一、工業(yè)機器人是搶占制造業(yè)高地的重要突破口

　　無論是美國的工業(yè)互聯(lián)網還是德國的工業(yè)4.0，都意在制造業(yè)領域，特別是智能制造領域，占據(jù)制高點。而在《中國制造2025》的實施過程中，工業(yè)機器人產業(yè)，也可以成為我國在智能制造領域的突破口和重要抓手。壯大和發(fā)展工業(yè)機器人產業(yè)，有利于實現(xiàn)國家科技事業(yè)的發(fā)展目標，有利于實現(xiàn)經濟社會發(fā)展的動力轉換、方式轉變、結構調整的繁重任務。

　　“智能制造”是先進制造發(fā)展的最新形態(tài)，是中國制造業(yè)轉型升級的新方向、新趨勢，在《中國制造2025》中占有重要地位?！爸悄苤圃臁奔闪思夹g創(chuàng)新、模式創(chuàng)新和組織方式創(chuàng)新，是集成制造、精益生產、敏捷制造、虛擬制造、網絡化制造等多種先進制造系統(tǒng)和模式的綜合。而工業(yè)機器人產業(yè)，是智能制造的系統(tǒng)和模式中必不可少的一環(huán)，工業(yè)機器人被稱為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志，對于國家制造業(yè)的整體轉型升級具有以點帶面的現(xiàn)實意義。

　　實現(xiàn)產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，不僅僅是關注一個產業(yè)的產值高低以及能夠提供什么產品，或者局限于強調環(huán)保減排，而是要解決并協(xié)調好經濟、生態(tài)環(huán)境和社會三方面的關系，把產業(yè)的經濟效益、生態(tài)效益、社會效益、技術進步和創(chuàng)新能力放在全球化的市場環(huán)境中，結合國情進行綜合思考和評價。

　　截至目前，制造業(yè)領先國家，都針對制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展出臺了一系列政策。金融危機發(fā)生以來，全球各國和地區(qū)開始越來越重視實體經濟，尤其是制造業(yè)的發(fā)展，以鞏固其在技術、產業(yè)方面的領先優(yōu)勢，積極搶占未來先進制造的制高點。美國加快推進“再工業(yè)化”，奧巴馬政府先后發(fā)布一系列國家層面的先進制造發(fā)展戰(zhàn)略，并在多個項目中強調創(chuàng)新和人才培養(yǎng)的重要性，以期維持并提高創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)水平。美國通用電氣集團提出了工業(yè)互聯(lián)網概念，其目的就是通過智能機器間的連接最終實現(xiàn)人機連接，結合軟件和大數(shù)據(jù)分析，突破物理和材料科學的限制，升級關鍵的工業(yè)領域、激發(fā)生產率、提高能效。德國工業(yè)4.0則提出構建虛擬網絡——實體物理融合系統(tǒng)，將虛擬世界和現(xiàn)實世界聯(lián)系起來創(chuàng)建一個真實的網絡世界，以進一步提高生產效率，維持德國在全球市場的領導地位，確保其裝備制造業(yè)在全球范圍內的競爭優(yōu)勢。

    不論是工業(yè)互聯(lián)網還是工業(yè)4.0，都是將整合機器、機組和智能設備、智能網絡和智能決策，建立一個虛擬網絡——實體物理相融合的系統(tǒng)作為主要任務，自主地為工廠提供最優(yōu)化的生產過程。這個最優(yōu)化的生產過程將滿足人類對于經濟效益、生態(tài)效益和社會效益的需求，然而系統(tǒng)的完善必須依靠創(chuàng)新發(fā)展和技術進步。虛擬網絡——實體物理融合系統(tǒng)的基礎在于單機智能設備的互聯(lián)，不同類型和功能的智能單機設備的互聯(lián)組成智能生產線，不同的智能生產線間的互聯(lián)組成智能車間，智能車間的互聯(lián)組成智能工廠，不同地域、行業(yè)、企業(yè)的智能工廠的互聯(lián)組成一個制造能力無所不在的智能制造系統(tǒng)。工業(yè)機器人是在制造業(yè)的工廠中，主要使用的單機智能生產設備。其在生產過程中，通過智能網絡互聯(lián)，可以做到優(yōu)化資源配置，從而達到節(jié)約資源、提高勞動生產率的目的。工業(yè)機器人帶來的經濟效益、生態(tài)效益和社會效益是毋庸置疑的。對于我國工業(yè)機器人發(fā)展而言，起步較晚，整個工程科學界創(chuàng)新能力不足，從而制約了工業(yè)機器人產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。然而，要實現(xiàn)制造強國，我國工業(yè)機器人的可持續(xù)發(fā)展刻不容緩。工業(yè)機器人的可持續(xù)發(fā)展，將為生態(tài)、就業(yè)和社會發(fā)展帶來綜合性的益處，依靠工業(yè)機器人領域創(chuàng)新水平的提升，將帶來整體工業(yè)領域的技術進步。

　　為貫徹落實好《中國制造2025》將機器人作為重點發(fā)展領域的總體部署，推進我國機器人產業(yè)快速健康可持續(xù)發(fā)展，2016年4月27日，工業(yè)和信息化部正式發(fā)布《機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016－2020年）》。根據(jù)該規(guī)劃的發(fā)展目標，我國將經過五年的努力，形成較為完善的機器人產業(yè)體系；技術創(chuàng)新能力和國際競爭能力明顯增強，產品性能和質量達到國際同等水平，關鍵零部件取得重大突破，基本滿足市場需求。規(guī)劃的提出，為工業(yè)機器人領域的突破性發(fā)展，指明了方向和路徑。

　　二、工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展面臨的主要問題

　　技術和規(guī)模，是國內工業(yè)機器人領域面臨的根本問題。目前，國內工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展受關鍵零部件依賴進口的制約，產業(yè)主體普遍不大，成本高企、產能落后、產業(yè)分布不盡合理，與國外企業(yè)相比，在市場競爭中處于劣勢地位。而隨著下一代智能機器人技術的研發(fā)，我國有機會實現(xiàn)技術和產業(yè)領域的跨越式發(fā)展。

　　作為近年來最具潛力的工業(yè)機器人新興市場，我國工業(yè)機器人起步于20世紀80年代，經過近40年的發(fā)展，目前已經基本掌握了機器人操作機的優(yōu)化設計制造技術，解決了工業(yè)機器人控制、驅動系統(tǒng)的設計技術和機器人軟件的設計和編程等關鍵技術，還掌握了大型機器人自動生產線（工作站）與周邊配套設備的開發(fā)和制造技術，掌握了運動學和軌跡規(guī)劃技術，能夠生產部分機器人關鍵器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等功能的工業(yè)機器人。目前，我國主要工業(yè)機器人公司有中國新松機器自動化股份有限公司、山東魯能智能技術有限公司和常州銘賽機器人科技有限公司等。

　　根據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）統(tǒng)計，2001年到2014年，全球機器人銷量年均增速為13%。2014年全球工業(yè)機器人銷量創(chuàng)下新高，達到22.5萬臺，同比增長27%。2014年全球工業(yè)機器人市場分布的統(tǒng)計顯示，中國已經成為世界上最大的工業(yè)機器人市場。截至目前，和國際知名企業(yè)相比，中國機器人產業(yè)主要存在以下三大問題：

　　1.部分關鍵零部件依賴進口，不掌握行業(yè)發(fā)展先進技術，受國際企業(yè)價格戰(zhàn)壓力影響，發(fā)展后勁不足。

2010年以后，我國工業(yè)機器人裝機量逐年遞增，國內企業(yè)也開始發(fā)展機器人全產業(yè)鏈。在此期間，政府陸續(xù)出臺了若干鼓勵機器人產業(yè)發(fā)展的政策措施，支持的力度逐年加大，成效也愈發(fā)顯著，促進了國內機器人產業(yè)的快速發(fā)展。但是，由于核心及關鍵技術薄弱、高可靠性基礎功能部件的批量生產與應用能力不足，使得我國工業(yè)機器人產品存在附加值低、自主品牌機器人市場份額和品牌知名度不高等問題。目前，我國工業(yè)機器人產業(yè)水平與發(fā)達國家還有相當差距，運動控制器、伺服電機及驅動器、精密減速器等關鍵部件仍然大量依賴進口，一些倉促上馬的工業(yè)機器人項目，在一定范圍內導致產業(yè)低端產品過剩，使得發(fā)展尚不充分的工業(yè)機器人產業(yè)遭遇了多重風險。

　　雖然已有部分企業(yè)在減速器、伺服電機和控制器等工業(yè)機器人技術領域取得進展，但是整體技術差距仍長期存在。其中精密減速器是目前我國工業(yè)機器人關鍵零部件中最薄弱的環(huán)節(jié)。由于其制造技術難度大，致使國產產品質量穩(wěn)定性較差、精度較低和使用壽命較短，該類產品始終在工業(yè)領域沒有真正實現(xiàn)國產化的批量生產，成為制約我國工業(yè)機器人發(fā)展的主要瓶頸。國內企業(yè)購買減速器、運動控制器的價格是國外企業(yè)價格的近4倍，購買伺服驅動器的價格是國外的近2倍。這種情況導致同等質量的工業(yè)機器人，國內企業(yè)可獲得的利潤空間被嚴重壓縮。而由于缺乏足夠的競爭優(yōu)勢，國產高端機器人供應能力明顯不足，也嚴重制約了國內機器人產業(yè)的快速發(fā)展。以165公斤六軸關節(jié)機器人為例，國產品牌的生產成本比國外品牌要高出44%，導致我國機器人生產企業(yè)與外資品牌在市場價格競爭中處于不利地位。2013年，國產的六軸及以上工業(yè)機器人的銷量占全國工業(yè)機器人總銷量的比重只有6%，而外資品牌的同類產品占比則高達62%。

　　2.工業(yè)機器人行業(yè)企業(yè)規(guī)模偏小，成本壓力大，低端產能存在重復建設問題，高端需求不足。

　　總體來看，中國的本土工業(yè)機器人產品與外資產品技術差距在10年以上。國際公司的產品線廣、成本低、規(guī)模大，在市場領域仍處于較大優(yōu)勢地位。國內機器人生產企業(yè)同國外機器人公司相比，市場份額相對較小，個體企業(yè)普遍存在規(guī)模難以發(fā)展的問題。目前我國工業(yè)機器人生產企業(yè)還集中在集成領域，加工組裝企業(yè)占多數(shù)，即使是龍頭企業(yè)規(guī)模也就在20億元左右，整個行業(yè)尚未形成規(guī)模效應，令企業(yè)難以從居高不下的生產、推廣成本中拿出資金投入研發(fā)。關鍵零部件的不能自主生產，造成了競爭能力的缺乏，更進一步導致國產企業(yè)的發(fā)展困難。

　　以安川、FANUC、ABB、KUKA為代表的國外工業(yè)機器人巨頭近年紛紛進入我國市場，設立生產基地，占據(jù)了中國工業(yè)機器人85%的市場份額，為了進一步搶占市場份額，外資和合資企業(yè)甚至展開了價格戰(zhàn)，向“量大面廣”的制造業(yè)領域滲透。我國自主品牌生產企業(yè)的市場空間和生長空間被不斷壓縮，客觀上阻礙了國產工業(yè)機器人行業(yè)的產業(yè)化程度，使其難以形成產業(yè)規(guī)模，令國內企業(yè)的整體競爭力難以提升。

　　3.國內企業(yè)缺乏驗證期，品牌缺乏說服力。下一代工業(yè)機器人技術研發(fā)存在分散無序問題。

　　過去十年，外資工業(yè)機器人公司通過在中國市場的飛速發(fā)展，已經建立起了遍布全國的龐大營銷網絡以及本土化的生產基地。全球工業(yè)機器人巨頭在汽車行業(yè)等高端應用領域的優(yōu)勢地位非常明顯。而當前國內機器人需求中，近一半的企業(yè)來自對設備品質要求最高的汽車及汽車零部件制造業(yè)，這些下游企業(yè)已習慣使用外國品牌，缺乏項目經驗的本土品牌需要更長時間的驗證期，已經形成技術突破的部分零部件和工業(yè)機器人，因此不能盡快被市場接納。這就使得國內企業(yè)即便有優(yōu)秀的產品，也難以盡快被市場認可，從而實現(xiàn)規(guī)模化應用。缺乏規(guī)模化的應用，進一步加大了國產品牌的成長難度，這種情況下，工業(yè)機器人產業(yè)就需要在發(fā)展方向上的宏觀指導，需要政策領域專門的扶持和推動。

　　當前全球制造業(yè)正處于全新的變革時期，個性化產品將以高效率、一定批量化的柔性制造方式生產，機器人必將在新的制造模式下發(fā)揮不可替代的作用。目前傳統(tǒng)工業(yè)機器人所能完成的工作范圍有限，無法適應未來的制造方式，新一代機器人更智能、更靈活、更易合作、更具有適應能力等特征將為未來制造業(yè)帶來巨大變化，甚至改變全球競爭格局。

　　隨著我國勞動力成本快速上漲，采用工業(yè)機器人替代部分勞動力需求已成為制造業(yè)發(fā)展的新趨勢。機器人已從“備選”成為“必選”。傳統(tǒng)機器人工作于靜態(tài)、結構化、確定性的無人環(huán)境中，以固定時序完成重復性作業(yè)，這種機器人的工作特點在于空間相對隔離、與人非接觸、預編程或示教再現(xiàn)控制、需要外部安全保障。全球化的細分市場、產品用戶定制化生產模式的回歸，使小批量、多品種、短周期、個性化成為新興制造業(yè)的顯著特點，也是未來制造業(yè)的主要生產模式。新興制造模式需要與產業(yè)工人合作的“工友型”、可完成類人技能的作業(yè)機器人。這些新的需求是傳統(tǒng)機器人所無法滿足的。

　　美國在2013年公布的機器人路線圖中提出了“Robotic Partner”，歐盟在2014年公布的“地平線2020計劃”提出了“Co-Worker”，他們均為下一代智能機器人勾畫出發(fā)展前景，而相關研究單位已經紛紛展示出下一代智能機器人的原型。我國在下一代智能機器人關鍵技術的研究上也取得了一些初步成果，但這些現(xiàn)存的研究大都是分散的、自發(fā)的。而下一代智能機器人在國外發(fā)達國家剛剛開始研發(fā)，我國與國外的差距并不大，這無疑給我們提供了難得的機遇。如能抓住這個機會，從頂層規(guī)劃下一代智能機器人的技術發(fā)展和產能，那么在下一代智能機器人領域，我國有望快速達到或趕超國外發(fā)達國家的技術水平。

　　三、促進工業(yè)機器人產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的思路建議

　　隨著互聯(lián)網技術和人工智能的發(fā)展，未來的工業(yè)機器人產業(yè)，將對以制造業(yè)為基礎的各個產業(yè)產生巨大的牽引和輻射作用。為在重要技術研究領域、產學研結合領域推動和促進產業(yè)發(fā)展，急需將國家層面的具體“路線圖”布局落實到位。要面向國家重大需求，加快行業(yè)科技創(chuàng)新，掌握全球科技競爭先機，以工業(yè)機器人的可持續(xù)性發(fā)展促進智能制造的全面進步。

　　隨著工業(yè)領域轉型升級的需求、勞動力成本的上漲以及對工業(yè)產品質量要求的提高，國內工業(yè)機器人市場需求將呈現(xiàn)井噴之勢，作為全球最大的工業(yè)機器人市場，產業(yè)投資熱情空前高漲。我國雖然在傳統(tǒng)工業(yè)機器人技術研發(fā)及產業(yè)化方面取得了初步進展，但在信息網絡技術與機器人技術結合方面仍然比較滯后，互聯(lián)網企業(yè)在發(fā)展機器人技術方面意識不強。為了避免未來行業(yè)發(fā)展風險并扭轉現(xiàn)存的競爭劣勢，工業(yè)機器人產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展顯得尤為重要。

　　1.需要不斷加強核心競爭力。技術的發(fā)展是核心競爭力的根本來源，科研機構的群聚效應、跨學科機器人的研發(fā)、高科技人才資源、創(chuàng)新型機器人企業(yè)、完善的支持系統(tǒng)和配套產業(yè)，將會被技術鏈條連接為擁有核心競爭力的產業(yè)集群。為實現(xiàn)產業(yè)的根本發(fā)展，更應重視技術領域創(chuàng)新激勵政策的完善和實施。

　　2.產業(yè)發(fā)展應該以工業(yè)機器人企業(yè)為主體。在推動工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展上，除采取政策推動等措施外，應鼓勵建立官產學研互利共贏的公私伙伴關系。在加強工業(yè)機器人行業(yè)這種互利共贏的伙伴關系上，政府需要起到積極的布局、引導和扶持作用，同時注意發(fā)揮企業(yè)的市場主體地位，在商場競爭領域，鼓勵和支持企業(yè)的規(guī)模化發(fā)展。

　　3.完善頂層設計與前瞻布局。在加強核心競爭力的基礎上，保持對國際機器人技術的持續(xù)跟蹤研究，把握信息網絡技術條件下機器人的發(fā)展趨勢，在未來5年至10年，盡快研究出臺符合我國實際情況的“機器人技術路線圖”，明確技術發(fā)展的步驟、重點突破的關鍵核心技術、生產工藝與零部件配套，明確產業(yè)化發(fā)展路徑，為我國工業(yè)機器人產業(yè)的深層次發(fā)展提供宏觀指導。

　　4.加大對研發(fā)及產業(yè)化的政策支持力度。從國家層面來看，利用國家重大科研專項或重大工程，搭建創(chuàng)新應用平臺，重點加強關鍵技術突破、關鍵零部件聯(lián)合攻關，促進關鍵零部件、整車、材料、工藝同步研發(fā)和協(xié)同配套，抑制無序發(fā)展。發(fā)揮政府財政的引導作用，加大投入力度，吸引社會資本參與，探索設立機器人產業(yè)發(fā)展基金，以優(yōu)勢企業(yè)為核心，引導和支持企業(yè)整合。

　　5.推進工業(yè)機器人產業(yè)化應用。2015年，中國老年人口比例由13.3%增加到16%，勞動力缺口逐漸顯現(xiàn)。這既是制造業(yè)推廣工業(yè)機器人應用的前提和契機，也是制造業(yè)自身發(fā)展的必然要求。中國擁有最大的工業(yè)機器人應用市場，存在產業(yè)發(fā)展的巨大空間，應鼓勵制造業(yè)在轉型升級過程中，應用國內工業(yè)機器人的優(yōu)秀產品；同時，在國產新一代工業(yè)機器人研發(fā)過程中，積極開展區(qū)域示范推廣。