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中国机器人市场大热 但仍缺失核心技术

文章作者:仪器仪表 上传时间:2020-05-06

今年“双11”,一款扫地机器人进入网上家电销售前10名,销售额甚至超过了小米手机和创维电视。听起来高大上的机器人就这样离我们越来越近了。 11月23日开幕的2015世界机器人大会又一次将人们的视线引向机器人。发展似乎如火如荼的机器人产业现状到底如何?业内专家给我们带来一些冷思考。 200万台的尴尬 “经过半个多世纪的发展,目前全球机器人拥有量不到200万台。而中国一年的汽车产量2000万台。机器人作为一种产业或者产品小到几乎可以忽略不计。”沈阳新松机器人自动化股份公司总裁曲道奎的介绍令人惊讶。 这是为什么?曲道奎认为机器人技术的严重滞后导致机器人市场表现不理想。 从市场表现数据可以看到,机器人全球平均密度是每万人拥有62台机器人,中国为每万人30台。“机器人的替代率几乎可以忽略不计。因为全球平均99.38%的工作还是人来做,机器人替代率只有0.6%多一点,在中国99.7%的工作还是人来做。大量工作机器人不能替代,原因在哪儿?关键是机器人技术无法支撑。”在曲道奎看来,机器人不具备替代人工作的条件,不在于成本和价格,而在于产品功能和性能不能真正满足制造业大批量刚性需求。 “缺少感知系统、缺少灵巧性,按照人类来讲,机器人只能算是一个严重的残疾人。”曲道奎说,众多技术限制使机器人只能局限在制造业很窄的一部分里。 目前状况下,机器人只能做程序化、规定性的工作。在真正需要灵巧性的或者需要变通的环境中,机器人无能为力。没有一定规范的工作,机器人也做不了。此外还有安全问题。机器人和人类现在不能协同工作,工业机器人工作时必须被围在一个笼子里,避免伤害到人。 解决这些问题,有哪些技术亟待突破?曲道奎分析,主要是灵巧性、自主决策能力和交互能力。其中交互性是指不像过去靠编程、键盘交流,而是通过其他交互方式,解决机器人与人的共融性。“这几个技术突破以后,机器人才会摆脱现在只是作为一种机械设备在专用领域应用的现状,从而进入广泛的市场。”他说。 中国机器人产业别光重速,还要重质 2009年—2014年,世界机器人的快速发展时期,特别是全球金融危机的大背景下,机器人产业逆势增长。2014年,全球工业机器人销量增长27%,中国市场工业机器人销量增长54%。 中国的机器人公司似乎在短短三五年间经历了爆发式发展。曲道奎提供的数据显示,中国现有机器人开发区、产业园30多个,有机器人概念的上市企业超过百家,和机器人有关的大小企业已经上千家,其中有影响力的公司700—800家。“这说明中国的机器人产业发展规模已经发展起来了。中国机器人的量上去了,发展速度上去了,但我们的质在哪里?中国机器人的内涵是什么?这是我们需要解决的问题。” 机器人的核心技术包括程序技术、控制技术、应用作业技术等。关键部件有驱动器、伺服系统、高精度的减速器等。中国的大部分企业在核心技术、核心部件、感知系统等关键方面都是欠缺的。这样的危险在于:将来市场发展起来了,核心部件技术却是空心化。 据国际机器人联盟对中国工业机器人的分析,创新弱、产业小、竞争力差、中国工业对机器人发展支撑较弱是中国机器人产业存在的薄弱之处。机器人技术国家工程研究中心主任王天然认为这种评价是“非常中肯的”。 大市场呼唤强技术 “中国是全球工业机器人最大市场,有56%的工业机器人应用在中国。”国际机器人联盟主席Arturo Baroncelli的话道出了中国机器人市场的巨大潜力。 中国已连续两年成为全球最大机器人市场。但目前中国相对高端的市场都被国外企业垄断。曲道奎提供的数据显示:多关节机器人国外公司占了90%;焊接领域机器人国外占84%;汽车行业机器人国外公司占90%。中国企业生产的机器人在做什么?大多在搬运和码垛,应用领域多为家电生产或金属制造。 传统观念里,机器人是可编程的、多功能的、有自由度和灵活性的高端设备,是机械设备的范畴。但新一代机器人的定义摆脱了设备概念,已经成为了人类真正的伙伴,无论在制造业还是日常生活、特殊领域,机器人一直伴随我们。可以预见,未来制造业只是机器人应用的领域之一,医疗、国防安全、生活服务领域都将是未来机器人应用的大空间。 “中国机器人产业要发展,一是要做大做强整机和部件企业,拓展应用,开拓新领域,提高产品质量、可靠性及价格;二是加强创新,看清发展方向,抓住机遇。”王天然说。据介绍,中国政府目前正在打造机器人相关的大平台,包括研究开发平台、检验检测平台以及其他的标准平台,希望这些平台能为中国机器人产业发展提供支撑。

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“中国是全球最大的机器人市场。中国的机器人公司一夜之间从几十家发展到几百家,机器人产业规模迅速增长。”新松机器人自动化股份公司总裁曲道奎在2015世界机器人论坛上说的这段开场白让在座的中国人心生骄傲。

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机器人是20世纪最大的技术发明之一,机器人也可以称之为制造业皇冠上的明珠。现在机器人的名气,无论是从技术上还是从未来战略上都到了无以复加的高点,但真正机器人发展了半个多世纪,它在市场上的表现又是什么,机器人是名不副实还是名实相符? 对此,沈阳新松机器人自动化股份公司总裁曲道奎指出,目前为止机器人的拥有量不到200万台。而中国一年的汽车产量2000万台。机器人作为一种产业或者产品它几乎可以忽略不计。机器人作为这样一个重要产品在半个多世纪的保有量不到200万台,这与它名气的差距之大令人惊讶。 全球最大机器人市场趋势不变 据统计,2009~2014年,世界机器人的快速发展时期,特别是全球金融危机的大背景下,机器人逆势增长,全球的增长率接近30%,中国的增长率到50%多,接近60%。近几年进入了机器人快速发展的新阶段。这里中国尤为突出,2013年中国成为机器人全球最大市场,2014年中国市场增幅54%,仍然保持全球最大市场。预计未来10年乃至15年,中国一直会保持全球最大机器人市场的趋势。更关键的一点,中国保有的机器人密度和国际平均密度,还没有达到一半,这说明中国市场潜力巨大。 机器人技术十分重要,但是机器人整个市场表现不理想,成本、价格这是一方面的因素,而真正的因素可能在技术上。曲道奎指出,从市场表现数据可以看到,机器人全球平均密度是在0.62%,中国只达到0.3%。实际上在机器人替代率里,可以忽略不计。因为全球平均99.38%的工作还是人来做,机器人在里面的替代率只有0.6%多一点,在中国99.7%还是人作业。由此可以分析为什么这么大的工作量机器人不能替代,原因在于很多领域因为机器人技术无法支撑,不具备条件。机器人根本不具备替代人工作的条件,而不在于成本和价格,在于产品功能和性能不能满足真正制造业大批量刚性需求。 机器人技术限制明显 现在典型的工业机器人,缺少了感知系统。一般的视觉、力觉还有其他感知,现在的机器人都没有。机器人还缺什么?缺少灵巧性。真正制造业里很大一类工作,特别是劳动密集型工作,几乎都是靠人的灵巧性,这恰恰是今天机器人所欠缺的。机器人既没有感知系统,又没有灵巧的操作系统,按照人类来讲,机器人应该是一个严重的残疾人,这样在人类中基本排除在就业范围之外,这就是今天机器人的现状。 今天的机器人只能在结构工作环境下做程序化、规定性的工作。真正需要灵巧性的、或者在需要变通的环境,机器人无能为力。这个问题导致了很大一类工作机器人无法做,包括典型的劳动密集型工作。未来机器人一个重要发展趋势在于3C,而这些领域需要劳动者从事的工作是要用真正的双手或者手指,做灵巧性的工作,但是机器人做不了。还有一大类特种性的工作,没有一定规范,机器人也做不了。真正需要劳动力多的行业机器人全部无能为力,分析原因还是技术问题。 智能是机器人技术突破主要方向 还有特种领域机器人的作用。一个是人类的替代、一个是人类能力的拓展,在这个领域现在机器人所做的也是刚刚开始。今天因为众多技术的限制,使得机器人只是局限在制造业很窄的一部分里,这也回答了为什么今天机器人发展了半个世纪全球只有200万台,作为一个产业来讲可以说是微乎其微的。针对这个情况,下一步机器人技术突破主要体现在以下几个方面: 一是机器人的作业能力,从灵巧性入手;二是机器人的自主决策能力要增加;三是机器人的交互能力,不像过去靠编程、靠键盘,而是通过其他交互方式,通过这个来解决机器人在复杂环境下的作业,解决机器人与人的共融性,还要解决与作业决策相关的自主意识问题,要重点解决机器人的交互能力问题。这几个技术突破以后,机器人才会摆脱现在只是作为一种机械设备在专用领域应用的现状,从而进入广泛的市场。 曲道奎指出,机器人的智能技术的发展,现在可能要经历三个阶段。第一阶段,计算智能。现在的机器人主要体现在编程、计算,以轨迹计算为主。第二阶段,进入感知智能,各种传感要进来,提高机器人对外部环境的适应性。第三阶段,认知智能,这个比较长远。这三个阶段,当下机器人重点发展的是第二阶段“感知智能”,可以实现机器人在制造领域或者外部环境的适应性。认知智能还需要长时间的积累,眼前重点需要突破的是感知智能领域。 现在机器人具备两大属性,第一个属性是机器人的机器属性或者机械属性,机器人发展到目前重点发展的是这个属性。第二是人的属性,智能、智慧、灵巧性。今天机器人正处在一个由机器向人的转折点上,也就是智能的提升。 产业链低端化风险不容忽视 对于中国机器人产业发展现状,曲道奎客观地评价指出,现在中国有一定影响力的机器人公司可能有700~800家,这是短短三五年的爆发式发展。中国机器人的量上去了,发展速度上去了,但企业产品的质在哪儿,中国机器人的内涵是什么? 研究数据表明,中国机器人目前存在的巨大问题包括三个方面,一是机器人技术层面,机器人的复杂程度,多关节机器人国外公司占了90%。二是机器人作业难度,现在机器人更多体现在焊接,在焊接领域国外占了84%。三是行业应用,真正机器人的高端应用主要集中在汽车行业,在这个领域国外公司占了90%。这说明中国机器人在技术层面,也就是机器人的复杂度处于比较大的劣势,国外企业和技术占据着主导地位。 随着趋势的发展,中国将来很可能在产业链中处在低端,并逐渐被市场边缘化,很多主流市场,中国企业可能进不去,这是一个非常重要的问题。从机器人产品来看,我国现在的问题是高端市场产业链低端化,市场的边缘化的风险。 曲道奎指出,中国是全球最大的市场,同时中国也成为了全球机器人竞争最激烈的战场。中国机器人产业里的企业数量近几年飞速发展,但质量需要有一个大的提升。中国机器人产业存在三个大的潜在风险,一个是技术,很可能要空心化;二是应用的低端化;三是市场边缘化。这三大潜在风险,中国的机器人产业、中国机器人企业必须重视起来,要解决好。四是当务之急中国要培育具有国际竞争力的企业。作为一个国家没有国际级的龙头企业不可能在国际上占据优势或者竞争地位。中国政府现在要打造机器人相关的大平台,研究开发平台、检验检测平台,还包括其他的标准平台,这都是中国机器人产业发展需要支撑的相关平台。 智能制造拓展机器人应用空间 在曲道奎看来,工业4.0带来一个新的概念,对产品的重新定义,虽然产品名字没有改变,但是产品内涵发生了翻天覆地的变化。现在工业4.0要伴生第二次机器革命,这当中典型代表是新机器人。传统机器人的使命是支撑前三次工业革命,作为大设备的支撑。第四次工业革命必须有新一代机器人支撑,必须满足物物相连、物物相通,满足数据、网络、云这些新的要求,所以就有一个大的变化,我们称之为新一代机器人。 现在一个智能制造时代已经来临,这个时代来临有几个基本特征:第一,美国的再工业化,美国物联网的革命,包括欧盟的工业4.0以及日本的复兴战略和日本的机器人新革命,以至中国制造2025,这一切都标志着全球进入了一个新的发展阶段。这个阶段称之为大智能的变革,核心是智能。首先在智能制造这个大范畴内需要一个大模式的变革。第二,为支撑智能制造需要有智能设备,它生产的又是智能产品,同时设计手段包括管理手段的数字化、智能化,这是大的系统的变革时代。 机器人今天的现状是技术不能提供支撑,很多功能、性能满足不了需求。新一代机器人首先在技术上有了新支撑。包括网络技术、传感、大数据、新一代材料等等,在技术上有翻天覆地的变化。新一代机器人的定义摆脱了设备概念,已经成为了人类真正的伙伴,无论在制造业还是日常生活,特殊领域,新的机器人和传统机器人在内涵、在功能上发生了翻天覆地变化。按照这个定义,未来制造业只是机器人的领域之一,医疗、国防安全、服务生活领域,这才是机器人未来的大空间,未来的大市场,几万亿美元的市场,是整个机器人市场的新范围。 机器人产业的机遇大于挑战 当前,世界各国都把新机器人作为国家发展战略。机器人是多种高新技术的综合集成,机器人的发展几乎代表一个国家综合技术的发展水平和发展阶段。机器人还有一个很大的功能支撑技术,它对制造业、对国防安全、对日常生活有巨大的支撑作用,这是机器人和其他产品的巨大差别。机器人的持续性,任何技术和产品都有它的发展阶段和生命周期,但机器人几乎看不到它的终点,应该是伴随人类社会的发展而发展和持续。 曲道奎指出,过去机器人和人必须要独立、分离,现在利用感知系统,机器人完全可以跟人进行交互、协同。机器人新的定义或者是重新定义,开辟了机器人发展新的时代,传统的机器人我们认为从技术层面已经走到尽头,但是机器人的产品还会持续十年、十五年,因为中国产业的发展与国际发展相比,具有一定的错位和滞后性。机器人现在已经不单单是在制造业,已经进入人类生活的各个领域。更关键的一点,现在传统的机器人已经进入到低附加值的时代。我国现在正处在机器人转折的关键转折点上,传统机器人需要升级换代,新的机器人产品逐渐成熟进入市场。相信中国机器人产业的机遇要远远大于挑战。

然而,他很快话锋一转:“中国也是全球机器人竞争最激烈的市场。如果不尽快从追求速度和数量转向注重发展质量和内涵,中国机器人将处于产业链和应用领域的低端。”

春江水暖鸭先知,瞻高瞩远见未来。在2015世界机器人论坛上,每一位企业发言人不约而同地强调机器人产业的挑战和危机。产业向高端走,应用向高端去,中国机器人急需升级换代,才有可能掘金未来几万亿美金的机器人大市场。

产业规模迅速发展

产业布局全面开花,我国机器人开始向全产业链发展,在技术研发和生产制造方面具备了一定的基础,进入产业形成期

“中国已经成为全球最大的机器人市场,将在未来10年乃至15年,继续保持全球最大机器人市场的趋势。”曲道奎说。

数据显示,2009年至2014年是世界机器人市场的快速发展期,即使在国际金融危机时,机器人也逆势增长,全球增长率接近30%。近年来,中国机器人发展更是尤为突出,每年的市场增长率超过50%。2013年,中国成为全球最大的机器人市场,2014年中国机器人市场增幅达54%,继续保持全球最大市场地位。

在市场的推动下,中国机器人产业规模也以井喷之势迅速发展起来。据曲道奎介绍,中国较大的机器人开发区、产业园已有30多个,有机器人概念的上市企业超过百家,和机器人有关的大小企业已经上千家。

各地产业园区的规划和布局陆续展开,国内机器人产业投资迅速增长。东部的上海已打造出涵盖研发、制造、集成、应用等较为完整的机器人产业链,中部的重庆提出建设“机器人之都”的目标,北部的沈抚新城正努力成为国内机器人产业技术研发、生产的集聚区……每一家机器人开发区和产业园都在寻找自己的优势。据了解,到2020年,我国要形成较为完善的工业机器人产业体系,并有3到5家具有国际竞争力的龙头企业和8到10个配套产业集群。

“未来,机器人产业的发展需要强大的产业技术支撑。”北京经济技术开发区管委会副主任绳立成表示,机器人产业涉及电子信息、材料、人工智能、机械等十多个领域,其发展需要强大的技术创新能力和协同创新、集群创新能力,特别是需要强大的产业技术作为支撑。

产业布局全面开花,我国机器人开始向全产业链发展,在技术研发和生产制造方面具备了一定的基础,进入产业形成期。其中,工业机器人因为有着广阔的市场需求,近几年发展较快,已进入产业化阶段。而服务机器人虽仍处于产业孕育阶段,但却前景光明,成为多家企业重点发展的方向。

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