機器人被譽為制造業(yè)皇冠頂端的明珠，其研發(fā)、制造、應用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要提出，推動集成電路、航空航天、船舶與海洋工程裝備、機器人、先進軌道交通裝備、先進電力裝備、工程機械、高端數控機床、醫(yī)藥及醫(yī)療設備等產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。本期邀請相關專家圍繞機器人產業(yè)發(fā)展進行研討。

 

　　機器人產業(yè)發(fā)展取得明顯成效

 

　　機器人是一種能夠半自主或全自主工作的智能機器，具有感知、決策、執(zhí)行等基本特征，可以輔助甚至替代人類完成危險、繁重、復雜工作，提高工作效率與質量，服務人類生活，擴大或延伸人的活動及能力范圍。一般情況下，機器人可分為工業(yè)機器人、服務機器人、特種機器人三類。其中，工業(yè)機器人指面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度機器人，主要包括焊接機器人、搬運機器人、碼垛機器人、包裝機器人、噴涂機器人、切割機器人、凈室機器人等。服務機器人是服務于人類的非生產性機器人，主要包括家庭作業(yè)機器人、娛樂休閑機器人、殘障輔助機器人、住宅安全和監(jiān)視機器人等。特種機器人則是用于特殊環(huán)境下的機器人，主要包括場地機器人、物流機器人、檢查和維護保養(yǎng)機器人、水下機器人，以及國防、營救和安全應用機器人等。

 

　　我國自20世紀70年代開始研制機器人，國內機器人技術研究、開發(fā)和應用從自發(fā)、分散、低水平重復的起步狀態(tài)逐步進入有組織、有計劃的規(guī)劃發(fā)展階段。此后，我國組織開展機器人共性關鍵技術研究，取得一批創(chuàng)新性研究成果，探索推進重點工程和行業(yè)應用，促進了機器人技術的產業(yè)化發(fā)展。2011年以來，我國工業(yè)機器人市場快速增長，機器人產業(yè)鏈逐步形成。自2014年我國工業(yè)機器人市場規(guī)模超過日本，首次躍居全球第一后，已連續(xù)多年保持全球工業(yè)機器人市場規(guī)模第一的地位。

 

　　近年來，我國機器人產業(yè)呈現蓬勃發(fā)展態(tài)勢，在促進經濟穩(wěn)定增長、推動技術創(chuàng)新、拓展行業(yè)特色應用等方面取得突出成果。

 

　　一是后疫情時代機器人市場率先回暖并拉動經濟復蘇。據國際機器人聯盟統(tǒng)計分析，2020年中國工業(yè)機器人安裝量占全球比重為44%，2021年上升到52%。不斷增長的中國市場成為全球機器人發(fā)展的重要驅動力，2021年中國全年累計進口14.5萬臺工業(yè)機器人，創(chuàng)2017年以來新高，有效帶動了產業(yè)鏈上游市場的逐步復蘇。

 

　　二是技術融合發(fā)展進入新階段。我國在人工智能、5G等新一代信息技術領域取得了系列國際領先成果，機器人與信息技術的融合日漸深入，大幅提升了感知、計算、執(zhí)行能力，機器人對于復雜外界環(huán)境的感知能力大幅提升，處理實際問題的自主性、穩(wěn)定性、可靠性大幅提高。

 

　　三是垂直應用領域形成一批特色化解決方案。近年來，國內涌現出一批技術實力較強的機器人企業(yè)，緊跟行業(yè)實際需求，快速推出具有中國特色的應用解決方案，在汽車零部件制造、線路檢修、3C產品質量檢測、酒店服務、公共安全等諸多細分領域的市場競爭中脫穎而出，建立起較為成熟的產品條線與供應體系，迅速占領一定的國內市場份額。

 

　　在國內產業(yè)持續(xù)向好發(fā)展的同時，也要認識到，與發(fā)達國家相比，我國機器人產業(yè)總體尚處于發(fā)展初期，部分關鍵核心技術仍未突破，行業(yè)應用水平有待提高。面向建設現代化經濟體系、滿足人民對美好生活向往的時代需求，機器人產業(yè)肩負新的時代使命。我們應以世界機器人大會等國際化、專業(yè)化平臺為基礎，加強行業(yè)交流合作、提升自主創(chuàng)新能力、促進國際協(xié)作共贏，打造產業(yè)協(xié)同發(fā)展的新體系、新生態(tài)、新格局，為推動國內經濟高質量發(fā)展作出貢獻。

 

　　工業(yè)機器人引領產業(yè)轉型升級

 

　　我國工業(yè)機器人裝機規(guī)模巨大，據不完全統(tǒng)計，我國工業(yè)機器人存量超100萬套，占全球工業(yè)機器人裝機總量約三分之一，是當之無愧的工業(yè)機器人應用大國。但與巨大的制造業(yè)規(guī)模和轉型升級的迫切需求相比，我國工業(yè)機器人密度不大、檔次不高。根據國際機器人聯盟公布的數據，2020年中國制造業(yè)機器人密度達每萬人246臺，世界排名第9位，基本追平美國，但只相當于韓國的26%、日本的63%、德國的66%。我國制造業(yè)機器人密度雖然和很多發(fā)達國家持平，但與制造業(yè)比重高、競爭力強的德日韓等國相比還存在明顯差距，這直接制約制造業(yè)向高端領域和環(huán)節(jié)邁進。同時，國內技術含量、智能化水平較低的工業(yè)機器人比重高，智能網聯機器人、多軸機器人、人機協(xié)作機器人等高技術含量和滿足智能制造要求的機器人比重還比較低。

 

　　工業(yè)機器人是新興技術的重要載體和平臺，同時也是人工智能、云計算、大數據等新一代數字技術在制造環(huán)節(jié)應用的前提和基礎。新一輪科技革命和產業(yè)變革中，技術進步和業(yè)態(tài)創(chuàng)新加速，但無論多先進的理念、概念、技術，要最終滿足需求都必須經過制造過程的轉化。工業(yè)機器人在應對復雜環(huán)境、穩(wěn)定精細操作、不間斷工作和實現信息互聯互通等方面相較人類勞動者有不可比擬的優(yōu)勢，是先進制造、智能制造不可缺少的生產設備，是造成國家間、區(qū)域間、企業(yè)間制造水平和成本差距的重要原因之一。特別是在數字經濟蓬勃發(fā)展背景下，制造業(yè)網聯化、智能化、柔性化都必須依托工業(yè)機器人得以實現。2017年，吉利在西安的超級智能黑燈工廠投產，近700臺工業(yè)機器人確保整車零部件誤差控制在0.5毫米之內，實現3大平臺、6款車型的共線生產，智能化生產平臺和物料保障系統(tǒng)可以在1分鐘內實現車產線的車型切換。如果沒有智能網聯工業(yè)機器人的使用，這種精細化和柔性化程度是難以實現的。在工業(yè)機器人的支持下，吉利還開發(fā)了一車一檔數據采集跟蹤系統(tǒng)，一年內產生5600TB制造數據，形成工業(yè)互聯網的數據基礎，支撐產品進一步改良以及新產品研發(fā)、管理改進和價值鏈數字化重構。2022年7月南京投產的西門子全球首座原生數字化工廠，在智能網聯工業(yè)機器人賦能下，新工廠比傳統(tǒng)工廠效率提升20%、柔性生產能力提升30%、產品上市時間縮短近20%、空間利用率提升40%、物料流轉效率提升50%，更重要的是將制造業(yè)數字孿生從理念向現實邁進了一大步。

 

　　我國制造業(yè)應用工業(yè)機器人促進轉型升級有獨特優(yōu)勢。我國有全球規(guī)模最大的工程師隊伍、最大需求和更廣范圍的工業(yè)機器人應用場景、更敏捷的產業(yè)鏈反應速度、最完善的機器人產業(yè)體系、最領先的數字經濟產業(yè)，我國制造業(yè)是全球工業(yè)機器人最大的需求市場、最理想的應用實驗場所。龐大的制造體系也使國內企業(yè)對工業(yè)機器人的應用場景有更深刻的理解，強化了很多制造企業(yè)在細分領域開發(fā)制造工業(yè)機器人的能力。不少制造業(yè)領軍企業(yè)在擅長行業(yè)發(fā)展自主工業(yè)機器人品牌，例如，格力GR20工業(yè)機器人使生產效率提高17%，原材料利用率從85%提高到95%，同時大大減少危害人身安全的生產事故。

 

　　然而，我國制造業(yè)借助工業(yè)機器人加速轉型升級還有一些風險和障礙。一方面，工業(yè)機器人的國內技術攻關、國產化替代以及機器人產業(yè)鏈供應鏈安全存在“卡脖子”風險。受各種因素影響，一些發(fā)達國家不僅會進一步加強高端工業(yè)機器人整機對中國出口的限制，還會加大中國機器人廠商采購關鍵核心零部件的審查，限制專利和技術轉讓，無論是國內機器人產業(yè)轉型升級，還是制造業(yè)使用高端工業(yè)機器人，其阻力都將增大。另一方面，我國制造業(yè)機器換人、人機協(xié)作不僅要實現技術突破，更面臨復雜的就業(yè)環(huán)境，需要教育體系的配套改革。近年來，我國部分制造業(yè)發(fā)展面臨勞動力短缺問題，同時又存在就業(yè)不足及不充分現象，工業(yè)機器人的使用不僅要填補制造業(yè)就業(yè)空缺，降低制造業(yè)用工成本，更要在其他更適合的產業(yè)和領域創(chuàng)造新的就業(yè)崗位。

 

　　服務機器人進入高速增長期

 

　　按照國際機器人聯盟（IFR）的分類，服務機器人一般用于非制造業(yè)環(huán)境，主要包括個人/家用服務機器人和公共服務機器人。目前，全球服務機器人市場總量雖不大，但逐漸進入高速增長期。IFR統(tǒng)計數據顯示，2020年全球服務機器人銷售額約111億美元，其中專用服務機器人67億美元，同比增長12%；個人/家用服務機器人銷售額約44億美元，同比增長16%。

 

　　我國服務機器人起步較晚，除個別分支（例如掃地機器人）發(fā)展較為成熟以外，總體依然處于培育階段，但呈現快速發(fā)展勢頭，產品主要應用于家庭、銀行、餐廳、酒店、賣場等領域。從市場來看，服務機器人是我國機器人行業(yè)增長最快的一個賽道。近5年來，我國服務機器人行業(yè)增速高于全球平均增速，市場規(guī)模占全球比重超25%。尤其是疫情暴發(fā)后，智能接待、無人配送、無人零售等需求激增，拉動了服務機器人市場，激發(fā)了更多應用場景。國家統(tǒng)計局數據顯示，2021年我國服務機器人產量達921萬套，同比增長48.9%。

 

　　與美國、日本等國家相比，我國在服務機器人領域研發(fā)雖然起步較晚，但近年來在運動控制、人工智能等相關技術創(chuàng)新與科研成果轉化等方面都進展顯著，無論是算法領先性，還是應用場景建設的規(guī)模與質量都位居世界前列。總體來說，我國服務機器人發(fā)展達到國際領先水平。

 

　　近年來，我國服務機器人部分細分領域已經孵化培育出一批具有代表性的創(chuàng)新企業(yè)。例如，在家用掃地機器人領域，蘇州科沃斯市場占有率不僅在國內市場長期處于領先地位，而且在北美、歐洲等市場穩(wěn)居前三，是業(yè)績增長最快的機器人企業(yè)，其產品研發(fā)能力也處于國內領先水平。科沃斯機器人產品不斷融合AI等最新技術，在注重清潔功能的基礎上，著重提升產品的智能性。2019年首創(chuàng)AIVI人工智能和視覺識別技術，2020年通過3D結構光技術將產品的智能避障能力大幅度提升。

 

　　在消費級無人機領域，深圳大疆是全球領先的無人飛行器控制系統(tǒng)及無人機解決方案的研發(fā)和生產商，客戶遍布全球100多個國家，占據全球超85%的市場份額。成立16年間，大疆創(chuàng)新業(yè)務從無人機系統(tǒng)拓展至多元化產品體系，在無人機、手持影像系統(tǒng)、機器人教育等多個領域，成為全球領先品牌。

 

　　在醫(yī)療機器人領域，我國陸續(xù)培育出一批對標達芬奇的手術機器人企業(yè)，如術銳、天智航、康多等；也涌現出一些針對智慧醫(yī)療場景提供消毒、藥品配送等智能機器人解決方案的企業(yè)，如上海鈦米等。

 

　　近年來，我國人口老齡化趨勢明顯，社會對醫(yī)療、養(yǎng)老等公共服務的需求持續(xù)增長，相關人力資源供不應求。服務機器人具有巨大的市場潛力和發(fā)展空間，市場規(guī)模及總體占比也勢必持續(xù)增長。醫(yī)療機器人是目前需求端最緊缺的服務機器人之一，是資本最青睞的服務機器人方向，國家相繼發(fā)布一系列重要政策文件扶持醫(yī)療機器人產業(yè)發(fā)展。醫(yī)療機器人可以分為手術機器人、康復機器人、輔助機器人、服務機器人四大類，醫(yī)療機器人的使用可以解決很多疾病精確診療的人工受限等問題，還可大幅提高診療和康復效率，有效緩解醫(yī)生、護士等資源緊缺的問題。

 

　　當前，部分勞動密集型行業(yè)用工出現明顯的年齡斷層困境，建筑機器人、農業(yè)機器人等預計未來需求也比較大。例如，建筑行業(yè)是自動化程度最低的行業(yè)之一，建筑工人依然是最主要的生產力，然而由于熟練勞動力逐漸年邁，年輕人從業(yè)意愿低以及施工安全等問題，越來越需要借助建筑機器人替代人工作業(yè)。

 

　　在技術發(fā)展和市場驅動下，智能服務機器人將進一步向各應用場景滲透，服務領域和服務對象不斷拓展，產品應用場景持續(xù)下沉，機器人本體體積更小、交互更靈活。從技術發(fā)展趨勢來看，服務機器人正由感知智能向認知智能邁進，仿生機器人等新興方向創(chuàng)新活躍，無人車獲高度關注，仿人機器人研發(fā)再度迎來突破。

 

　　任何一項技術創(chuàng)新，從誕生到落地，既需要依賴相關技術的進步，也離不開場景需求，服務機器人的發(fā)展也需要一個持續(xù)迭代、不斷培育、反復測試驗證的過程。相較工業(yè)機器人，服務機器人更加重視人機交互體驗，由于用戶和機器人之間的互動頻繁復雜，要求機器人具備高效的反饋速度，也對包括深度學習、自然語言處理、視覺感知、云計算等在內的人工智能技術提出更高要求。

 

　　目前一些服務機器人產品日趨成熟，已很好融入人們日常生活，或解放雙手，或為生活提供便利。最典型的是掃地機器人已走進尋常百姓家，數據顯示，2021年我國掃地機器人的銷量超800萬臺。

 

　　除此之外，我們也會在商場、銀行、政務大廳等場合與各類服務機器人不期而遇。例如在一些餐飲店，會有機器人提供送餐服務；一些酒店，提供引導、清潔、配送等服務的是機器人；在醫(yī)院，有很多機器人提供手術、護理、康復等服務。

 

　　未來更多的工作或由機器人輔助甚至替代，但受應用場景的復雜性、技術及工程還不成熟等因素影響，部分服務機器人仍處于試點應用、探索階段，規(guī)?；瘧蒙行钑r日。

 

　　固本培元實現持續(xù)健康發(fā)展

 

　　國家統(tǒng)計局數據顯示，2021年我國工業(yè)機器人產量達到36.6萬套，同比增長67.9%。2021年我國服務機器人產量921萬套，同比增長48.9%。

 

　　2021年12月，工信部等十五部門聯合印發(fā)《“十四五”機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，指出我國機器人產業(yè)仍面臨技術積累不足、產業(yè)基礎薄弱、高端供給缺乏等問題。在產業(yè)基礎層面，芯片斷供、電子設計自動化（EDA）軟件斷供形勢愈演愈烈，動搖我國機器人產業(yè)發(fā)展根基；在技術積累方面，操作系統(tǒng)、仿生感知、生機電融合技術有待突破；在高端供給方面，產業(yè)鏈條核心部件供給不足、中高端機器人產品供給不足，汽車整車焊接機器人、IC裝備機器人等主要依賴進口。

 

　　推動我國機器人產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展可從以下幾方面著力。

 

　　一是實現國產供應鏈自主可控，保障產業(yè)安全。經過“十二五”“十三五”攻關，機器人核心零部件（減速器、伺服電機與驅動、控制器）已實現產品化和批量化國產替代，諧波減速器國產化率超過65%。機器人專用傳感器實現產品化，初步實現小批量應用。核心零部件產業(yè)取得階段性成果，培育了多家核心部件骨干企業(yè)。但不容忽視的是，機器人操作系統(tǒng)和數字孿生軟件還處在起步階段，諧波減速器還沒有實現全部自主，機器人通用芯片、部分傳感器專用芯片、機器人研發(fā)設計EDA軟件仍然面臨斷供和緩供風險。實現機器人核心軟件、核心部件國產化，打造高品質供應鏈，是機器人產業(yè)健康發(fā)展的重中之重。

 

　　二是培育龍頭企業(yè)與“專精特新”企業(yè)，提升產業(yè)競爭力。中國機器人企業(yè)競爭力是決定我國在全球機器人產業(yè)格局中話語權的決定力量。全球機器人產業(yè)經過60年發(fā)展，培育了ABB、FANUC、YASKAWA、KUKA四巨頭機器人企業(yè)，也培育了一批隱形冠軍企業(yè)，如焊接機器人領域的Cloos、IGM，移動機器人領域的NDC、ADEPT，垳架機器人領域的FFT，協(xié)作機器人領域的UR。應該說，龍頭企業(yè)和隱形冠軍企業(yè)真正主導和引領著本產業(yè)的發(fā)展方向。我國機器人產業(yè)要實現高質量發(fā)展，需要培育出兩三家具備全球競爭力的世界級機器人產業(yè)集團，以及一批在細分領域具備領先優(yōu)勢的專精特新“小巨人”企業(yè)。

 

　　三是打造良性產業(yè)生態(tài)環(huán)境，實現產業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。著力加強產業(yè)創(chuàng)新體系建設，建立以企業(yè)為主體、市場為導向、產學研深度融合的技術創(chuàng)新體系。推進機器人領域國家級技術創(chuàng)新中心、產業(yè)創(chuàng)新中心和制造業(yè)創(chuàng)新中心建設，構建開放、協(xié)同、高效的共性技術研發(fā)平臺。培養(yǎng)造就一大批具有國際水平的戰(zhàn)略科技人才、科技領軍人才和高水平創(chuàng)新團隊，同時要重視培養(yǎng)應用型、技能型職業(yè)人才。促進金融與產業(yè)良性互動，通過政府引導和市場化運作，加速機器人新技術、新產品、新模式產業(yè)孵化。構建適應機器人產業(yè)發(fā)展的制度體系，建設產業(yè)標準規(guī)范體系，建立并完善基礎共性、互聯互通、安全隱私、行業(yè)應用等技術標準。引領機器人智能制造新標準新模式，推進新一代機器人、核心支撐軟件、工業(yè)互聯網等系統(tǒng)集成應用，推廣基于新一代機器人的流程智能制造、離散智能制造、網絡化協(xié)同制造、遠程診斷與運維服務等新型制造模式，支撐國家制造業(yè)轉型升級。