工業機器人國際產業格局

劉思瑋

作為“制造業皇冠上的明珠”，工業機器人已成為世界各國推動新一輪工業革命的主力軍。日本、德國等發達國家憑借雄厚的制造業基礎、政策的扶持等，占據了全球機器人產業霸主地位。與此同時，他們居安思危，圍繞下一代機器人、市場新應用等連續提出新計劃、新戰略，提前研判、率先布局。日本、德國發展工業機器人產業的經驗和戰略對我國極具借鑒意義。

日、德的工業機器人制造及應用水平均全球領先

從工業機器人的核心技術來看，目前高端的工業機器人被德國、日本包攬。關鍵零部件的研發技術，包括減速機、伺服電機方面，日本處于領先地位，而在原材料、本體零部件和操作系統，德國更有優勢。與德國、日本相比，國產機器人的技術水平還有很大差距。例如，機器人的發展歷史從技術的角度可以分為三個階段：第一代叫做示教再現機器人;第二代是結合了感知技術的機器人;第三代是認知機器人。目前國產機器人只能達到第二代，而日本、德國的機器人已經能夠做到第三代，能深度學習，并不斷調整自己的行為。

從工業機器人制造企業來看，日本的發那科（FANUC）、安川電機（YASKAWA）、德國的庫卡（KUKA）和瑞士的ABB是全球主要的工業機器人供應商，被稱為“四大家族”，占據全球約50%的市場份額，更是占據了我國70%左右的市場份額，幾乎壟斷了機器人高階領域。“四大家族”在各個技術領域內各有所長，安川電機的核心領域是伺服系統和運動控制器，發那科的核心是數控系統，庫卡的核心是控制系統和機械本體，ABB的核心領域是控制系統。

從工業機器人的市場應用來看，工業機器人密度（每萬名工人使用工業機器人數量）是衡量一個國家制造業自動化發展程度的標準之一，國際機器人聯合會（IFR）發布的最新報告顯示，2016年，世界上自動化程度最高的國家是韓國（631臺/萬人），排在2-5位的國家分別是新加坡、德國、日本、瑞典。而我國僅為68臺/萬人，還不到全球平均水平（74臺/萬人）。不過，中國電子學會組織編制的《中國機器人產業發展報告2018》顯示，僅時隔一年，即2017年我國的工業機器人密度已達88臺/萬人，首次超過了全球平均水平。但與先進國家相比，我國工業機器人密度還很低。限制應用普及的主要原因是什么呢？大范圍的普及應用前提是可以接受的成本以及易操作的屬性、穩定且旺盛的市場需求。隨著人口紅利的消失，中國市場需求旺盛，自2013年開始至今，中國就是全球工業機器人第一大市場。另一方面，缺乏自主知識產權和薄弱的核心技術使得關鍵零部件只能依賴于進口。據悉，我國75%的精密減速器從日本進口，伺服電機和驅動超過80%依賴進口。以RV40E減速器（減速比105）為例，日本賣給中國是7500元/個，而同樣的產品賣給歐美國家，僅2000-3000元/個，價格只有賣給中國的1/3左右。

日、德工業機器人的崛起：勞動力短缺、下游需求旺盛、政府扶持

機器人由美國發明，卻在日本發揚光大。1967年日本川崎重工業公司首先從美國引進了機器人及技術，并于1968年試制出第一臺日本產Unimate機器人。上世紀60年代末日本處于高速經濟發展時期，勞動力嚴重不足，工業機器人在日本被國內企業視作救世主。隨著以機械、電子、汽車為代表的制造業崛起，工業機器人在這些優勢產業中得以大規模推廣。1980年是日本的“機器人普及元年”，工業機器人逐步從上述產業推廣到其他制造業領域。憑借良好的軍工基礎，經過模仿、消化、吸收和創新，加上具有國際競爭力的汽車、機械、電子產業等的企業使用者嚴苛的要求磨練，以及銷售實績與專門技能的累積，日本機器人快速崛起，成為全球領導者。

日本機器人產業的快速發展，與政府扶持亦密不可分。早在20世紀70年代初，日本政府就出臺了一系列針對工業機器人的扶持政策，政策可以分為兩類：一類是促進應用普及的政策，重點集中在產業應用環節中的制度構建及規范，例如1971年出臺了《機電法》，1978年出臺了《機情法》，進行了機器人產業相關的行業應用標準制定，20世紀80年代，伴隨“財政投融資租賃制度”出臺，由日本財政省、日本開發銀行牽頭的24家工業機器人制造商及多家保險公司共同出資，成立了“日本機器人租賃公司”，日本地方政府則出資成立合作基金，開始面向各類中小企業提供機器人設備的租賃及貸款，極大地推動了工業機器人的應用普及;另一類則是針對企業研發，利用稅收補助、項目設立等形式進行政策支持。例如1985年出臺的《高技術稅制》規定，扣除企業研究開發所得稅7%的稅額，用于補貼高性能工業機器人領域的技術研究。

進入21世紀以來，日本政府更加重視工業機器人產業的發展。2002年，日本經產省開始實施《21世紀機器人挑戰計劃》，將機器人產業作為高端產業加以扶持。2004年，日本經產省推出《面向新的產業結構報告》，將機器人列為重點產業，2005年，《新興產業促進戰略》再次將機器人列為七大新興產業之一。2006-2010年間，日本政府每年投入1000萬美元用于攻克服務機器人的關鍵技術。此后，日本政府借助各類產業政策扶持機器人產業發展成為常態。

雖然德國稍晚于日本引進工業機器人，但與日本類似，二戰后勞動力短缺，加上本國制造業基礎良好、國民技術水平高，極大地促進了工業機器人的發展。德國工業機器人的普及也離不開政府積極與強勢的行政手段。例如，德國政府在20世紀70年代中后期便開始推行一項名為“改善勞動條件計劃”的政策，強制規定部分有毒、有害、有危險的工作崗位必須以機器人來代替人工，以行政手段將機器人的應用真正推向市場。1985年德國政府提出了要向高級的、有感知的智能機器人領域進軍的計劃。此后，機器人開始進入德國的各個產業。除了應用于汽車、電子等技術密集型產業外，工業機器人還廣泛滲透到了塑料、橡膠、冶金、食品、包裝等傳統產業。在德國傳統產業轉型升級的過程中，機器人有效地降低了生產成本，提高了產品質量。

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