賈英姿 劉 可 姜勝海
(遼寧省先進裝備制造業基地建設工程中心,遼寧 沈陽 110000)
新一輪科技革命和產業變革正在重構全球創新版圖和經濟結構,以人工智能為代表的新一代信息技術正飛速發展。機器人從搬運、裝配等傳統應用領域向更加智能化、精細化的先進制造、醫療健康、生活服務等領域快速延伸。根據IFR(國際機器人聯合會)發布的最新報告,2014~2019年全球機器人市場的平均增長率約為12.3%,2019年全球機器人市場規模預計將達到294.1億美元,其中,工業機器人159.2億美元,服務機器人94.6億美元,特種機器人40.3億美元。
從全球范圍看,日本、美國、德國和韓國是智能機器人強國。日本號稱“機器人王國”,其工業機器人的裝備量約占世界工業機器人裝備量的60%,在工業機器人的生產、出口和使用方面都居世界前列。美國是機器人的發源地,早在1962年就研制出世界上第一臺工業機器人,美國的智能機器人技術在國際上一直處于領先地位,其技術全面、先進,適應性也很強,其視覺、觸覺等人工智能技術已在航天、汽車工業中廣泛應用;德國工業機器人的總數占世界第三位,僅次于日本和美國;韓國是智能機器人的后起之秀,于20世紀80年代末開始大力發展智能機器人技術,在政府的資助和引導下,韓國近幾年來已躋身機器人強國之列。
智能機器人產業的發展離不開國家級政策的支持,例如,德國工業4.0、日本機器人新戰略、美國先進制造伙伴計劃、中國“十三五規劃”與《中國制造2025》等國家級政策,均將智能機器人產業作為制造業發展的重要內涵,進而促使全球機器人產業的快速發展。
我國智能機器人市場發展較快,約占全球市場份額1/3,已經成為全球第一大工業機器人應用市場。2014~2019年中國機器人市場平均增長率達到20.9%。2019年中國機器人市場規模預計達86.8億美元,其中工業機器人57.3億美元,服務機器人22億美元,特種機器人7.5億美元。根據數據統計,2018年1~8月,我國工業機器人產業繼續保持較快增長,累計產量達到10.17萬臺(套),同比增長19.4%,市場規模達已達到52.2億美元,預計2018年全年產量15萬臺(套),到2019年,市場規模將達到70億美元左右。當前,我國傳統裝備制造產業智能化改造升級的需求日益凸顯,工業機器人的市場需求依然旺盛。盡管我國保有量已居全球前列,但我國工業機器人密度仍處于落后水平。據國際機器人聯盟(IFR)統計,我國工業機器人密度在2017年達到97 臺/萬人,超過全球平均水平,預計將在2021年突破130 臺/萬人。
我國機器人關鍵部件依賴進口,特別是在高性能伺服電機和高精密減速器方面的差距尤為明顯,造成國產智能機器人生產成本居高不下,嚴重制約了機器人產業的成熟與國際競爭力的形成。由于機器人產業科研水平較為滯后,核心零部件技術含量低,國產機器人大多只能用于一般機械加工和裝配等精度要求不高的領域,而在汽車、電子等機器人應用較為成熟的領域,市場基本被國外品牌(如ABB、庫卡、安川等)壟斷。此外,核心技術創新能力不足,也制約了機器人市場的擴展。
2018~2020年是我國“十三五”規劃的關鍵時期,對于推進沈陽市智能裝備制造產業發展同樣至關重要。2016年6月24日,國務院正式批復《沈陽市系統推進全面創新改革試驗方案》和《沈陽市系統推進全面創新改革試驗方案》,至此沈陽成為國家推進智能制造裝備創新改革的試驗區域之一。隨后,《中共中央國務院關于全面振興東北地區等老工業基地的若干意見》 《中國制造業2025》 《促進東北老工業基地創業創新發展打造競爭新優勢的實施意見》 《中德(沈陽)高端裝備制造產業園建設方案》等系列改革措施相繼出臺,為加快沈陽市智能裝備制造產業發展創造了良好的政策環境。長期以來,沈陽市擁有汽車及零部件、機械、石化、冶金、航空、電力電子等工業裝備的重要生產基地,機器人應用潛在市場巨大。沈陽市按照“創新驅動、應用先行、龍頭引領、全鏈布局、集群發展”的原則,確定在渾南區、鐵西區和沈北新區等三個區域建設機器人產業園區,打造以“智造、創新、人才、示范、金融”五大平臺為核心的產業生態圈,以實現工業機器人、特種機器人、服務機器人、智能物流、人工智能、物聯網、可穿戴設備、無人機、科技金融等新興業態有機成長。
數據統計,2016年1~10月,沈陽市工業機器人產業收入52億,工業機器人產業規模居全國首位。沈陽市在機器人領域的領軍企業沈陽新松機器人自動化股份有限公司入選2016年全球最具影響力50家智能機器人公司。沈陽市把智能機器人和智能裝備制造產業作為先導產業和支柱產業,重點支持、優先發展,不斷優化產品結構,創新產業戰略,達到涵蓋全部機器人產品的目標。
2016年以來,沈陽市先后推動了國家機器人檢測檢驗中心,沈陽機器人協同創新中心,沈陽機器人產業發展聯盟、機器人科學與工程學院等一批新型產業服務平臺的建設。在國家和地方政策的推動下,沈陽中德產業園、機器人與智能制造創新研究院、新松智慧產業園、機器人協同創新中心等一批重大項目紛紛啟動。目前,沈陽市智能機器人相關企業的創新成果已經得到了實際的應用。例如:沈陽自動化所自主研發的“海斗”號全深海自主遙控水下機器人和“海翼”號7 000 m 水下滑翔機成功應用;沈陽新松機器人研發了運動精度高、承載能力強的六軸并聯機器人;沈陽遠大智能高科推出了具有自主知識產權的智能感知工業機器人。
目前,沈陽市智能機器人產業所面臨的問題主要包括:
(1)智能機器人產業規模和影響力不足。沈陽市雖然擁有一批國內智能機器人領軍企業,但產業規模整體偏小,其生產的大部分機器人產品仍然以滿足國內中低端需求為主,國內高端智能制造業轉型升級過程中所需的工業機器人仍然依賴進口,導致沈陽市各類機器人品牌的國內、國際認知度較低。以2013年為例,沈陽市全年機器人產值2 000余臺,雖占國產機器人市場份額的20%以上,但在中國機器人市場份額尚不足5%,占全球機器人市場份額不足1.25%。
(2)機器人生產配套能力不強,尚未形成完整的本地產業鏈。在產業鏈條方面,核心部件伺服電機與驅動器、減速器存在短板;在產業配套方面,精密加工能力尚不能滿足本地市場需求,配套和采購大部分依靠南方城市進行,產業配套能力偏弱,尚未形成產業集群化發展態勢,關鍵零部件仍然依靠進口;在產能方面,相對于國際機器人巨頭企業年產約在 2 萬臺(套)的能力,產能急需提升。
(3)核心技術創新能力有待提升。沈陽市內的高校和研究院所的人才和技術優勢在智能機器人行業沒有得到實質轉化、應用和發揮,“產”“學”“研”“用”協同創新效應不明顯,在新一代機器人核心技術的研發中技術創新能力不足,難以占據智能機器人產業的制高點。此外,機器人產業投入不高,缺乏產業協調發展的專業組織機構,機器人研究成果市場融入度偏低等因素也影響和制約了沈陽市機器人產業的快速發展。
(1)加快智能機器人產業基地建設,擴大產業規模與品牌影響力。針對國內外機器人市場競爭形勢,沈陽應加快中德產業園和渾南機器人產業基地建設,扶持重點企業做大做強,擴大產業規模,切實增強本地配套能力,逐步形成產業規模及成本優勢。要鼓勵有條件的企事業單位搭建設計研發、檢驗檢測、人才培養等各種公共服務平臺,并積極利用互聯網開展面向全球的技術資源合作,通過并購等方式整合國際創新資源,促進智能設計、協同制造、網絡化實時服務等產業組織模式的創新。設立機器人產業發展專項資金,用于支持龍頭企業發展、重大項目建設等,對機器人創新能力、產業化能力建設項目等給予重點支持;對本地企業采購地產機器人給予一定的財稅補貼,激活機器人應用市場,可選擇沈陽地區具有代表性的汽車整車及零部件、數控機床、民用航空、電子電力、出版印刷等行業中的典型企業作為試點,完成機器人智能制造裝備對試點企業的全面改造升級,并逐步在全市同行業實現示范推廣,擴大品牌影響力。
(2)優化政策環境,打造本地智能機器人全產業鏈。針對智能機器人生產配套能力缺乏的問題,圍繞智能機器人產業鏈發展的關鍵點,整合本地資源,以渾南機器人產業基地為中心,逐步向周邊企業擴散的良好產業空間布局。扶持現有機器人整機、零部件和系統集成企業創新發展,培育一批在細分領域具有競爭優勢的創新性企業,重點發展工業機器人、移動機器人、清潔機器人、特種機器人、服務機器人五大系列機器人產品,形成以機器人關鍵功能部件和整機產品為核心,以焊接、搬運、噴涂、裝配等應用為方向、以機器人自動化生產線、機器人數字化車間成套設備和系統集成為重點的完整機器人產業鏈,逐步實現機器人生產、零部件配套、檢驗檢測、研發支撐、人才培養等功能的一體化,全方位滿足沈陽經濟轉型升級的需要。
(3)整合高水平研究資源,提升技術創新競爭力。針對智能機器人核心技術創新能力不足的問題,以相關高校和科研院所為創新主體,促進智能機器人企業的技術創新與業務創新。整合一批智能系統研發領域的重點企業,共同促進伺服電機驅動器的研發和生產;推動產業聯盟發展,促進機器人產業向協同創新方式演變。充分發揮中國科學院自動化研究所、東北大學等機構在智能控制與識別方面的技術優勢,為下一代機器人技術突破和成果轉化提供支撐。結合我國經濟結構調整和產業升級的大背景,以工業機器人、特種服務機器人等重大應用型機器人項目為創新重點,在加快自主知識產權機器人產品研發的同時,鼓勵機器人企業通過各種方式并購國際品牌,整合國際創新資源。