從搬運(yùn)、碼垛、焊接等生產(chǎn)活動(dòng)，到讀報(bào)、陪護(hù)等生活活動(dòng)，再到排雷、戰(zhàn)斗等軍事活動(dòng)，“機(jī)器人時(shí)代”正在來臨。
機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要自動(dòng)化裝備。按照應(yīng)用領(lǐng)域分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人。
國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）數(shù)據(jù)顯示，2017年全球機(jī)器人市場規(guī)模已達(dá)232億美元，其中工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模最大，為147億美元，特種機(jī)器人以56億美元次之，服務(wù)機(jī)器人的市場規(guī)模為29億美元。
自2009年，全球工業(yè)機(jī)器人年銷量逐年增加。受國內(nèi)人工成本持續(xù)上漲，“機(jī)器人換人”的需求推動(dòng)，中國工業(yè)機(jī)器人市場在2013年開始快速發(fā)展。同年，中國超過日本，成為年購買機(jī)器人數(shù)量最多的國家，并一直蟬聯(lián)全球第一大應(yīng)用市場至今。
2015年也被業(yè)界視作“中國機(jī)器人元年”。2015年5月，《中國制造2025》規(guī)劃落地，明確將工業(yè)機(jī)器人列入大力推動(dòng)突破發(fā)展的十大重點(diǎn)領(lǐng)域之一，促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展，擴(kuò)大市場應(yīng)用。
“2015年，這個(gè)行業(yè)井噴式發(fā)展”，朱森第說，“中國國產(chǎn)機(jī)器人在國內(nèi)市場的市占率，從2013年的26%提升到了2016年的33%，三分天下有了國產(chǎn)機(jī)器人的一份。2016年，四大家族的占有率超過60%。
在他看來，2015-2025年將是中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的躍升期，但在2035年之前，中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)仍處于追趕期。
“卡脖子”問題
“在工業(yè)機(jī)器人機(jī)器人領(lǐng)域，核心零部件嚴(yán)重依賴進(jìn)口，卡住了國產(chǎn)機(jī)器人發(fā)展的‘脖子’。”國家制造強(qiáng)國建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)委員、中國工程院制造業(yè)研究室主任屈賢明說。
工業(yè)機(jī)器人由機(jī)械本體、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)系統(tǒng)和傳感器組件等基本部分組成，行業(yè)上游生產(chǎn)減速器、伺服系統(tǒng)、控制器三種核心零部件，中游企業(yè)為機(jī)器人本體制造商，下游則是系統(tǒng)集成商。
由于工業(yè)機(jī)器人的三大核心零部件占到機(jī)器人成本的70%以上，長期在核心零部件發(fā)展滯后，對(duì)中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形成掣肘。
以用來精確控制機(jī)器人動(dòng)作，傳輸更大力矩的精密減速器為例，目前全球超過70%的精密減速器市場，被日本哈默納科和納博特斯克兩家企業(yè)占有，中國也主要依賴進(jìn)口。不過，智造產(chǎn)業(yè)智庫伙伴產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，從2016年開始，隨著國產(chǎn)精密減速器產(chǎn)量的上升，中國對(duì)精密減速器的進(jìn)口量開始下降。
與此同時(shí)，在國產(chǎn)RV減速器（用于20公斤以上機(jī)器人關(guān)節(jié)）領(lǐng)域，南通振康機(jī)械有限公司（下稱南通振康）在2017年也售出2.8萬臺(tái)；秦川機(jī)床工具集團(tuán)去年也實(shí)現(xiàn)近萬臺(tái)銷售。兩家企業(yè)的數(shù)字化車間也均在建設(shè)中，將分別增加6萬臺(tái)產(chǎn)能。
中泰證券研究所在其針對(duì)工業(yè)機(jī)器人國產(chǎn)化進(jìn)程的一份研報(bào)中分析認(rèn)為，國內(nèi)企業(yè)在部分伺服電機(jī)、控制器等核心零部件方面實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)和市場推廣。目前機(jī)器人減速機(jī)市場高度壟斷，普及期國產(chǎn)減速機(jī)無法實(shí)現(xiàn)全面進(jìn)口替代。
屈賢明認(rèn)為，國產(chǎn)減速器全面進(jìn)口替代的難點(diǎn)有三個(gè)。首先是中國從事核心零部件研發(fā)和生產(chǎn)的“專業(yè)化、精細(xì)化、特色化”企業(yè)群沒能成長起來；其次是用戶對(duì)國外零部件比較寬容，對(duì)國產(chǎn)則要求苛刻；此外，行業(yè)重主機(jī)輕零部件的觀點(diǎn)也還沒得到徹底扭轉(zhuǎn)。
用于發(fā)布和傳遞動(dòng)作指令的控制器，被視作機(jī)器人的“大腦”，這也是國內(nèi)外差距最小的核心零部件。中泰證券研報(bào)稱，控制器包括硬件和軟件兩部分。硬件就是工業(yè)控制板卡目前國產(chǎn)品牌已經(jīng)掌握；軟件部分主要是控制算法、二次開發(fā)等，國產(chǎn)品牌在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、易用性等還有差距。
與控制器相比，中國在伺服系統(tǒng)方面就完全處于劣勢，市場幾乎被以安川為代表的日系、西門子為代表的德系所壟斷，國產(chǎn)率僅占10%，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)包括埃斯頓、廣州數(shù)控等。
伺服系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人主要的動(dòng)力來源，由伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器和編碼器三部分組成。光伺服系統(tǒng)成本便占到工業(yè)機(jī)器人本體成本的23%。
伙伴產(chǎn)業(yè)研究院的研報(bào)指出，國產(chǎn)伺服與國外品牌的差距主要體現(xiàn)在大功率產(chǎn)品缺乏、小型化產(chǎn)品不夠精致、高精度編碼器缺乏等方面。
2018年1月，中國發(fā)布《“中國制造2025”重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新綠皮書-技術(shù)路線圖（2017）》，提出到2020年，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)機(jī)器人及關(guān)鍵零部件，將滿足國內(nèi)市場50%的供給能力。
增量市場機(jī)會(huì)
國內(nèi)的機(jī)器人的產(chǎn)品以中下游為主，對(duì)于位于行業(yè)中游的機(jī)器人本體制造商而言，其產(chǎn)品只有最終在下游得到應(yīng)用才能獲得銷量和利潤。
中國工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于汽車、電子、金屬加工等行業(yè)，目前應(yīng)用規(guī)模較大的領(lǐng)域集中在汽車和電子行業(yè)。在2016年，二者合計(jì)占到72%的份額。其中汽車行業(yè)占了43%的份額。
在汽車領(lǐng)域，機(jī)器人“四大家族”已占領(lǐng)大部分市場。香港科技大學(xué)自動(dòng)化技術(shù)中心主任李澤湘表示：“我一直呼吁不要到汽車行業(yè)去跟‘四大家族’死磕，因?yàn)闆]有機(jī)會(huì)，應(yīng)該轉(zhuǎn)移到有中國特色的產(chǎn)業(yè)，巨頭還沒有涉足的行業(yè)突破。”
事實(shí)上，“四大家族”有它們各自的側(cè)重。發(fā)那科主要依靠控制器切入市場，機(jī)器人等業(yè)務(wù)均圍繞其核心的CNC控制系統(tǒng)進(jìn)行拓展。安川則是以其伺服系統(tǒng)切入市場，這部分收入常年超過了機(jī)器人本體業(yè)務(wù)。
與兩家日本企業(yè)形成對(duì)比的是ABB和庫卡，二者在上游核心零部件領(lǐng)域涉及較少，而是將重心放在了下游的系統(tǒng)集成應(yīng)用業(yè)務(wù)上。
作為研發(fā)適用于小六軸的控制系統(tǒng)起家、既生產(chǎn)機(jī)器人本體又提供智能制造的解決方案的中國創(chuàng)業(yè)企業(yè)，珞石（北京）科技有限公司 （下稱珞石機(jī)器人）選擇避開“四大家族”領(lǐng)先的市場，對(duì)準(zhǔn)縫制等新興增量市場。
“通常一款機(jī)器人產(chǎn)品能覆蓋的行業(yè)場景有限，但中國是制造大國，有大量獨(dú)有行業(yè)應(yīng)用場景，這也給了珞石潛在的機(jī)會(huì)。” 珞石機(jī)器人CEO庹華說。
科技部高技術(shù)中心項(xiàng)目主管劉進(jìn)長認(rèn)為，隨著中國乃至全球機(jī)器人市場的容量、需求量不斷增加，一方面中國企業(yè)正努力使機(jī)器人能用、耐用、好用；另一方面，國產(chǎn)機(jī)器人的生產(chǎn)能力和質(zhì)量也在提升，可以在新興市場拓展中占領(lǐng)份額。
朱森第認(rèn)為，國產(chǎn)機(jī)器人也應(yīng)該進(jìn)入到汽車領(lǐng)域。“國產(chǎn)機(jī)器人基本都在勞動(dòng)強(qiáng)度大、環(huán)境惡劣的場景應(yīng)用，我們應(yīng)該從一些重體力勞動(dòng)緩解進(jìn)入汽車領(lǐng)域。”他說。
在朱森第給出進(jìn)入汽車行業(yè)的路徑。在他看來，如果不能直接進(jìn)入國內(nèi)汽車行業(yè)，可以出口返內(nèi)銷，先去國外拿訂單，在進(jìn)入國內(nèi)市場。但這個(gè)步驟的前提是需提高機(jī)器人的可靠性，確保生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。
培育龍頭和小巨人企業(yè)
“中國機(jī)器人需要龍頭企業(yè)”，在被問及中國機(jī)器人行業(yè)仍需解決的問題時(shí)，儲(chǔ)建華脫口而出。
在他看來，機(jī)器人行業(yè)不僅是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，需要不斷的進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新；與此同時(shí)，機(jī)器人行業(yè)也具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，龍頭企業(yè)的競爭力一定程度上決定了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)競爭力的。
“在零部件采購等環(huán)節(jié)上，龍頭企業(yè)的議價(jià)能力可以主推機(jī)器人成本的下降”，劉進(jìn)長說，“有了龍頭企業(yè)，中國才可以和國際巨頭正面較量。”
隸屬中國科學(xué)院的新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司（300023.SZ，下稱新松）是一家以自主核心技術(shù)、核心零部件、核心產(chǎn)品及行業(yè)系統(tǒng)解決方案為一體的全產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)器人企業(yè)，也是中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)前10名的核心牽頭企業(yè)。
杭州新松機(jī)器人研究院院長陳立對(duì)界面新聞表示，工業(yè)機(jī)器人是構(gòu)造智能制造系統(tǒng)的最重要的裝備，沒有工業(yè)機(jī)器人，無法構(gòu)造智能化制造系統(tǒng)。行業(yè)龍頭企業(yè)則是機(jī)器人、人工智能以及智能制造的核心力量。
據(jù)陳立介紹，新松目前既關(guān)注機(jī)器人本體的研發(fā)和制造，同時(shí)也在關(guān)注機(jī)器人離線仿真軟件的研發(fā)，“這是現(xiàn)階段如西門子等國外巨頭正在做的事情，也是國內(nèi)期待突破的領(lǐng)域，不是所以國產(chǎn)機(jī)器人公司都有仿真軟件。”
屈賢明還指出，中國應(yīng)吸取芯片發(fā)展滯后、受制于人的教訓(xùn)，將機(jī)器人核心零部件技術(shù)掌握在自己手里。他的建議是培養(yǎng)一大批“專業(yè)化、精細(xì)化、特色化”的小巨人企業(yè)，為機(jī)器人整機(jī)廠提供配套，并最終向“世界隱形冠軍”邁進(jìn)。
