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中国机器人产业规模快速扩展
[字号: ] 2017-11-01  工业科 


机器人,这颗“制造业皇冠顶端的明珠”日渐璀璨。作为先进制造业的关键支撑装备,是衡量国家和地区科技实力的重要标杆,也是加快传统产业优化升级,培育壮大高端制造业的有效抓手。目前,我国机器人产业发展处于重要战略机遇期,从中央到地方对机器人产业发展高度重视,出台了一系列相关政策对机器人产业发展进行有效地引导与扶持。

近来,“机器人热”持续升温不断。由北京市人民政府、工业和信息化部、中国科学技术协会主办,中国电子学会、北京市经济和信息化委员会、北京经济技术开发区管委会承办的2017世界机器人大会不久前在北京举办,近日,第二届全国工业机器人技术应用技能大赛决赛又在安徽省芜湖市举行。本版特别推出我国机器人产业的特别报道,对目前产业的发展状况进行了梳理,与读者分享、探讨。

A 产业数据

近五年增速20%以上机器人产业快步向前

在世界机器人大会上,中国电子学会发布《中国机器人产业发展报告(2017)》。报告预计,2017年我国机器人市场规模将达到62.8亿美元,2012~2017年平均增长率接近28%,同期全球平均增长率仅为17%

此外,将于2017101日正式实施的最新《国民经济行业分类》中,机器人制造首次作为独立的行业列入《国民经济行业分类》之中。根据新的分类,工业机器人制造与特种作业机器人制造是两个行业小类,可以说我国的工业机器人产业已经走向快车道的规模化发展阶段。

中国工业报记者从2017世界机器人大会现场获悉,2016年全球机器人产业规模首次突破200亿美元,增长14.5%,预计2017年将达到232亿美元。其中,工业机器人产业规模为147亿美元,占比63%;服务机器人产业规模为29亿美元,占比13%;特种机器人产业规模为56亿美元,占比24%

工业和信息化部副部长辛国斌在大会上表示,从约瑟夫·恩格尔伯格1959年制造出第一台真正意义上的机器人至今,全球机器人发展已近60年,历经工业时代的数次变革洗礼,始终站立在科技创新的风口,作为“制造业皇冠顶端的明珠”熠熠生辉。如今,随着物联网、云计算、人工智能等新一代信息通信技术与制造业加速融合,数字化、网络化、智能化的发展更是给机器人产业带来了新的春天。

亚洲特别是中国机器人市场的持续开拓,为全球机器人产业规模的下一轮增长提供了新的动力支持。与此同时,随着机器人相关技术和市场的不断成熟,优势企业正在以资本为纽带,通过自主研发、投资并购等多种手段向机器人领域延伸,快速组建研发团队,突破核心技术,完善产业链条,打造竞争新优势。总体来看,机器人产业当前及未来一段时间将保持高速增长态势,年均增速远高于工业和装备制造业增速。

B 产业特征

行业发展逐步成熟成企业转型升级标杆之一

近年来,我国机器人发展具备以下四方面的特征:

一是规模、技术、应用、集聚等方面取得积极进展。据统计分析,2016年我国机器人产业规模首次突破50亿美元,预计2017年将达到62.8亿美元。近五年规模增速基本保持在20%以上,成为全球机器人产业规模稳定增长的重要力量。尤其在工业机器人领域,今年上半年生产5.9万台(同比增长52%),我国将连续五年成为全球第一大应用市场,占全球工业机器人市场比例将从四分之一提升到近三分之一。

二是关键技术和零部件研发取得突破。在研发方面,我国机器人产业坚持以点带面、小步快跑的原则,一方面抓住优势领域实现快速突破,另一方面强化基础研究推动整体提升。目前,语音识别、图像识别等技术已达到国际先进水平,机器人本体优化设计及性能评估、高速高精度控制等技术取得积极进展,控制器已接近国际水平,伺服电机已配套约50%的自主品牌机器人,RV减速器实现批量应用,谐波减速器销量达到全球第二。另外,在特种无人机、深海机器人等领域,形成一批具备核心竞争优势的自主创新产品,成功研究开发了固定翼无人机智能集群系统、世界上最大吨位深海挖沟犁,无人潜水器与自治式水下机器人在南海实现首次深海交会拍摄。

三是多元化应用场景持续拓展。继汽车和电子之后,工业机器人在五金卫浴、家具家电等行业也已得到日益广泛应用。同时,随着国家对环保和民生问题的高度重视,在塑料、橡胶、化工等高污染行业,以及食品、饮料和制药等与民生相关的行业,工业机器人应用范围不断扩大,对进一步降低环境污染、保障食品药品安全发挥了重大作用。随着机器学习、模式识别、智能交互等技术的应用,除了家庭娱乐、情感陪护、教育演示、公共服务等一般场景之外,服务机器人在金融、医疗等专业场景的应用也逐渐增多。目前,我国已研发出应用于肿瘤治疗的消融医疗辅助机器人,以及应用于高难度脊柱手术的第三代骨科手术机器人等创新产品。特种机器人,也已经在助老助残、现场保障、安全生产和抢险救援等领域得到应用。

四是逐步形成各具特色的区域产业集聚。由于我国各地区在研发能力、市场应用、人才资源、政策支撑和金融环境等方面都各具特色,机器人产业在几大主要区域的发展侧重点也是各不相同。京津冀地区以较高的技术研发能力、人才集聚度和金融活跃度为优势,形成以智能服务机器人和特种机器人为主要方向的产业链条。长三角地区以雄厚的产业发展基础、齐全的产业配套、庞大的应用市场为条件,正在打造全国领先、较为完备的工业机器人产业链条。珠三角地区依靠政策措施与金融手段、推动生产与应用对接结合,创新创业氛围相对浓厚。东北地区依托既有技术研发基础,形成数家规模大、综合实力强的工业机器人龙头企业。中西部地区作为机器人产业的后发区域,以引进培育为主要方式,通过规划布局产业园区,逐步形成以工业机器人为主、特种机器人为辅的产业链雏形。

辛国斌表示,随着《中国制造2025》战略的逐步推进,工业机器人这一“制造业皇冠顶端的明珠”已成为制造业最火热的投资领域,也是企业转型升级的重要方向,我国机器人技术和行业的发展正逐步走向成熟。

C 产业布局

抢夺机器人战略制高点支撑先进制造业快速发展

机器人正在成为新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,其研发、制造、应用已经成为衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。机器人既是先进制造业的关键支撑装备,也是改善人类生活方式的重要切入点。而在传统制造业转型升级的过程中,机器人产业被寄予厚望。其技术研发水平的持续提升,应用范围的快速扩大,以及协助人类生产、服务人类生活效用的日益显著,为全球实体经济重塑竞争力提供了有力支撑。

作为人工智能的理想载体,机器人不仅在生产领域逐步构建起以“云--端”为基础设施的人机共融智能工厂,推动生产方式的定制化、柔性化变革,更是在家庭生活、医疗、金融、交通、商业、物流等方面大显身手,广泛拓展应用场景。可以说,机器人已经逐步从单一的劳动工具和设备,上升为人类的工作助手和生活伙伴。

近年来,加快推动机器人发展已成为世界各国共识,美国、俄罗斯、德国、英国、日本、韩国等各主要国家纷纷将促进机器人技术和产业发展上升为国家战略。

我国始终高度重视机器人产业的发展,《中国制造2025》明确将机器人作为重点发展领域。近年来,我们陆续出台《机器人产业发展规划(2016~2020年)》、《新一代人工智能发展规划》等政策,着力推动机器人产业快速健康可持续发展,积极打造面向全球的机器人技术和产业生态体系。

科技是第一推动力,为鼓励国内机器人产业技术创新发展,最近“智能机器人”重点专项也已启动,为行业的健康有序发展提供了良好的保障。据了解,“智能机器人”重点专项执行期为2017~2021年,项目指南集中在前三年部署完成。2017年重点布局基础前沿技术类、共性技术类、前期基础好易出成效的方向,2018年重点布局关键技术与装备类、重点工程示范应用,2019年重点布局示范应用类以及重点领域强化。尽管每年有重点侧重,但其他类别项目也会适当地进行部署。

并且,在资金上也是给予了大力的支持,除了安排国拨经费总概算约6亿元支持专项外,为充分调动社会资源投入机器人研发,在配套经费方面,由企业或医院牵头的项目,配套经费与国拨经费比例不低于11;应用示范类项目,配套经费与国拨经费比例不低于21

我国机器人产业发展如不尽快赶上,与国外的差距有进一步被拉大的风险。而相关政策的适时出台,将引导我国机器人产业健康有序可持续发展。

D 产业挑战

产学研用结合不紧密机器人发展“痛点”待解

谈起机器人发展,特别是工业机器人就离不开所谓的“四大家族”,他们是ABB、库卡、发那科和安川电机。这四家企业过去几乎垄断的传统工业机器人领域,占据了中国70%左右的市场份额。

而《机器人产业发展规划(2016~2020年)》对我国“十三五”期间机器人产业发展作出调整规划,要求5年内形成较为完善的机器人产业体系。国际机器人联合会(IFR)预计,到2020年,中国工业机器人智能化、高端化加速明显,中国高端工业机器人在本土市场占有率将达到50%,并加速走向国际化。

同样在2016年印发的《机器人产业发展规划(2016~2020年)》中,进一步明确提出了“两突破”、“三提升”的要求,即实现机器人关键零部件和高端产品的重大突破,实现机器人质量可靠性、市场占有率和龙头企业大幅度提升。

“从机器人大国到机器人强国,聚焦核心零部件研发是关键。”重庆固高科技长江研究院总工程师李万隆说。

“技术成果转化率低,是目前掣肘我国智能制造跨越发展的‘痛点’。”上海德梅科汽车装备有限公司总裁丁裕东则表示,我国机器人在技术研究层面上与国外的差距并没有那么大,关键是“产学研用”结合不紧密。一方面,科研单位里的科技成果“藏在深闺”;另一方面,企业缺乏核心技术“嗷嗷待哺”。成果转化不顺,导致科技成果不能落地生根转化为生产力,企业难以借“梯”登高。

“乘众人之智,则无不任也。”库卡机器人经理李少飞认为,我国机器人技术与产业需要借“智”发展。

业界人士分析,目前机器人在国内智能制造业还普遍存在着一些问题,表现为:新应用开发不成熟,导致机器人闲置;集成商专业性不强,机器人使用功能不完善;专业的调试、维护人员短缺,小问题不能及时解决;缺乏必要的日常维护保养,机器人寿命缩短等。

确实如此,虽然我国工业机器人产业发展迅速,但也要清醒地看到我国工业机器人产业发展面临的诸多挑战。首先,机器人的顶层架构设计和基础技术等核心技术被美日等发达国家控制。其次,机器人研发、制造与应用等产业链之间缺乏有效衔接,研发与制造环节脱节。再者,研发、制造与应用偏向低端,这使我国在机器人产业利润偏薄。除此之外,产能过剩、重复建设、标准未立等也较为严重,国产机器人面临重重挑战。

为了加强工业机器人的规范指导,工信部于815日正式实施《工业机器人行业规范管理实施办法》,规范工业机器人行业企业的准入标准、监管制度、职责分工,以促进工业机器人持续健康发展。

在世界机器人大会上,辛国斌也提出,在新一轮科技革命和产业变革的背景下,全球机器人产业发展还面临着现实技术瓶颈和潜在伦理道德隐患的“双重挑战”:

一是机器人与人工智能的深度结合仍需持续推进。在视觉、触觉、移动、决策、预判等多个方面,机器人目前还远远达不到人类的水平,智能表现得相当有限,没能从根本上扩大应用范围,真正成为人类生产生活不可或缺的重要组成部分。尤其对于服务机器人,智能化水平的欠缺是其尚不能步入高速增长阶段的最大制约。

二是机器人很可能引发法律法规与道德伦理的重塑。著名科幻小说家阿西莫夫(美国)曾经提出过“机器人三大定律”,首要一条就是“机器人不得伤害人类”。但从目前发展趋势来看,一些问题尚难以形成共识。比如,成百上千种非技术工种将被机器人取代,对于可能引发的失业,现行劳动法的适用性和保护性将降低;战场上可能出现不知恐惧疲惫的自动“杀人机器”,人道主义与和平主义面临困境;无人驾驶汽车、辅助医疗机器人的逐渐普及,对交通法规和医疗卫生条例都将构成挑战等等。

辛国斌指出,纵观历史,从电的发明、汽车的普及乃至核能的安全应用等等,每一次科技革命和技术进步所带来的突破性成果,都会在一定时间造成人类在价值观念和伦理道德方面的困惑。但历史也证明,人类总是有智慧和能力寻求技术进步下的包容共享和可持续发展之道!

E 产业方向

与人工智能深度结合机器人正在逐渐“进化”

从阿法狗、到《开学第一课》中意大利机器人TEO,一次次精彩的人机大战,引发了人类与科技的关系的探讨。

是的,随着科学技术的不断突破和发展,人工智能这一模拟和延展人类智能的科学技术在近年来全面爆发,在引发多个产业科技变革的同时也带来了全新的思考与挑战。人工智能技术的兴起也为机器人产业带来了新变化,机器人正逐渐由听从并执行人类命令向拟人化和智能化不断“进化”。

“世界机器人产业格局正在发生深刻变革,产业竞争正由已知领域应用的竞争转向未知领域应用的竞争,大量潜在新产业、新业态将会衍生。同时,机器人产业正由硬件竞争转向软件竞争,与人工智能等技术结合成为关键。”北京市经济和信息化委员会主任张伯旭在机器人大会上表示。

根据中国电子学会发布的《新一代人工智能发展白皮书(2017)》,人工智能目前已经跨越了单纯依靠数据获取来实现技术提升与推动应用发展的阶段,传统的API开放和积木式创新已经无法满足人工智能,技术发展数据与应用的迭代式螺旋上升将推动人工智能应用层产业跨越式发展,而智能机器人也将会应用到更多特定场景之中。

但上海发那科机器人有限公司总经理钱晖认为,应该区分通用性人工智能和特殊性用途人工智能的区别。他说:“现在机器人对于人类视觉、听觉等能力的复制已经很发达了,比如翻译软件和语音识别,未来可以更多关注在商业中的应用。”

专家认为,人工智能的发展始终有两条路线:一个是技术上的,包括理论、顶层设计、算法研究等;另一条是商业化上的,也可以说是应用上的。值得注意的是,在前两次人工智能浪潮中,技术始终凌驾于商业之上,而在这次人工智能的爆发中,商业化开始与时俱进。

如果将人工智能视为一场渐进性的颠覆,似乎更能够感知到人工智能对于商业场景乃至商业结构的冲击。比如语音交互、工具类产品的变现以及对终端的重新定义,将以接地气的方式逐渐改变用户习惯和生活方式,同时这也是一场不见硝烟的商业竞争。

F 产业监管

规范市场发展秩序推进机器人产业迈向中高端

旺盛的市场需求,也带来了行业过热苗头。据统计,国内重点发展机器人产业的省份有20多个,机器人产业园区40余个。近两年,机器人企业数量从不到400家迅速增至800余家,而产业链相关企业超3400家。

在今年“两会”上,辛国斌就机器人产业存在重复建设的问题回答了记者的提问。他表示,一些机器人低水平重复建设的问题已经引起了部里的高度重视,也确实觉得在机器人这个领域,有高端产业低端化和低端产品产能过剩的风险。在具体的工作过程中,今后会和各个省市,包括机器人产业联盟加强沟通和交流,按照《中国制造2025》的总体部署和要求,制定了分省市的差别化实施指南。还有通过制定工业机器人的行业准入条件,提高准入门槛等一系列的政策,落实推进各地科学发展、理性发展。

8月底,在广州召开的2017中国机器人产业创新峰会上,全国政协常委、中国工业经济联合会会长李毅中认为,工业机器人的研发和制造没有必要各地开花,低水平重复,但可以在各地普遍推广使用。因此,他建议要合理布局工业机器人的研发制造中心,强化产业配套和区域分工合作,形成若干各具特色的产业群体。

为促进我国机器人产业健康发展,工信部等部委陆续出台一系列后续产业发展促进措施。《机器人产业发展规划(2016~2020)》明确要求,五年内形成我国自己较为完善的机器人产业体系。而根据工信部工作部署,下一阶段相关产业促进政策将着手解决两大关键问题:一是推进机器人产业迈向中高端发展;二是规范市场秩序,防止机器人产业无序发展。

“我们将继续完善《中国制造2025》战略分省市指南,细化机器人零部件产业区域布局,执行工业机器人行业规范管理实施办法,建立企业白名单制度,规范行业竞争秩序。也希望各类社团组织和服务机构能够发挥自身作用,加强行业自律,时刻对照目标要求做好本职工作。”辛国斌指出。




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