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(shù)控機床、醫(yī)藥及醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。本期邀請相關(guān)專家圍繞機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行研討。

 

　　機器人產(chǎn)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(zhì)量，服務(wù)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(wù)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(lǐng)域的多關(guān)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(wù)機器人是服務(wù)于人類的非生產(chǎn)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(nèi)機器人技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)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(shù)的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢，在促進經(jīng)濟穩(wěn)定增長、推動技術(shù)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(jīng)濟復蘇。據(jù)國際機器人聯(lián)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(qū)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(chǎn)業(yè)鏈上游市場的逐步復蘇。

 

　　二是技術(shù)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(shù)領(lǐng)域取得了系列國際領(lǐng)先成果，機器人與信息技術(shù)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(lǐng)域形成一批特色化解決方案。近年來，國內(nèi)涌現(xiàn)出一批技術(shù)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(chǎn)品質(zhì)量檢測、酒店服務(wù)、公共安全等諸多細分領(lǐng)域的市場競爭中脫穎而出，建立起較為成熟的產(chǎn)品條線與供應體系，迅速占領(lǐng)一定的國內(nèi)市場份額。

 

　　在國內(nèi)產(chǎn)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(chǎn)業(yè)總體尚處于發(fā)展初期，部分關(guān)鍵核心技術(shù)仍未突破，行業(yè)應用水平有待提高。面向建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系、滿足人民對美好生活向往的時代需求，機器人產(chǎn)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(chǔ)，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(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的新體系、新生態(tài)、新格局，為推動國內(nèi)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展作出貢獻。

 

　　工業(yè)機器人引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級

 

　　我國工業(yè)機器人裝機規(guī)模巨大，據(jù)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(zhuǎn)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(jù)國際機器人聯(lián)盟公布的數(shù)據(jù)，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(lǐng)域和環(huán)節(jié)邁進。同時，國內(nèi)技術(shù)含量、智能化水平較低的工業(yè)機器人比重高，智能網(wǎng)聯(lián)機器人、多軸機器人、人機協(xié)作機器人等高技術(shù)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(shù)的重要載體和平臺，同時也是人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代數(shù)字技術(shù)在制造環(huán)節(jié)應用的前提和基礎(chǔ)。新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，技術(shù)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(shù)，要最終滿足需求都必須經(jīng)過制造過程的轉(zhuǎn)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(xiàn)信息互聯(lián)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(chǎn)設(shè)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(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展背景下，制造業(yè)網(wǎng)聯(lián)化、智能化、柔性化都必須依托工業(yè)機器人得以實現(xiàn)。2017年，吉利在西安的超級智能黑燈工廠投產(chǎn)，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(nèi)，實現(xiàn)3大平臺、6款車型的共線生產(chǎn)，智能化生產(chǎn)平臺和物料保障系統(tǒng)可以在1分鐘內(nèi)實現(xiàn)車產(chǎn)線的車型切換。如果沒有智能網(wǎng)聯(lián)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(xiàn)的。在工業(yè)機器人的支持下，吉利還開發(fā)了一車一檔數(shù)據(jù)采集跟蹤系統(tǒng)，一年內(nèi)產(chǎn)生5600TB制造數(shù)據(jù)，形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，支撐產(chǎn)品進一步改良以及新產(chǎn)品研發(fā)、管理改進和價值鏈數(shù)字化重構(gòu)。2022年7月南京投產(chǎn)的西門子全球首座原生數(shù)字化工廠，在智能網(wǎng)聯(lián)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(chǎn)能力提升30%、產(chǎn)品上市時間縮短近20%、空間利用率提升40%、物料流轉(zhuǎn)效率提升50%，更重要的是將制造業(yè)數(shù)字孿生從理念向現(xiàn)實邁進了一大步。

 

　　我國制造業(yè)應用工業(yè)機器人促進轉(zhuǎn)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(chǎn)業(yè)鏈反應速度、最完善的機器人產(chǎn)業(yè)體系、最領(lǐng)先的數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)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(nèi)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(lǐng)域開發(fā)制造工業(yè)機器人的能力。不少制造業(yè)領(lǐng)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(chǎn)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(chǎn)事故。

 

　　然而，我國制造業(yè)借助工業(yè)機器人加速轉(zhuǎn)型升級還有一些風險和障礙。一方面，工業(yè)機器人的國內(nèi)技術(shù)攻關(guān)、國產(chǎn)化替代以及機器人產(chǎn)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(guān)鍵核心零部件的審查，限制專利和技術(shù)轉(zhuǎn)讓，無論是國內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)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(xiàn)技術(shù)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(xiàn)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(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域創(chuàng)造新的就業(yè)崗位。

 

　　服務(wù)機器人進入高速增長期

 

　　按照國際機器人聯(lián)盟（IFR）的分類，服務(wù)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(wù)機器人和公共服務(wù)機器人。目前，全球服務(wù)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(shù)據(jù)顯示，2020年全球服務(wù)機器人銷售額約111億美元，其中專用服務(wù)機器人67億美元，同比增長12%；個人/家用服務(wù)機器人銷售額約44億美元，同比增長16%。

 

　　我國服務(wù)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(xiàn)快速發(fā)展勢頭，產(chǎn)品主要應用于家庭、銀行、餐廳、酒店、賣場等領(lǐng)域。從市場來看，服務(wù)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(wù)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(wù)機器人市場，激發(fā)了更多應用場景。國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2021年我國服務(wù)機器人產(chǎn)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(wù)機器人領(lǐng)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(guān)技術(shù)創(chuàng)新與科研成果轉(zhuǎn)化等方面都進展顯著，無論是算法領(lǐng)先性，還是應用場景建設(shè)的規(guī)模與質(zhì)量都位居世界前列?？傮w來說，我國服務(wù)機器人發(fā)展達到國際領(lǐng)先水平。

 

　　近年來，我國服務(wù)機器人部分細分領(lǐng)域已經(jīng)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(lǐng)域，蘇州科沃斯市場占有率不僅在國內(nèi)市場長期處于領(lǐng)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(chǎn)品研發(fā)能力也處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。科沃斯機器人產(chǎn)品不斷融合AI等最新技術(shù)，在注重清潔功能的基礎(chǔ)上，著重提升產(chǎn)品的智能性。2019年首創(chuàng)AIVI人工智能和視覺識別技術(shù)，2020年通過3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)將產(chǎn)品的智能避障能力大幅度提升。

 

　　在消費級無人機領(lǐng)域，深圳大疆是全球領(lǐng)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(chǎn)商，客戶遍布全球100多個國家，占據(jù)全球超85%的市場份額。成立16年間，大疆創(chuàng)新業(yè)務(wù)從無人機系統(tǒng)拓展至多元化產(chǎn)品體系，在無人機、手持影像系統(tǒng)、機器人教育等多個領(lǐng)域，成為全球領(lǐng)先品牌。

 

　　在醫(yī)療機器人領(lǐng)域，我國陸續(xù)培育出一批對標達芬奇的手術(shù)機器人企業(yè)，如術(shù)銳、天智航、康多等；也涌現(xiàn)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(wù)的需求持續(xù)增長，相關(guān)人力資源供不應求。服務(wù)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(wù)機器人之一，是資本最青睞的服務(wù)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(chǎn)業(yè)發(fā)展。醫(yī)療機器人可以分為手術(shù)機器人、康復機器人、輔助機器人、服務(wù)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(xiàn)明顯的年齡斷層困境，建筑機器人、農(nóng)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(chǎn)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(shù)發(fā)展和市場驅(qū)動下，智能服務(wù)機器人將進一步向各應用場景滲透，服務(wù)領(lǐng)域和服務(wù)對象不斷拓展，產(chǎn)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(shù)發(fā)展趨勢來看，服務(wù)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(guān)注，仿人機器人研發(fā)再度迎來突破。

 

　　任何一項技術(shù)創(chuàng)新，從誕生到落地，既需要依賴相關(guān)技術(shù)的進步，也離不開場景需求，服務(wù)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(wù)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(nèi)的人工智能技術(shù)提出更高要求。

 

　　目前一些服務(wù)機器人產(chǎn)品日趨成熟，已很好融入人們?nèi)粘Ｉ?，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(shù)據(jù)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(wù)大廳等場合與各類服務(wù)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(wù)；一些酒店，提供引導、清潔、配送等服務(wù)的是機器人；在醫(yī)院，有很多機器人提供手術(shù)、護理、康復等服務(wù)。

 

　　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(shù)及工程還不成熟等因素影響，部分服務(wù)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(xiàn)持續(xù)健康發(fā)展

 

　　國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2021年我國工業(yè)機器人產(chǎn)量達到36.6萬套，同比增長67.9%。2021年我國服務(wù)機器人產(chǎn)量921萬套，同比增長48.9%。

 

　　2021年12月，工信部等十五部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，指出我國機器人產(chǎn)業(yè)仍面臨技術(shù)積累不足、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、高端供給缺乏等問題。在產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)層面，芯片斷供、電子設(shè)計自動化（EDA）軟件斷供形勢愈演愈烈，動搖我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展根基；在技術(shù)積累方面，操作系統(tǒng)、仿生感知、生機電融合技術(shù)有待突破；在高端供給方面，產(chǎn)業(yè)鏈條核心部件供給不足、中高端機器人產(chǎn)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(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展可從以下幾方面著力。

 

　　一是實現(xiàn)國產(chǎn)供應鏈自主可控，保障產(chǎn)業(yè)安全。經(jīng)過“十二五”“十三五”攻關(guān)，機器人核心零部件（減速器、伺服電機與驅(qū)動、控制器）已實現(xiàn)產(chǎn)品化和批量化國產(chǎn)替代，諧波減速器國產(chǎn)化率超過65%。機器人專用傳感器實現(xiàn)產(chǎn)品化，初步實現(xiàn)小批量應用。核心零部件產(chǎn)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(shù)字孿生軟件還處在起步階段，諧波減速器還沒有實現(xiàn)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(shè)計EDA軟件仍然面臨斷供和緩供風險。實現(xiàn)機器人核心軟件、核心部件國產(chǎn)化，打造高品質(zhì)供應鏈，是機器人產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)格局中話語權(quán)的決定力量。全球機器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)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(lǐng)域的Cloos、IGM，移動機器人領(lǐng)域的NDC、ADEPT，垳架機器人領(lǐng)域的FFT，協(xié)作機器人領(lǐng)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(lǐng)著本產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。我國機器人產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)高質(zhì)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(chǎn)業(yè)集團，以及一批在細分領(lǐng)域具備領(lǐng)先優(yōu)勢的專精特新“小巨人”企業(yè)。

 

　　三是打造良性產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。著力加強產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系建設(shè)，建立以企業(yè)為主體、市場為導向、產(chǎn)學研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系。推進機器人領(lǐng)域國家級技術(shù)創(chuàng)新中心、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心和制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)，構(gòu)建開放、協(xié)同、高效的共性技術(shù)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(lǐng)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(chǎn)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(shù)、新產(chǎn)品、新模式產(chǎn)業(yè)孵化。構(gòu)建適應機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制度體系，建設(shè)產(chǎn)業(yè)標準規(guī)范體系，建立并完善基礎(chǔ)共性、互聯(lián)互通、安全隱私、行業(yè)應用等技術(shù)標準。引領(lǐng)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(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造、遠程診斷與運維服務(wù)等新型制造模式，支撐國家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。