喻一帆

隨著全球傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和新興產(chǎn)業(yè)壯大發(fā)展，新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)、科技推動和發(fā)展路徑得到世界各國的高度重視。工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是新興科技和新興產(chǎn)業(yè)的深度融合，有技術(shù)密集度高、人才密集度高、資本密集度高的特點，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(biāo)志之一，是國際科技發(fā)展的重要方向，也是我國未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。本文將梳理國際工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，重點分析我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)、機(jī)遇和障礙，并提出我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑優(yōu)化的可行性建議。

一、國際工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

（一）國際工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和重振制造業(yè)的戰(zhàn)略途徑之一，“機(jī)器人革命”作為“第三次工業(yè)革命”的切入點和增長點，影響全球制造業(yè)的發(fā)展格局。歐盟在“第七個框架計劃”和“地平線2020”項目中重點投資機(jī)器人技術(shù)研發(fā)，并于2014年啟動SPARC機(jī)器人研發(fā)計劃。德國推行 “工業(yè)4.0”戰(zhàn)略大力發(fā)展以“智能工廠”為重心的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，法國在“機(jī)器人發(fā)展計劃”中將目標(biāo)定為世界機(jī)器人領(lǐng)域前5強(qiáng)，英國推出首個官方機(jī)器人戰(zhàn)略“RAS2020”大力發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，美國《先進(jìn)制造伙伴計劃》中明確指出通過發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)提振本國制造業(yè)?？梢姡I(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在各國產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中占舉足輕重的地位。

聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會（UNECE）和國際機(jī)器人聯(lián)合會（IFR）數(shù)據(jù)顯示，從20世紀(jì)下半葉起，全球工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)一直保持穩(wěn)步增長的趨勢，美國、日本、德國、韓國成為全球機(jī)器人市場的“四大家族”，引領(lǐng)“機(jī)器人革命”發(fā)展的趨勢，形成了KUKA、ABB、安川、FANUC等一批在國際上有影響力的龍頭機(jī)器人企業(yè)。IFR數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)長期占據(jù)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域80%左右的份額，是機(jī)器人中增速最大的市場，2010-2014年全球工業(yè)機(jī)器人平均每年銷售增長17%（圖1）。

（二）國際工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式

從發(fā)展歷程來看，機(jī)器人經(jīng)歷了三代進(jìn)化過程：第一代機(jī)器人是“示教再現(xiàn)型”簡單個體機(jī)器人，目前在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用仍然廣泛；第二代機(jī)器人是具有感知功能的群體勞動機(jī)器人；第三代機(jī)器人是“人機(jī)協(xié)作”的智能機(jī)器人，是當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

國際機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的模式各有差異。作為機(jī)器人“四大家族”的美國、日本、德國、韓國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式最具代表性；美國采用采購與成套設(shè)計相結(jié)合，企業(yè)需要的機(jī)器人通常由工程公司進(jìn)口，再自行設(shè)計、制造配套的外圍設(shè)備；日本以技術(shù)突出，形成全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行設(shè)計-開發(fā)-生產(chǎn)過程；德國以培育龍頭企業(yè)為核心，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)；韓國“以市場換技術(shù)”政策，強(qiáng)化工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用普及率，各國呈現(xiàn)不同的發(fā)展歷程和發(fā)展特點（表1）。

（三）國際工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

應(yīng)用領(lǐng)域多元化。全球工業(yè)機(jī)器人最主要應(yīng)用領(lǐng)域是汽車及汽車零部件制造業(yè)，2010-2015年汽車及汽車零部件制造業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求復(fù)合年均增長率約為25%。當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域趨于多樣化，已覆蓋到工程機(jī)械、塑膠塑料、建筑工業(yè)、軌道交通等行業(yè)，未來應(yīng)用前景樂觀，在光伏產(chǎn)業(yè)、動力電池、國防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、生活服務(wù)等領(lǐng)域都有應(yīng)用的環(huán)節(jié)和空間，工業(yè)機(jī)器人在提高工業(yè)生產(chǎn)效率和居民的生活質(zhì)量方面發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。

龍頭企業(yè)規(guī)模化。世界工業(yè)機(jī)器人龍頭企業(yè)ABB、FANUC、安川、KUKA掌握了機(jī)器人本體和核心零部件的生產(chǎn)技術(shù)。2014年ABB、FANUC、安川、KUKA收入分別為398億、59億、29億和23億美元，四大龍頭企業(yè)業(yè)務(wù)收入約為55億美元，占全球工業(yè)機(jī)器人市場約50%的份額，占中國市場超過70%的份額，生產(chǎn)規(guī)模較大，其中ABB機(jī)器人性能較好，F(xiàn)ANUC全球銷量最高，安川價格相對便宜，KUKA主要應(yīng)用于汽車生產(chǎn)領(lǐng)域。

核心技術(shù)智能化。隨著各國的智能制造、智能工廠、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0框架的推進(jìn)，工業(yè)機(jī)器人的軟件編程和協(xié)作運作都趨于自動化和智能化，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)越來越智能化、系統(tǒng)化、精細(xì)化，主要體現(xiàn)在控制技術(shù)趨于開放化和精細(xì)化、組裝結(jié)構(gòu)趨于模塊化和可重構(gòu)化、伺服驅(qū)動技術(shù)趨于系統(tǒng)化和數(shù)字化、多傳感器融合技術(shù)趨于實用化和多樣化、工作環(huán)境設(shè)計趨于優(yōu)化和作業(yè)的柔性化，以及整體控制系統(tǒng)趨于網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

二、我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展內(nèi)部環(huán)境分析

（一）我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)

我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)先后經(jīng)歷了20世紀(jì)70年代的萌芽期、80年代的成長期、90年代的轉(zhuǎn)型期，21世紀(jì)后進(jìn)入到以第二代機(jī)器人為基礎(chǔ)、以第三代機(jī)器人為方向的飛越期。工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新亮點，是科技與產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的突破點，是我國高端裝備制造業(yè)的支撐產(chǎn)業(yè)之一，具有良好的發(fā)展基礎(chǔ)。

一是政策環(huán)境利好。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)“十三五發(fā)展規(guī)劃”和《中國制造2025》構(gòu)成我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)圖，各地陸續(xù)出臺相關(guān)扶持政策，營造了工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好環(huán)境。二是市場需求增長。2013年中國市場占全球機(jī)器人市場的1/5，2014年上升到1/4，連續(xù)兩年是全球最大的機(jī)器人消費國，是國際工業(yè)機(jī)器人主要目標(biāo)市場，2020年我國工業(yè)機(jī)器人年銷量將達(dá)到15萬臺，2025年將達(dá)26萬臺（IFR統(tǒng)計），我國工業(yè)機(jī)器人需求呈穩(wěn)定增長趨勢。三是應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大。2014年我國工業(yè)機(jī)器人市場共銷售5.5萬臺，涉及諸多制造業(yè)領(lǐng)域，已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)25個行業(yè)大類、52個行業(yè)中類需求年增長超過25%。四是產(chǎn)業(yè)集聚初具規(guī)模。我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在珠三角、長三角、中西部和環(huán)渤海地區(qū)紛紛部署建設(shè)產(chǎn)業(yè)園，重慶、天津、上海、武漢、廣州、深圳等地區(qū)都將工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為當(dāng)?shù)刂攸c發(fā)展項目，2014年我國國產(chǎn)機(jī)器人廠家已超過800家，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園已經(jīng)激增至近40個（IFR），到“十三五”末，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)集群產(chǎn)值有望突破千億元。

（二）我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)處于最佳發(fā)展時期

一是國際環(huán)境優(yōu)化。智能制造興起為我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來機(jī)遇，全球工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，德國工業(yè)4.0、日本機(jī)器人新戰(zhàn)略、美國“先進(jìn)制造伙伴計劃”等國際戰(zhàn)略背景，推動了國際工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新，促使我國工業(yè)機(jī)器人市場持續(xù)增長，“一帶一路”戰(zhàn)略加強(qiáng)了我國與制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的對接和合作，構(gòu)建工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)協(xié)同化發(fā)展格局。

二是政策導(dǎo)向明朗。政策利好為工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造良好發(fā)展環(huán)境，行業(yè)加強(qiáng)政策扶持，工信部和行業(yè)協(xié)會鼓勵在材料、輸變電設(shè)備、危險品制造等重點行業(yè)的機(jī)器人研發(fā)和應(yīng)用；地方財政支持力度增大，目前上海、深圳、遼寧、湖北、黑龍江等省市已出臺與機(jī)器人相關(guān)扶持政策，如東莞提出深化“機(jī)器換人”專項行動，深圳市2014-2020年財政每年5億元扶持機(jī)器人、可穿戴設(shè)備和智能裝備產(chǎn)業(yè)；進(jìn)口市場優(yōu)惠，我國采取寬松的稅收政策，對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)口整機(jī)和成套設(shè)備實施免征稅收政策，且沒有特殊監(jiān)管條件，鼓勵國產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)設(shè)計和開發(fā)，降低我國需求市場對國外整機(jī)產(chǎn)品的依賴程度。

三是產(chǎn)業(yè)升級需求。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級為我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)開拓發(fā)展空間，“中國制造2025”激發(fā)了工業(yè)機(jī)器人的市場活力，傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)日趨智能化，珠三角、長三角等傳統(tǒng)制造業(yè)聚集地未來將出現(xiàn)智能工廠。隨著人口紅利逐漸消失，工業(yè)機(jī)器人的替代優(yōu)勢逐漸明顯，傳統(tǒng)的勞動密集產(chǎn)業(yè)向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級空間越大，重點推進(jìn)在電子電氣、塑膠橡膠、食品飲料等應(yīng)用領(lǐng)域的突破。

（三）我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)調(diào)整的結(jié)構(gòu)空間較大

一是基于產(chǎn)業(yè)鏈視角，亟待從下游向中上游轉(zhuǎn)變。工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游核心零部件、中游設(shè)備制造商和機(jī)器人本體、下游系統(tǒng)集成商三個層面，我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上游的減速機(jī)等核心零部件制約了國內(nèi)機(jī)器人成本，產(chǎn)業(yè)鏈中游的本體技術(shù)被國外龍頭企業(yè)壟斷，國內(nèi)的機(jī)器人企業(yè)多為產(chǎn)業(yè)鏈下游的系統(tǒng)集成商，95%企業(yè)將利潤聚集在下游環(huán)節(jié)上。二是基于產(chǎn)業(yè)集群視角，有待增強(qiáng)集聚效應(yīng)。我國依托珠三角、長三角和京津冀地區(qū)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的區(qū)域優(yōu)勢，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園呈現(xiàn)遍地開花的現(xiàn)象，但重點產(chǎn)業(yè)集群的規(guī)模不大，缺乏上下游產(chǎn)品配套設(shè)備，較難形成加工深度高、集約規(guī)模大、市場競爭力強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)體系，尚未實現(xiàn)龍頭產(chǎn)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)業(yè)園區(qū)集群化、配套產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)化。三是基于市場結(jié)構(gòu)視角，供需結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化。市場份額方面，2014年我國多關(guān)節(jié)型機(jī)器人市場90%以上的份額被外資占據(jù)，在相對低端的直角坐標(biāo)和并聯(lián)機(jī)器人國產(chǎn)占比分別為75%和67%。此外，2014年用于汽車整車制造的國產(chǎn)機(jī)器人達(dá)1172臺，同比增長440%。在食品制造行業(yè)、塑料化工、電子產(chǎn)品國產(chǎn)占比分別為54%、60%、42%，應(yīng)用分化嚴(yán)重，汽車制造業(yè)90%被外資占據(jù)，可見，我國工業(yè)機(jī)器人市場結(jié)構(gòu)與國外存在較大差距。

（四）我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新驅(qū)動力急待增強(qiáng)

機(jī)器人在我國制造業(yè)和全球制造業(yè)中密度僅為0.3%和0.62%，即我國制造業(yè)99.7%和全球制造業(yè)的99.38%依靠人力，我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新驅(qū)動與國際制造強(qiáng)國存在一定差距，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨發(fā)展瓶頸。

一方面，核心技術(shù)被壟斷。我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大障礙是核心技術(shù)被國外品牌企業(yè)壟斷，我國工業(yè)機(jī)器人以三軸、四軸為主，處于單價較低的工業(yè)機(jī)器人。由于我國零部件類、機(jī)器人本體、機(jī)器人集成技術(shù)難以突破，核心技術(shù)空心化，主要依靠進(jìn)口，增加了產(chǎn)品成本，產(chǎn)業(yè)競爭力下降。國內(nèi)市場75%被國外品牌壟斷，其中ABB、FANUC、安川、KUKA分別占據(jù)了16.5%、15.8%、12.8%和10.5%的份額。另一方面，高端技術(shù)人才短缺。工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是人才密集度高的產(chǎn)業(yè)，研發(fā)制造的關(guān)鍵是大批掌握先進(jìn)系統(tǒng)控制、裝備機(jī)械組合、核心部件研發(fā)、自動化系統(tǒng)工程集成等領(lǐng)域的高素質(zhì)、高技能的專業(yè)人才，我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨人才壁壘，一是由于我國工業(yè)自動化行業(yè)起步時間較晚、發(fā)展時間較短，高端人才儲備相對缺匱乏，二是對于各地自動化研究中心、控制系研究所和高等院校研發(fā)制造工業(yè)機(jī)器人的資金投入不足，人才培育較難滿足工業(yè)機(jī)器人的“精、細(xì)、準(zhǔn)”技術(shù)要求。

三、我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑的對策建議

（一）強(qiáng)化政策支撐，促進(jìn)高端品牌建設(shè)

貫徹落實國家支持新興產(chǎn)業(yè)及高端裝備制造業(yè)發(fā)展的各項政策，制定并實施工業(yè)機(jī)器人專項規(guī)劃，加強(qiáng)頂層設(shè)計，推動制定工業(yè)機(jī)器人國家標(biāo)準(zhǔn)研究，中央和地方政府對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行戰(zhàn)略布局，強(qiáng)化政策支撐。借鑒德國“工業(yè)4.0”經(jīng)驗，對標(biāo)“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃，通過政策手段和優(yōu)惠措施，擴(kuò)大工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，加大創(chuàng)新項目推廣應(yīng)用力度。重視國產(chǎn)品牌建設(shè)，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)投入與改造，建立工業(yè)機(jī)器人零部件類科技創(chuàng)新的長效機(jī)制，充分發(fā)揮驅(qū)動作用，加強(qiáng)對沈陽新松、安徽埃夫特、廣州數(shù)控等龍頭企業(yè)扶持，形成規(guī)劃國際運營模式，打造國際高端企業(yè)品牌。

（二）增強(qiáng)研發(fā)能力，搶占產(chǎn)業(yè)鏈中上游

先以“美國模式”鞏固交鑰匙工程，再學(xué)習(xí)“日本模式”搶占國際工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)制高點，形成全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，從產(chǎn)業(yè)鏈下游的集成商向中上游本體和核心技術(shù)轉(zhuǎn)移，推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。一是加強(qiáng)研發(fā)機(jī)構(gòu)建設(shè)，加強(qiáng)自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化，建立工業(yè)機(jī)器人研發(fā)平臺、企業(yè)孵化與創(chuàng)業(yè)等平臺，健全科技創(chuàng)新體系。二是增強(qiáng)研發(fā)能力，依托雄厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、人才資源優(yōu)勢，在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)本體設(shè)計和關(guān)鍵零部件的核心技術(shù)上尋求重點突破，攻破伺服電機(jī)、減速器、控制器等附加值較高的核心技術(shù)，突破可靠、安全和穩(wěn)定性指標(biāo)。

（三）培育專業(yè)人才，探索技術(shù)研發(fā)模式

制定機(jī)器人安裝實施的專業(yè)人才培育政策，建立集設(shè)計-研發(fā)-制造-應(yīng)用于一體的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟組織，鼓勵科研院和企業(yè)研發(fā)中心發(fā)揮自身的人才優(yōu)勢，加強(qiáng)“產(chǎn)學(xué)研”合作，培育機(jī)器人系統(tǒng)集成、軟件開發(fā)、零部件研發(fā)等“機(jī)器人革命”的關(guān)鍵性人才，充分增加具有生產(chǎn)線設(shè)計、技術(shù)研發(fā)、經(jīng)驗豐富的高級人才儲備，探索技術(shù)研發(fā)，提高專業(yè)人才的整體素質(zhì)，提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力。強(qiáng)化科技融合，依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)，強(qiáng)化傳統(tǒng)機(jī)器人技術(shù)與大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)的融合，推動“互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)器人”的應(yīng)用模式，促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

（四）加大投入力度，組建產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟

設(shè)立工業(yè)機(jī)器人財政專項資助資金，一是加大對研發(fā)和生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人核心零部件企業(yè)的扶持，攻破機(jī)器人零部件關(guān)鍵技術(shù)，二是鼓勵和資助應(yīng)用企業(yè)的技術(shù)改造，擴(kuò)大企業(yè)應(yīng)用范圍，改造和提升傳統(tǒng)生產(chǎn)線和運營管理模式，三是加大配套投入，主要是機(jī)器人智能制造裝備產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)和配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。組建集政府、科研、生產(chǎn)、人才、應(yīng)用等資源于一體的聯(lián)盟，以企業(yè)為主體，以工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用項目為載體，以產(chǎn)業(yè)鏈為紐帶，以技術(shù)創(chuàng)新為核心，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度，促進(jìn)我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)長足發(fā)展和高端躍升。

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