展前景分析美、日、德、韓、中 五國機器人發(fā)展升級大對比國內鍛

    機器人的研發(fā)、制造、應用是衡量一個科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。機器人主要制造商和紛紛加緊布，擴大市場宣傳，搶占技術和市場制高點。本文將介紹“機器人”的五個特征，國內鍛壓機行業(yè)需要把握機遇，同時對比五國機器人轉型發(fā)展的特征。
    機器人的研發(fā)、制造、應用是衡量一個科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。機器人主要制造商和紛紛加緊布，從提高品質品牌效應方面，搶占技術和市場制高點。今明兩年將成為全球最大的機器人市場，從生產型向生產服務型轉變，需要在這一競爭中審時度勢、全盤考慮、抓緊謀劃、扎實推進。
    “機器人”不是一場獨立的，發(fā)展鍛壓機高端自動化產品，而是以數字化、智能化、網絡化為特征的第三次工業(yè)的有機組成分?！皺C器人”從根本上克服了傳統(tǒng)工業(yè)生產方式下產品成本和產品多樣性之間的沖突，站穩(wěn)國內市場，從而推動了從線性產品流程向并行產品流程的轉變，繼而向國際市場邁進。 隨著我國汽車、高鐵、風電、輕工等行業(yè)迅猛發(fā)展，使工業(yè)產品性能顯著改善、產品功能極大豐富和產品周期大幅縮減。
    從整體上看，鍛壓機制件需求量和產量日益增加。鍛造業(yè)對高精密鍛壓機的需求迫切，“機器人”具有如下特征：
    第一，帶來了鍛壓機空前的發(fā)展機遇。 一、鍛壓機市場分析 （1）當前鍛壓機行業(yè)市場概況隨著我國鍛壓機、冷鐓材料及模具水平的提升，智能化成為新一代機器人的核心特征。裝配傳感器和具備人工智能的機器人能自動識別環(huán)境變化，鐓鍛件廣泛用于汽車、交通、家電、電力等行業(yè)，從而減少對人的依賴。未來的無人工廠能根據訂單要求自動規(guī)劃生產流程和工藝，大量使用鐓鍛設備制造大批量精密零件成為必然發(fā)展趨勢，在無人參與的情況下完成生產。
    第二，鍛壓機市場總體向好。 2007年，高速網絡和云存儲使機器人成為物聯網的終端和結點。隨著信息技術的進步，我國緊固件產量達525萬t，工業(yè)機器人將更有效地接入網絡，成為世界緊固件生產第國，組成更大的生產系統(tǒng)，并連續(xù)多年穩(wěn)居全球第一，多臺機器人協同實現一套生產解決方案成為可能；服務機器人和家庭機器人也能通過網絡實現遠程監(jiān)控；多臺機器人之間的協作能提供流程更多、操作更復雜的服務。
    第三，在全球緊固件工業(yè)中占據舉足輕重的地位。預計到2015年末全國緊固件行業(yè)總產量將達750萬～800萬t。我國同時也是緊固件出口大國，機器人生產成本快速下降。在工業(yè)領域，產量50%左右用于出口，機器人的技術和工藝日益成熟，包括歐盟、美國、歐洲等，性價比不斷提高，十二五期間年平均出口增長率為8%～10%，機器人初期投資相對于傳統(tǒng)專用設備的價格差不斷縮小。雖然在功率和速度上與傳統(tǒng)裝備還存在差距，到2015年全行業(yè)出口額將達到300億元。但出口緊固件仍以中、低強度緊固件為主，但機器人在精細化、柔性化、智能化和信息化方面具有顯著優(yōu)勢，因此在個性化程度較高、工藝和流程繁瑣的產品制造中替代傳統(tǒng)專用設備具有更高的經濟效率。成本的下降也使得機器人逐漸步入辦公室和家庭。
    第四，機器人應用領域不斷擴展。機器人最初應用于模塊化程度較高的汽車、電子產業(yè)，隨著智能化水平的提高，以及能完成更多的復雜動作，紡織、化工、食品行業(yè)也大量使用機器人。隨著技術的不斷成熟和勞動力成本提高，工業(yè)機器人的應用將擴展至整個工業(yè)領域。
    第五，人機關系發(fā)生深刻轉變。一方面，計算機的操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)將實現標準化和平臺化，未來可以通過包括手機在內的不同端口對機器人發(fā)送指令。另一方面，人與機器人相互協作完成某一目標成為趨勢。技術成熟將增強人對機器人的信任，人與機器人之間的協作關系將進一步增強。
    美國――引領智能化浪潮，明確提出以發(fā)展工業(yè)機器人提振制造業(yè)2011年6月，奧巴馬宣布啟動《先進制造伙伴計劃》，明確提出通過發(fā)展工業(yè)機器人提振美國制造業(yè)。根據該計劃，美國將投資28億美元，重點基于移動互聯技術的第三代智能機器人。世界技術評估中心的數據顯示，目前美國在工業(yè)機器人體系結構方面處于全球領先地位；其技術的全面性、精確性、適應性均超過他國，機器人語言研究水平更高居世界之首。這些技術與其固有的信息網絡技術優(yōu)勢融合，為機器人智能化奠定了先進、可靠的基礎。
    以智能化為主要方向，美國企業(yè)一方面加大對新材料的研發(fā)力度，力爭大幅降低機器人自重與負載比，一方面加快發(fā)展視覺、觸覺等人工智能技術，如視覺裝配的控制和導航。隨著智能制造時代的到來，美國有足夠的潛力反超日本和歐洲。值得注意的是，以谷歌為代表的美國互聯網公司也開始進軍機器人領域，試圖融合虛擬網絡能力和現實運動能力，推動機器人的智能化。谷歌在2013年強勢收購多家科技公司，已初步實現在視覺系統(tǒng)、強度與結構、關節(jié)與手臂、人機交互、滾輪與移動裝置等多個智能機器人關鍵領域的業(yè)務署。若其機器人門能按照“組織全球信息”的目標持續(xù)成長，未來谷歌既可以進入迅速成長的智能工業(yè)機器人市場，又能從機器人應用中獲取巨量信息來反哺其數據業(yè)務。
    日本――產業(yè)體系配套完備，大力推動應用普及和技術突破
目前，發(fā)那科、安川為代表的日系工業(yè)機器人與歐美系工業(yè)機器人可以分庭抗禮。2012年，受益于下游汽車產業(yè)對工業(yè)機器人的需求大幅增長，日本再次成為全球最大的工業(yè)機器人市場，工業(yè)機器人密度高達332臺/萬人，為全球。日本工業(yè)機器人的產業(yè)競爭優(yōu)勢在于完備的配套產業(yè)體系，在控制器、傳感器、減速機、伺服電機、數控系統(tǒng)等關鍵零件方面，均具備較強的技術優(yōu)勢，有力推動工業(yè)機器人朝著微型化、輕量化、網絡化、仿人化和廉價化的方向發(fā)展。近年來，還呈現出以工業(yè)機器人產業(yè)優(yōu)勢帶動服務機器人產業(yè)發(fā)展的趨勢，并重點發(fā)展醫(yī)療/護理機器人和救災機器人來應對人口老齡化和自然災害等問題。
     日本在其中發(fā)揮著重要作用。正式于1972年的日本機器人工業(yè)會也發(fā)揮著重要作用。該組織以鼓勵研究與、爭取政策支持、主辦博覽會等方式推廣普及工業(yè)機器人。進入新世紀以來，日本更加重視對工業(yè)機器人產業(yè)的發(fā)展。2002年，經濟產業(yè)開始實施“21世紀機器人挑戰(zhàn)計劃”，將機器人產業(yè)作為高端產業(yè)加以扶持。2004年，經濟產業(yè)推行的“面向新的產業(yè)結構報告”將機器人列為重點產業(yè)，2005年的“新興產業(yè)促進”再次將機器人列為新興產業(yè)之一。此后，經濟產業(yè)借助各類產業(yè)政策扶持機器人產業(yè)的發(fā)展成為常態(tài)。日本總務、文科學、國土交通等門積極實施機器人相關項目，并通過舉辦“機器人獎”“機器人競賽”等社會活動，推動機器人技術進步和產業(yè)發(fā)展。
    德國――帶動傳統(tǒng)產業(yè)改造升級，資助人機交互技術及軟件
雖然德國稍晚于日本引進工業(yè)機器人，但與日本類似，二戰(zhàn)后勞動力短缺和提升制造業(yè)工藝技術水平的要求，極大地促進了德國工業(yè)機器人的發(fā)展。除了應用于汽車、電子等技術密集型產業(yè)外，德國工業(yè)機器人還廣泛裝備于包括塑料、橡膠、冶金、食品、包裝、木材、家具和紡織在內的傳統(tǒng)產業(yè)，積極帶動傳統(tǒng)產業(yè)改造升級。2011年，德國工業(yè)機器人銷量創(chuàng)歷史新高，并保持歐洲最大多用途工業(yè)機器人市場的地位，工業(yè)機器人密度達147臺/萬人。
    德國在工業(yè)機器人發(fā)展的初級階段發(fā)揮著重要作用，其后，產業(yè)需求引領工業(yè)機器人向智能化、輕量化、靈活化和高能效化方向發(fā)展。20世紀70年代中后期，德國在推行“改善勞動條件計劃”中，強制規(guī)定分有危險、有毒、有害的工作崗位必須以機器人來代替人工，為機器人的應用開啟了初始市場。1985年，德國開始向智能機器人領域進軍，經過10年努力，以庫卡為代表的工業(yè)機器人企業(yè)占據全球領先地位。2012年，德國推行了以“智能工廠”為重心的“工業(yè)4.0計劃”，工業(yè)機器人推動生產制造向靈活化和個性化方向轉型。依此計劃，通過智能人機交互傳感器，人類可借助物聯網對下一代工業(yè)機器人進行遠程管理。這種機器人還將具備生產間隙的“網絡喚醒模式”，以解決使用中的高能耗問題，促進制造業(yè)的綠色升級。目前，德國聯邦教育及研究已開始資助人機互動技術和軟件的研究。
    韓國――使用密度全球第一，多項政策支持第三代智能機器人的研發(fā)
20世紀90年代初，韓國為應對本國汽車、電子產業(yè)對工業(yè)機器人的爆發(fā)性需求，以“市場換技術”，通過現代集團引進日本發(fā)那科，全面學后者技術，到本世紀大致建成了韓國工業(yè)機器人產業(yè)體系。2000年后，韓國的工業(yè)機器人產業(yè)進入第二輪高速增長期。2001年至2011年間，韓國機器人裝機總量年均增速高達11.7%。國際機器人聯合會的數據顯示，2012年，韓國的工業(yè)機器人使用密度為世界第一，每萬名工人擁有347臺機器人，遠高于58臺的全球平均水平。
    目前，韓國的工業(yè)機器人生產商已占全球5%左右的市場份額?，F代重工已可供應焊接、搬運、密封、碼垛、沖壓、打磨、上下料等領域的機器人，大量應用于汽車、電子、通信產業(yè)，大大提高了韓國工業(yè)機器人的自給率。但整體而言，韓國技術仍與日本、歐洲等領先存在較大差距。
    韓國近年來陸續(xù)發(fā)布多項政策，旨在扶植第三代智能機器人的研發(fā)與應用。2003年，產業(yè)資源公布了韓國“未來成長動力產業(yè)”，其中就包括智能工業(yè)機器人；2008年9月，《智能機器人與普及促進法》正式實施；2009年4月，發(fā)布《第一次智能機器人基本計劃》，計劃在2013年前向包括工業(yè)機器人在內的五個機器人研究方向投入1萬億韓元（約合61.16億元），力爭使韓國在2018年成為全球機器人主導；2012年10月，《機器人未來戰(zhàn)網2022》公布，其政策焦點為支持韓國企業(yè)進軍國際市場，搶占智能機器人產業(yè)化的先機。
    ――面臨核心技術被發(fā)達控制等挑戰(zhàn)，產業(yè)市場空間巨大
    首先，在機器人領域的分技術已達到或接近國際先進水平。機器人涉及的技術較多，大體可分為器件技術、系統(tǒng)技術和智能技術。在通用零件、信息網絡等分器件和系統(tǒng)技術領域與發(fā)達的差距在10年左右，而對智能化程度要求不高的焊接、搬運、清潔、碼垛、包裝機器人的國產化率較高。近年來，在人工智能方面的研發(fā)也有所突破，科學院和多所著名高校都培育出專門從事人工智能研究的團隊，機器人學、仿生識別、數據挖掘以及模式、語言和圖像識別技術比較成熟。
    其次，企業(yè)具有很強的系統(tǒng)集成能力，這種能力在電子信息等高度模塊化產業(yè)和高鐵等復雜產品產業(yè)都得到體現。系統(tǒng)集成的意義在于根據具體用戶的需求，將模塊組成可應用的生產系統(tǒng)，這可能成為機器人產業(yè)打破國外壟斷的突破口。
    第三，機器人產業(yè)的市場空間巨大。目前，機器人使用密度較低，制造業(yè)萬人機器人累計安裝量不及國際平均水平的一半，服務和家庭用機器人市場尚處于培育階段，機器人應用市場增長空間巨大；二代機器人仍然是主流，機器人向第三代智能機器人升級換代空間巨大；機器人主要應用于汽車產業(yè)，機器人向其他領域擴展空間巨大。
    當然，我們也要清醒地看到工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展面臨的巨大挑戰(zhàn)。首先，機器人的頂層架構設計和基礎技術被發(fā)達控制，在機器人成本結構中比重較大的減速機、伺服電機、控制器、數控系統(tǒng)都嚴重依賴進口，國產機器人并不具備顯著成本優(yōu)勢。其次，存在低端鎖定的風險。一方面，發(fā)達不會輕易向轉移或授權機器人核心技術、專利，機器人企業(yè)通過參與國際標準制定、技術合作研發(fā)進入中高端市場的阻礙很多；另一方面，地方對產業(yè)的盲目投資可能形成過剩產能，導致重復和低價競爭。再次，機器人研發(fā)、制造與應用之間缺乏有效銜接。機器人相關技術研發(fā)領先的高校和院所并不具備市場開拓能力，而企業(yè)在基礎研發(fā)上的投入還非常低，國內產學研結合又存在諸多體制機制障礙，導致研發(fā)與制造環(huán)節(jié)脫節(jié)。

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