經過60余年的發展,工業機器人產業已經在全球擁有了龐大的市場規模和完善的產業鏈,并且每年依然保持著高速穩定的增長。2013年,全球工業機器人總銷售量為17.9萬臺,而亞洲市場同比增長18%。2013年,中國工業機器人的總銷量達到36560臺,成為全球最大的工業機器人市場。
2014年,國內工業機器人銷量繼續高速增長,其中前三季度銷量達到3.36萬臺,同比增長32.5%,預計全年將達到4.5萬臺。在這樣的情況下,國內機器人市場的潛力依然巨大。據IFR(國際機器人聯合會)的統計,就每萬名制造業工人的機器人保有量來說,韓國為437個,日本323個,德國282個,世界平均水平62個,而中國只有30個。
在其他國家機器人市場快速穩定增長時,中國機器人市場近乎瘋狂的擴張屬意料之外,也是情理之中。社科院專家稱中國勞動力人口從2015年開始年均減少近400萬人;另一項數據顯示中國的制造業綜合成本已經達到了美國的96%。沿海地區制造業工資水平已經達到月薪3000元,遠遠高于越南和印度,并且中國制造業的工資水平還在以每年10%-20%的速度增長。改革開放之后,勞動力充足、制造業成本低這兩大優勢曾讓中國成為了世界工廠,但是隨著國內經濟近幾年的快速發展和國內人口結構的畸形,中國幾乎同時失去了這兩大優勢。從宏觀層面看,重振中國制造,推動產業轉型升級,為以機器人為代表的智能制造提供了強大的驅動力。
隨著人口紅利的不斷消失,中國各地開始頻繁出現“用工荒”問題,特別是長三角、珠三角等地制造型企業問題尤為嚴重。大量的90后獨生子女開始進入工廠,他們對于重復性、重體力勞動的忍受度較低,對于工作環境的要求較高。由于一些工廠的工作環境對于身體健康會造成不良影響,隨著人們健康意識的增加,即使是6000-7000元的月薪水平也無法讓這些工廠找到足夠的工人。此外,也有一部分年輕人在過著打工旅行式的生活,即到一個地區旅行生活三個月到半年,在這期間他們到工廠打工,利用工資作為生活費,當他們覺得自己對這個城市已經基本了解,便會離開轉到下一個城市繼續打工旅行,這也給工廠的招工和正常生產造成了不小的麻煩。從微觀層面看,為了解決工廠的“用工荒”和人力成本越來越高的問題,用機器人代替人工進行生產也是迫在眉睫。
市場“高燒”難退
飛快的增長速度與巨大的市場空間是中國發展機器人產業的強大驅動力,國家層面也看到了發展機器人產業的重要性。
隨著工業和信息化部、科技部出臺相應的扶持政策,各地方政府、園區紛紛扛起機器人大旗,一時間,“國內最大機器人產業基地”、“百億千億級機器人產業園區”等概念、定位層出不窮。有統計顯示,全國已建或擬建的機器人相關產業園近40個,目前各地機器人產業園規劃面積超過2.8萬畝。投資額度上,現有地方機器人產業園到2020年的規劃投資額超過5000億元。
對比鄰國日本,作為目前機器人產業第一大國,預測其2035年機器人市場規模將達到9.7萬億日元,約合5000億元人民幣,按照目前國內10個城市規劃中已經公布的機器人銷售收入,2020年將達到7000億元,超過2035年日本機器人銷售收入2000億元。且不說機器人產業的規模是否能夠滿足國內如此多的地方園區的發展需求,只從資源稟賦上看,也不會有那么多的地區適合發展機器人產業,因此各地在缺乏頂層設計的情況下,跟風發展機器人產業是十分盲目的。
對于地方發展產業來說,重要的還是招商引資。相對應機器人企業的落戶,考慮最重要的因素應該是當地的市場是否足夠大,其次是產業配套是否完整,再次是高校、人才資源是否完備,最后才是政府的招商政策。
在全國大炒機器人概念的同時,地方政府針對機器人產業制定的“盲目”的招商政策更是屢見不鮮,有的給地有的給錢,有些地方政府為了盤活當地機器人市場,吸引機器人企業入駐,已經提出每臺機器人補貼8萬元的具體措施。政府的補貼讓許多奔著補貼來的企業進入到機器人行業中。
2014年年底,國務院發布62號文《關于清理規范稅收等優惠政策的通知》,意在建設統一有序的投資環境,不允許地方政府用土地稅收等補貼方式盲目進行招商,其目的就是要弱化政府力量,增強市場自由選擇的作用,讓市場決定企業的投資、入駐或撤離。
從機器人產業發展看,地方政府通過直接出資幫助企業購買機器人,表面上是激發了企業使用機器人的需求,盤活了機器人市場,但從深層次來看,對機器人產業的發展并未提供有效幫助,甚至會擾亂國內機器人市場。在產融結合方面,政府可以嘗試協助建立發展基金或融資平臺,由市場做主導,幫助小微企業推動機器人系統的研發和應用。
如何去“泡沫化”
國內機器人產業的泡沫化一方面表現在業界人士的過熱情緒,另一方面也表現在國內機器人制造商在技術、應用等方面的諸多問題。從技術角度看,核心零部件是機器人最關鍵的技術,控制器、伺服電機、減速機占機器人總成本的六成以上。長期以來,中國機器人本體企業的核心零部件大部分依賴進口。
近年來,隨著政府和市場對機器人產業鏈的重視,國內在突破核心零部件技術方面也取得了一些成績。目前,國內已基本掌握控制器的硬件開發技術,功能基本滿足工業機器人的控制需求,但在控制軸數、快速性、穩定性等方面與國際品牌還存在差距;國內高精度交流伺服電機處于起步階段,一些廠商已經具備了一定的生產能力,主要面向中低端市場,機器人領域的伺服電機應用尚處于試用階段,預計到2016年,國內伺服電機產品可以應用于中低端機器人;國內減速機在額定扭矩和傳動效率等方面與國外產品差距較小,但在扭轉剛度、傳動精度等穩定性和精度指標方面差距很大,此外,由于在材料和工藝水平上存在差距,在耐疲勞強度方面也與國外產品相差甚遠,預計還需要一段時間進行技術突破和完善。
從產業鏈的角度看,國內的機器人企業大都集中在系統集成環節,這個環節對技術的要求不高,同時利潤也很小。國內機器人產業對于核心技術較缺乏,這一點限制了國內企業的發展,從而限制了國內整個產業的發展。從行業應用的角度看,2014年工業機器人還是以汽車行業為主,購買量接近45%;電子產品制造業和金屬加工業購買量分別占18%和15%;電子設備制造占20%。在國內汽車制造、焊接等機器人高端主流應用領域,市場基本被外資機器人占據,占比超過90%。國產機器人則以搬運和上下料機器人為主,應用在臟亂差、危險性高和枯燥的重復性勞動中,屬于低端行業的高端應用。
近幾年國內推崇的“機器換人”概念,我們認為說法還比較片面。實際上機器人替代人工主要體現在三個方面:人做不了的,人做不好的和人不想做的。
人做不了的工作一般是指在高危、真空、高污染等特殊環境下的作業或者搬運重物等人力達不到的工作;人做不好的工作主要指機器人的工作效率比人工效率高的工作;人不想做的工作一般指臟亂差環境下的工作或是重復性體力勞動。從目前的技術來看,機器人的智能化程度還很初級,工業機器人的在線感知能力遠低于人,因此機器人擅長的事與人類擅長的事是不同的,機器人不是簡單地替代人工,而需要把人類從單純的重復勞動以及高危、高污染和高強度的勞動中解放出來。
企業對機器人的基本需求在于,一是解決生產效率不高的問題,與質量和速度有關系;另一些則跟安全、勞動強度有關系。有的工作機器人完成效果比較好,比如加工質量一致性問題、加工速度問題、讓生產變得更為柔性等,而像一些有毒有害氣體場合也不適合人去工作,需要機器人替代。不過,即便是使用機器人,也離不開人的操作、維護、保養。一般情況下,一臺機器人需要3到5名相關的操作維護和集成應用人才。機器人只是為生產帶來了便利,人機共融才是數字化生產的發展趨勢。
產業出路在何方
從產業的角度看,核心技術落后,國外廠商占據高端市場和價值鏈中的優勢環節,已是老生常談。突破關鍵技術,創新應用領域,做強國產品牌,這些論調多說無益,關鍵還是在于能否在產業過熱的大背景下埋頭做實事,能否在追趕國外廠商的過程中創新思路。
持續創新贏得市場認同
機器人產業前景十分廣闊,一方面因為現有市場的超高增速和潛在市場的巨大空間,另一方面還在于機器人產業自身分為不同階段,機器人產品分為不同形態。產業的不同階段可以貼合不同時期的生產方式,產品的不同形態可以滿足用戶的不同需求。這就需要我們對產業的發展具備足夠的耐心,同時要對技術和產品持續創新。目前,從機器人產品的控制方式來看,可以分為三種形態:
第一種是通過輸入有效指令讓機器人完成相應工作。目前國內機器人的廠家還在為打造這種形態的成熟產品而努力,包括對核心零部件的研發,機器人控制軟件、應用軟件的開發,這些都是為制造出領先的工業機器人機械臂產品必須做好的功課。
第二種是機器人通過傳感器對工作環境進行感知,從而完成相應工作。這種形態的機器人具有較強的感知能力和一定的信息處理能力,由于其具備良好的感知與反應能力,也就提高了工作的安全性,從而可以和人進行協作。在第二種機器人產品形態中,傳感器對機器人很重要,其中六維力傳感器是智能機器人重要的傳感器,能同時檢測三維空間(笛卡爾坐標系)的全力信息。應用六維力傳感器生產的三維鼠標可以實現精細的微觀操作,未來將大規模應用在機器人中。目前,國外廠家已經在第二種形態中有了成熟的產品,國內的一些龍頭企業也有能力進行相關產品的研發。
第三種形態是未來機器人,向微型化、多傳感、可移動、人工智能、可通信方向發展。通過與物聯網、大數據等技術的融合,讓每一個機器人把自身收集到的數據上傳至云端,由云端進行信息處理,作出決策,自主控制每一個機器人的活動,這樣的產品形態需要在現有機器人技術的基礎上加入人工智能等最新先進技術,距離產業化還需要一段時間。
打響本土“反擊戰”
在國外廠商占據技術制高點的情況下,國內廠商也可以展開漂亮的反擊戰,有人說,2015年將是國內外廠商正面競爭的元年。
從應用角度看,國內機器人行業應用的中端市場將快速擴張,原因在于中國的制造業大部分屬于勞動密集型行業,如電子、消費品等,這些行業的人工替代需求巨大。在這類市場中,國外廠商并無相關經驗,在對市場需求的理解和靈活應對方面不如本土企業,且上述市場的行業用戶購買力不如汽車等高端行業,國產機器人性價比高的優勢就會顯現。在一些涉及國家安全的特殊行業,如航空航天、軍工、電力等,相關單位在采購機器人產品時肯定會優先考慮國產品牌的產品。
從產業鏈角度看,國內廠商在服務方面具有一定優勢,主要體現在國內相對充足的工程師供給和較低的工程師價格,憑借此優勢,國內廠商在機器人系統集成環節,可以在售前、售后服務方面體現價值。國內廠商在發展過程中有所側重,在與國外廠商的正面交鋒中揚長避短,就可以實現快速健康的發展,并在競爭中立于不敗之地。
融合多狀態產業
融合對于機器人產業來說也是至關重要的,企業間的并購重組是產業內的融合,結合物聯網、大數據等相關技術實現智能工廠的建設,需要產業間融合。目前國內機器人產業處于技術水平低、專業人才缺乏、資金投入較少的狀態,雖然擁有全球最大的機器人市場,企業卻呈現“小、散、亂、弱”的情況。機器人產業的發展需要政府的引導,更需要企業自主的調整與發展。未來5年,國內機器人產業將面臨洗牌,如今的混亂狀態終歸會結束,只有集中力量才能夠在核心技術和應用拓展上突破。為了整合資源,促使3-5家國內企業迅速做大做強,企業間的并購重組在所難免。
在工業4.0的研究中,智能制造和智能工廠一直是兩個重要的研究部分,工業機器人將是智能工廠的重要組成部分,而智能工廠就是將一個個分散的、具備一定智能化的生產設備,實現數據交互之后,形成一個高度智能化的有機體,從而實現虛擬世界和物理世界的融合。機器人產業是中國進入工業4.0時代的重要推動力。機器人產業需要加快與其他技術的融合,尤其是與軟件技術的融合。傳統工業和制造業都比較關注硬件,而工業4.0的發展會偏重軟件平臺在行業的應用,以及各個硬件設備的網絡化。作為智能化的裝備,機器人產品可以率先進行融合。
中國市場對于工業4.0的需求很強,推動力也很大,相對于國外市場,中國市場的優勢就在于市場縱深的擴展性很強。在每一個細分領域,都需要貼合其特點的行業應用。從企業的角度看,國內廠商從縱向角度可以完善已有產品的功能;橫向角度可以加入智能軟件技術、提高自動分析能力、豐富產品線,從而給用戶提供整套系統性方案。
中國機器人產業有著廣闊的發展前景,但有光明也會有陰影。加速發展中國機器人產業,尤其是發展自主品牌的產品,既需要廠家潛心鉆研核心技術,又需要集成商緊跟市場需求,高校研究所專心搞科研,行業協會和政府適時引導,各盡其職,共同為產業的發展創造一片適宜生長的土壤。
(審核編輯: 智匯胡妮)
分享