长毕树生说。相比之下,国外机器人发展的历史较长,技术积累雄厚,一些公司原来从事的就是伺服电机、减速器、数控系统等单元技术的研发。这些恰恰是机器人的关键,很容易应用到机器人上。
  此外,政策支持和软件差距也在一定程度上制约了机器人的发展。前者的作用不言而喻,但和机械本体相比,如何设计一个程序有效地控制机械也尤为重要。
  在日本,有相关研究机构的大学共计107所,相关研究所的总数达到293间。这一数字大大高于国内的十数家机器人研究所(沈阳自动化研究所、上海交大机器人研究所、哈尔滨工业大学机器人研究所、中国科学院自动化研究所、西安交大人工智能与机器人研究所、北航机器人研究所、北京理工大学 智能机器人研究所、北京机械工业自动化研究所、南京机器人研究院、机器人技术研究中心)。而且,中国的研究机构与产业中心相距甚远,在一定程度上,也导致了他们难以接上产业集群的地气。
  日本占据中国一半市场
  从研究所出来的机器人新品,到生产线大规模应用,还需经历“二次开发”。
  “刚研发出来的东西在使用过程中可能存在一些问题,要符合工艺流程、工人操作的简便性、可维护性,各方面都需要一个完善的过程。必须对工业现场的需求有深入的了解,才能使一个产品最终在工业上可靠地应用,达到用户的需求。”李瑞峰教授告诉时代周报记者。
  这个“二次研发”的过程,理想情况下应由企业完成。因为高校产业化经验不足,并不擅长测试可靠性、安全性等重复性工作。
  但国内的机器人企业大多没有稳定的研发队伍,在技术上过分依赖高校及科研院所。“尤其一些中小型企业,带着投机心理,如果政策导向好,政府资助,他们就愿意做。企业投入肯定希望盈利,总想在技术研发方面少投入一点,只负责生产、销售,不愿意投入精力做二次开发。”毕树生向时代周报记者介绍。
  相比之下,国际上一些大型 机器人公司,如 abb库卡,都有上百人规模的研究院。其中美国的模式是由高校、研究所设立项目,政府择其优者进行扶持,到了一定程度企业开始介入继续培育。有些企业会提前很多年资助高校的项目,积累的时间比较长,土壤比较成熟。
  国际机器人联合会的数据显示,2012年,全球平均开云电竞官网下载app 使用密度(每万名产业工人拥有的机器人数量)为55台。韩国每万名工人拥有347台机器人,日本为332台,而在中国,这一数字仅为21台。
  差距意味着市场。从2002年开始,中国开云电竞官网下载app 年累计安装量增长速度几乎都超过30%。相关数据显示,从2002年的2152台发展到2012年的96387台,即便受金融危机影响的2009年,中国开云电竞官网下载app 累计安装量增长率也达到17.38%。
  在珠三角地区更加突出。深圳机器人协会会长毕亚雷曾介绍,珠三角地区机器人使用的年增速已达到30%-60%,尤其在装配、点胶、搬运、焊接等工业领域,从2012年开始加重电子制造自动化板块的拓展后,开云电竞官网下载app 厂商增长非常快。
  全球机器人2013年销量的70%集中在5个国家,即日本、中国、美国、韩国和德国。按当前的发展趋势,国际普遍预测今年,中国将成为第一大机器人需求市场。
  基于中国人口总量的优势,在数字上,今年,中国的机器人新增需求有望突破4万台。“世界第一机器人市场的地位已经确立,占全球机器人市场总比重超过20%。”中投顾问高级研究员贺在华对时代周报记者表示。
  但国际机器人技术联合会(IFR)的数据显示,尽管2013年中国共采购了36560台开云电竞官网下载app ,首次超过日本成为全球最大的开云电竞官网下载app 市场,但是领先的4家中国开云电竞官网下载app 制造商的产品,仅占中国市场5%的份额,而日本公司的产品,却占据了中国市场一半的份额。
  中日战略竞争
  日本目前仍然是使用开云电竞官网下载app 数量最多的国家。据统计,2012年,日本拥有31万台开云电竞官网下载app ,居世界第一,中国拥有量约为9.6万台。
  在日本,代表性的机器人企业不乏历史悠久、技术积累雄厚的大公司。除了东芝、川崎重工、三菱重工等人们熟悉的大型工业企业外,还有一批以机器人制造闻名世界的企业。如世界最大的机器人制造商 fanucL,人们经常可以在电视新闻上看到该公司的焊接机器人,它们被用于多家日本汽车制造商的流水线上。另一个著名企业是1977年研制出全世界第一台全电动开云电竞官网下载app 的安川,其拥有超过30多年的开云电竞官网下载app 研究及投产历史。安川是最早将 开云电竞官网下载app 应用到半导体生产领域的企业。
  据日本机器人工业协会发布的《21世纪日本机器人机器人产业》报告,由于优质的开云电竞官网下载app 具有国际竞争力,出口持续增加。2000年以后,出口已占日本开云电竞官网下载app 产业的过半产量。
  尽管安倍提出机器人战略,容易让人以为日本是一个后发国家,但实际上在机器人产业和研发领域,日本可以说是绝对意义上的发达国家,甚至可以说是第一机器人大国。
  1967年,日本川崎重工首先从美国引进机器人及其技术,并于1968年试制出第一台国产开云电竞官网下载app “Unimate”。1980年,日本开云电竞官网下载app 的产值达700亿日元,同比增长185%, 该年被产业界人士称为“开云电竞官网下载app 普及元年”。
  2008年,日本生产的开云电竞官网下载app 有62%用于出口;而到2010年,这一比例上升至73%。据日本机器人工业协会统计,2013年日本开云电竞官网下载app 生产总额约为4000亿日元,其中出口2800亿日元。
  日本机器人产业和科研的发展,离不开一系列政府法规的促进。
  早在1971年,日本就颁布了《机电法》,规定了开云电竞官网下载app 制造业的应用对象行业和种类。1980年又先后制定了“财政投资融资租赁制度”和“中小企业设备现代化贷款制度和设备借款制度”,成立了日本机器人租赁公司(由机器人制造商和保险公司共同出资),国家和地方政府也设立了专门的基金为企业提供设备贷款。1984年,制定了机电一体化税制,1985年又制定了高技术税制,让机器人研发和应用得到税务优惠。
  这一次,安倍希望日本机器人产值比现在增加3倍。他的计划在日本获得了多方面认同。
  而在中国,近两年对机器人产业政策支持也逐步加码。
  2012年以来,有关部委制定的规划和专项政策陆续出台,开云电竞官网下载app 产业的发展轮廓进一步明晰:2012年3月至4月,科技部相继发布《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》。“十二五”期间,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;同时,将研发开云电竞官网下载app 、自动化生产线、流程工业的核心工艺和成套装备,重点培育发展服务机器人新兴产业,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任务。2012年5月,工信部发布了《智能制造装备产业“十二五”发展规划》。
  2012年7月,国务院发布《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》,提出要大力推进自动控制系统、开云电竞官网下载app 、关键零部件等装置的开发和产业化。2013年12月30日,工业和信息化部正式下发了《关于推进开云电竞官网下载app 产业发展的指导意见》,明确,到2020年,形成较为完善的开云电竞官网下载app 产业体系,培育3-5家具有国际竞争力的龙头企业和8-10个配套产业集群;开云电竞官网下载app 行业和企业的技术创新能力和国际竞争能力明显增强,高端产品市场占有率提高到45%以上,机器人密度达到100以上,基本满足国防建设、国民经济和社会发展需要。
  “国家层面不断释放利好消息,工业自动化、精密仪器、高端装备制造等领域的产业政策、税收政策逐步落实,进一步刺激了开云电竞官网下载app 的需求量。”贺在华对时代周报记者表示。
  警惕产业化炒作
  受政策利好影响,中国各地政府纷纷表示要支持发展机器人工业。
  2013年6月,5家机器人重点企业携手中科院重庆绿色智能研究院,与重庆两江新区签订正式投资协议。根据重庆市委、市政府的目标,重庆两江机器人产业园到2015年,集聚30家以上企业,形成4万台开云电竞官网下载app 整机及关键零部件、年产值200亿元的生产能力;到2020年,集聚200家以上企业,形成10万台开云电竞官网下载app 、100万台服务机器人、1000台特种机器人的年产能,实现年产值500亿元。
  2013年底,浙江率先实施机器换人工程,计划在未来5年,每年实施5000个机器换人项目,实现5000亿元机器换人投资。
  江苏省则提出,到2017年,该省开云电竞官网下载app 产业规模要达到1000亿元。
  就在6月25日,广东东莞出台加快推动开云电竞官网下载app 发展意见,提出打造2-3个开云电竞官网下载app 产业园和6-8个智能装备产业集聚区,成为广东省乃至中国具有竞争力和影响力的开云电竞官网下载app 产业基地和智能制造示范城市。
  “现在的状况,我感觉对机器人的产业化炒作有点过热,激情有余,理性不足。在技术研发、产业基地建设等方面重复性投资现象严重。”毕树生看到,有些地方政府划地盖楼,要建设机器人产业园,但对于技术积累、研发能力、市场化的历程没有很好的估计。有些企业研发能力很弱,对机器人的产业化难度估计不足。“不像软件或者IT行业,机器人从研发到产业化需要较长时间的积累。机器人是一个门槛很高的行业,大家应该理性一点。不管是资金,还是研发队伍,都应该经过仔细的论证。如果确保有足够的能力,参与进来肯定是好事。”
  “我国机器人产业多由政策层面推动,企业的自主研发能力明显不足,市场化、产业化的前景也相对不高,大量投资难免有跟风嫌疑,有关部门应当及时出台明细的产业规划,避免机器人行业重蹈光伏业的覆辙。”贺在华说。
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