深圳市機器人產業發展模式與集聚特征研究

史昊天，黃春曉

（南京大學建筑與城市規劃學院，江蘇南京 210093）

進入21 世紀以來，在全球化浪潮和以信息技術為核心的新一輪科技革命的推動下，我國的經濟產業結構逐漸向以數字化、網路化、智能化為特點的工業4.0 方向轉型。人工智能正在對經濟社會發展與治理等方面產生重大深遠的影響，習近平總書記在致第三屆世界智能大會的賀信中指出［1］，中國高度重視創新發展，把新一代人工智能作為推動科技跨越發展、產業優化升級、生產力整體躍升的驅動力量。機器人是人工智能技術的集大成者，加快發展機器人產業是制造業高質量發展的重要方向。在新冠肺炎疫情為例的重大公共衛生事件中，機器人以其高效無休與零接觸的屬性，成為阻斷疫情傳播與促進企業復工復產的重要幫手。機器人與自動化進程提高了生產效率，重塑了工作性質，麥肯錫研究機構指出，至2030 年機器人可能將會取代全球8 億個工作崗位［2］。我國是全球第一大機器人市場，中國電子學會提出2019 年我國機器人市場規模達到86.8 億美元，2014—2019 年的平均增長率達到 20.9%［3］，隨著中國的產業智能化升級與疫情影響下對自動化生產的需要，機器人市場潛力得到充分激發，以機器人為代表的人工智能、智能制造產業必將成為中國復興經濟的重要引擎，促進“雙循環”新發展格局的形成。深圳市作為我國科技創新的橋頭堡，同時也是全國機器人產業鏈最為完整的城市之一，深圳市機器人產業的研究對我國“雙循環”經濟格局下城市新興產業的發展模式與規劃策略等具有重要意義。

1 文獻綜述

機器人及機器人產業的定義是一個不斷變化的過程，其概念脫胎于工業自動化并向智能化領域演進，從傳統的機械替代生產轉向機器人收集分析數據的人工智能階段。自2015 年有關國家政策從頂層設計角度提出機器人作為重點發展領域后，機器人的概念逐漸成型。本文采用深圳市機器人協會的定義，認為機器人是指基于現代傳感技術、網絡技術、自動化機制、人工智能等先進技術，具有感知、決策、執行等功能的產品、設備、儀器和成套系統的統稱［4］。機器人產業涵蓋了上至關鍵零部件下至機器人整機集成應用的多個方面，已并非能用獨立的特征將其區分。為明確研究對象，本文將機器人核心零部件生產、機器人操作系統與本體組裝、集成與應用等領域的生產廠商均視為機器人企業，進而分析其空間特征、發展模式與相互聯系。

機器人產業同高新技術產業一致，表現出區別于傳統制造產業的新空間特征與集聚模式。Bounds等［5］認為新興產業呈現在內城聚集的空間分布特征，對重構城市中心區有重要作用；廖志明［6］、吳豐林等［7］都對高新技術產業集群模式進行了探索，總結了多種產業集群模式與動力機制。區域創新與轉移是高新產業集群研究中的重要方面，王琛等［8］等對廣東電子信息產業集群的研究表明制度環境、創新投入與知識外溢影響了技術創新，劉煒等［9］認為產業集群間的非正式聯系是企業技術創新的重要基礎。產業集群與城市發展與城市空間結構變化緊密相關，卡斯泰爾［10］認為新的產業空間并不以固定的地理特征決定，而是由高新技術產業結構與其社會環境的相互關系決定；仇保興［11］認為產業集群是重現新型工業化與城鎮化良性互動的途徑之一；陸根堯等［12］、毛廣雄［13］均認為高新技術產業與城市化存在相互促進的互動機制，產業集聚通過要素集聚、產業結構優化升級等途徑促進城市化發展，城市化通過要素稟賦提升、基礎設施建設等途徑影響產業集聚。

上述高新技術產業的研究為機器人產業提供了參考，但目前針對機器人產業的直接研究仍處在初級階段。曲道奎［14］、方曉霞［15］對中國機器人產業發展現狀與問題進行了總結，認為我國機器人產業進入快速發展階段，產業體系基本形成，但與發達國家在技術水平、研發能力方面仍有較大差距?？萍紕撔率菣C器人產業發展的主要動力，王友發等［16］用專利地圖的分析法總結了機器人產業全球專利申請趨勢與布局特征，認為美國、日本是機器人技術的主導國家，中國缺乏關鍵核心技術；王茜等［17］分析了我國機器人領域的創新趨勢，發現在專利申請方面，研發機構申請比例高，機器人企業申請比例較小，需提高科研成果轉化率。在微觀層面，城市與區域的政策、經濟等發展要素與機器人產業息息相關，劉捷學［18］、逄淑偉［19］分別對深圳、沈陽的機器人產業發展及模式進行研究，均提出引導地方機器人產業發展的策略包括強化政策引導、培育產業服務平臺、推動產學研合作等；胡峰等［20］研究了長三角地區的區域產業政策，認為長三角機器人產業細化措施不足，建議保持政策工具使用的平衡性與匹配性，發揮機器人產業政策對技術研發的增量效應。

通過上述綜述研究發現，目前有關高新產業集群的研究已經取得一定的成果，但大多數研究停留在區域與城市的宏觀層面，對于城市內部產業集群的分布空間特征與發展模式的探索仍然較為缺乏。同時，機器人產業作為服務于高端制造業的新興產業，代表了未來工業智能化發展新方向，然而機器人產業相關研究一定程度上忽視了其相較于一般高新技術產業表現出的差異化特征，且并未能探尋在機器人產業影響下的城市發展模式變革。基于此，本文以深圳市為例，總結歸納深圳市機器人產業發展模式與集聚特征，進一步分析對城市發展的影響效應并提出相應發展策略，以期為各地機器人及其他新興產業發展提供寶貴經驗。

2 深圳市機器人產業空間演化特征

2.1 深圳市機器人產業發展歷程

深圳作為珠三角經濟區的核心城市，經歷了全球經濟一體化帶來的全球產業重組與轉移、生產國際化與智能化等外部環境變化。盡管直到2015 年機器人作為行業標準，深圳市的機器人產業卻已歷經了多年的發展，并且與深圳市改革開放與產業轉型進程息息相關，總體可分為早期工業化、全球化貿易、智能研發3 個階段，這3 個階段在產業發展動力、空間表現形式與在深圳的分布均表現出了差異化的特征，如圖1 所示。

圖1 深圳機器人產業發展歷程

2.1.1 早期工業化階段

20 世紀80 年代起，深圳的機器人產業始于“三來一補”（來料加工、來件裝配、來樣加工、補償貿易）模式的貿易，早期的機器人產業狹義上相似于以工業機械臂為特征的自動化產業。改革開放帶來了深圳市制造業的繁榮，也對機器人產生了巨大需求。因此本土機器人企業從事采購分銷工作，進口國外工業機器人整機或零件，再把機器人銷售其他制造業企業。此時的機器人產業主要分布在珠江入?？谘匕兜膶毎病⑸呖诘鹊貐^本土企業，航運交通、沿107 國道的公路交通以及鄰近制造業基地等因素對其分布產生了影響。

2.1.2 全球化貿易階段

2000 年起，受益于出口導向的宏觀經濟政策與深圳城市擴張需求，機器人產業開始加速發展。隨著人口紅利優勢下降與人力成本上升等因素，制造業企業對工業機器人需求進一步增加。此時深圳市的機器人產業發展呈現兩種不同的模式，一方面國外四大機器人企業（ABB、庫卡、安川、發那科）以其機器人高端產品與技術的領先壟斷了汽車、電子3C 等大型機器人需求市場，在深圳外資機器人企業主要以市場銷售為主，主要分布在福田區等商務中心；另一方面本土機器人產業開始從單純的零件進口、組裝模式向系統集成與研發方向轉變，本土機器人企業轉向個性化、柔性化方向的細分領域發展，涌現出一批細分領域龍頭企業。同時本土制造業也逐步重視智能制造領域，以華為、中興、騰訊等企業均開始設立人工智能部門，其供應鏈體系也為機器人產業帶來龐大的市場需求與發展動力。

2.1.3 智能研發階段

2010 年以來，建設深圳市先行示范區和增強粵港澳大灣區核心引擎的兩大戰略給了深圳市雙區定位，深圳市站在中國改革開放最前沿，高度重視全面創業環境改造和創新環境高質量發展，致力于打造為競爭力、創新力、影響力卓著的全球標桿城市。這一時期深圳機器人產業出現了新的發展模式，以留學歸國的高科技人才、高?？苿搱F隊為主體的研發型機器人企業在南山區等地大量成立。這類企業擺脫了既有模式的路徑依賴，通過自身的科技研發能力并借助深圳市的金融投資環境與高校實驗室設施設備，逐步占領了人工智能領域的市場。目前，深圳市在機器人上游的控制器、伺服電機、減速器三大核心零部件、中游的機器人本體和下游的系統集成均形成了較為完備的產業鏈。深圳的機器人產業發展逐漸加速，如圖2 所示，從2014 年至2019 年，深圳機器人產業企業數量由237 家增至757 家，產值增長由480 億元增長至1257 億元［4］。

圖2 近幾年深圳市機器人企業數量及產值變化

2.2 深圳市機器人產業空間特征分析

興趣點數據（Point of Interest,POI）具有信息量大、實時性強、準確度高等特點，有助于分析深圳機器人產業分布形態與特點。本文基于地理尺度下的深圳市域層面，利用高德數據平臺2019 年6 月機器人企業POI 數據，同時與深圳機器人年鑒數據、高交會企業名錄等相結合，綜合得出深圳市機器人企業基本信息與空間數據，利用ArcGIS 軟件總結深圳市機器人產業的空間分布特征。

2.2.1 深圳市機器人產業總體分布特征

機器人產業整體空間分布上呈現西密東疏狀態，西部寶安區、南山區、龍華區、龍崗區是機器人企業集聚區，分別占總量的31%、27%、17%、13%，東部地區是機器人企業稀疏區，主城羅湖、福田兩區是由密向疏的過渡區域。深圳機器人產業表現出明顯的多中心等級結構，集聚特征明顯且郊區化趨勢顯著。如圖3 所示。

圖3 2019 年深圳市機器人企業區域空間分布

結合各區的產業和經濟發展情況，機器人產業在各區的分布特征存在差異性。寶安區是深圳市制造業數量最多的區域，制造業集聚催化機器人產業的發展。南山區依托中國科學院深圳先進技術研究院、深圳市智能機器人研究院等機器人研究實力雄厚的科研機構以及南方科技大學、深圳大學、哈爾濱工業大學深圳校區等骨干高校，成為創新型機器人企業集聚區。龍崗區與龍華區是近年來機器人產業發展較快的兩個區。龍崗區是深圳市高新技術產業的主戰場和戰略性新興產業的集聚區，對機器人產業集聚有充足的政策與配套優勢。龍華區擁有富士康、華為等高新技術企業總部經濟集聚區和研發基地，在其周邊形成了綜合型機器人產業集群。羅湖區與福田區作為改革開放初期先行發展起來的區域，擁有華強北等成熟的3C 電子市場、珠寶、服裝等傳統產業集聚區，為機器人產業提供了豐富的應用場景，因此也吸引了部分機器人企業集聚。

2.2.2 機器人產業分布影響因素

產業園區、商務辦公樓與產學研基地是機器人產業集聚的主要空間載體。以產業園區為載體的企業主要集聚在原經濟特區“關外”區域，即寶安、龍崗、龍華等區域；商務辦公樓為空間載體的機器人企業分布在羅湖區、福田區，沿深南大道等交通干線向東、西兩向蔓延。同時機器人企業存在圍繞企業研發中心、高校與研發周邊分布的特征，共同構成以產學研基地為依托的空間載體，主要以南山區粵海街道為中心，沿深圳灣以折字型連片蔓延。將《深圳市產業空間布局規劃》劃定的19 個產業園區、9 個中心區以及高校科研機構1km 范圍區域與機器人企業分布做空間疊合分析，發現分布在產業園區的企業占25%，中心區企業占28%，高?？蒲袡C構周邊的企業占14%，共68.3%的機器人企業分布在上述三類區域中，33%的機器人企業則分布在其他區域。如圖4 所示。

圖4 2019 年各空間載體的機器人企業占比

結合調研訪談與上述空間分析揭示出，深圳機器人產業空間分布表現出與制造業和生產性服務業空間分布相似的雙重特征。其集聚原因可以歸納為兩方面，一方面機器人產業在其關鍵零部件如控制器、伺服系統等領域的產品生產仍然屬于傳統制造的范疇，因此向產業園區集中發展，共享配套設施；另一方面研發型機器人企業涉及到芯片設計、機器人系統集成等方面，主要服務于汽車、3C 等制造業的集中化生產，表現出生產性服務業空間分布特征。

3 深圳市機器人空間產業集聚模式

世界經濟格局向全球化、信息化、網絡化的方向轉變，盡管信息技術的進步打破了城市發展中空間距離的限制，產業地理鄰近性仍然能通過促進知識流動與降低交易成本帶來集聚優勢，機器人產業保持了對空間集聚的需要。與傳統產業不同的是，機器人產業更注重于創新資源、資金支撐等要素，更傾向于采用產學研密切協作的技術創新機制、創業人才集聚機制、開放創新的文化氛圍、風險投資機制、政府政策支持等方式相結合的創新驅動型集聚模式。應當看出，機器人產業作為創新與傳統制造并存的復合型產業，基于新經濟生產方式的根植性和柔性專業化特點，呈現“整體分散、優勢集中”空間分布格局特點，同時形成了具有辨識性的空間組織方式，如圖5 所示，機器人產業表現出園區型、綜合型和創新型3 種差異化集聚模式。在谷歌地圖上選取這3 類機器人產業典型分布地區，并繪制建筑圖底關系，如圖6 所示，可以看出其表現出了顯著的差異性。

圖5 機器人產業的空間集聚模式機制

圖6 機器人產業三類集聚形態

3.1 布局城市郊區的園區型集聚

產業園區形式的產業集聚，是機器人產業的一項重要特征。成本因素成為機器人產業向園區集聚的動力，形成了產業園區型組織模式，如圖7。在這類產業集聚模式中，園區經營方、土地供應方、機器人企業、政府等主體形成了相互合作、相互促進的關系。

圖7 園區型機器人產業集聚機制分析

機器人產業園區、科學城主要分布于城市郊區，擁有充分的土地發展空間與政府更為強烈的發展意愿，形成突出的地租優勢與政策優勢，成為機器人產業集聚的動力。機器人產業園區通常為郊區的村集體土地，園區經營方在與村委會對接時能有更大的議價空間，同時產業園區的發展也能為當地帶來發展動力。機器人產業園區通過提供商務接待、創新培訓、行業交流等各種服務，以及完善的生活服務設施、研發設施等吸引機器人企業入駐，在園區中形成了完整的上下游產業集群，以競合機制促進產業發展。同時產業園區能夠整合風險投資機構、商業銀行、律師業、會計師事務所、行業協會等生產性服務業，為之提供交互式創新的適應集群特性的專業服務。

空間上機器人產業主要分布在產業園區內部，充分利用產業園區提供的服務與設施。如圖8 所示，機器人產業園區內部多以聯排式廠房的形式作為其生產空間，并且包括了園區物業與管理、眾創空間、生活設施、商業服務等功能。產業園區對中小機器人企業進行培育和扶植，提高機器人企業創業成功率，并且為機器人企業提供了創新培訓、風險投資和商務接待等服務。以深圳寶安區全至科技創新園為例，全至科技創新園配置有食堂、公共會議室、眾創空間、生活藝術館、書吧、商業街等辦公生活配套設施，同時打造園區產業生態圈，設置工業4.0產業聯盟、3D 打印應用中心、智能制造培訓基地等功能區，對企業健康快速發展起到了助推作用。

圖8 園區型機器人產業空間集聚形式

3.2 依托現代制造業的綜合型集聚

在國際競爭日益激烈的環境下，制造業產業結構調整和升級擁有迫切需求。機器人產業發展以現代制造業轉型升級為依托，在制造業密集區周邊形成與之配套的綜合化集聚區。同類型產業的空間集聚能有效降低交易與生產成本，促進更加專業化的企業與勞動分工。機器人企業自發或是由政府推動建立產業聯盟的組織模式，主要通過一些擁有技術研發積累和成果轉化經驗的深圳機器人龍頭企業與下游大型應用企業發起，與政府建立廣泛的合作關系，積極打造技術協作服務共享平臺，吸引中小微企業和創意團隊加入，如圖9 所示。產業聯盟重點加強技術服務、生產服務和市場服務功能，提供機器人生產研發服務，并建立包括政策引導、風險共擔、創新共享等創新創業扶持機制。機器人產業聯盟拓展了產業集群的組織空間，積極打造技術協作服務信息共享平臺，加強機器人產業不同企業行為主體之間的網絡化聯系或者合作。

圖9 綜合型機器人產業集聚機制分析

如圖10 所示，綜合型集聚空間形式上表現為在龍頭企業生產園區與研發基地周邊集聚的數量多、規模小機器人企業，以滿足制造業外包生產服務的需求，在其周邊集聚了針對機器人產業聯盟的生產性服務業與商業空間。集聚區域的產業生態豐富，涵蓋機器人上下游產業鏈、生產性服務業等，創造產業互補優勢降低企業間溝通成本。如深圳龍崗、龍華等地區富士康、華為、比亞迪等大型制造業企業的生產部門周邊吸引了機器人企業的集聚。

圖10 綜合型機器人產業空間集聚形式

3.3 結合科研機構的創新型集聚

如圖11 所示，機器人產業受到創新要素驅動，與高校、科研機構等創新主體緊密合作，形成了產學研密切協作的創新型集聚模式。機器人產業通過政府的引導與良好基礎設施的保障，基于產學研合作平臺中知識和產品的產生、轉移與共享，企業與相關機構間的合作互動形成良好的創新網絡，營造出知識擴散、相互學習的創新環境。深圳市機器人企業表現出鄰近大學、研究機構的特征，深圳大學城等創新資源集聚的粵海街道、西麗街道也成為機器人產業密集區。

圖11 創新型機器人產業集聚機制分析

如圖12 所示，機器人產業與高校、科研機構在空間上同樣形成了緊密的聯系，享受穩定的人才供應與創新溢出等優勢，充分利用高校機構的高端科研實驗設施，發揮研發部門、產學研眾創空間、人才中心與服務設施四大空間功能，同時高品質的休閑公共空間滿足了機器人產業與高校、科研機構所需的商業服務與休閑娛樂等需求，商務會展設施則滿足了機器人產業所需的展示、交流、銷售等需要。進一步地，深圳機器人企業積極與京津冀、長三角等地的高校和研究院所建立研發合作關系，引入外部創新資源。

圖12 創新型機器人產業空間集聚形式

4 機器人產業對城市影響效應

城市空間形態與產業集群存在相互作用，以科技進步為基礎的產業活動空間在城市整體空間格局中逐漸占有了支配的地位，產業空間發展促進了城市空間系統的結構演變?，F代城市空間結構的轉型為機器人產業集聚與發展提供了豐富的人力資源、技術支持、服務支撐等資源要素。機器人產業集聚促進了城市產業優化升級，“機器代人”對企業生產效率、勞動力就業帶來較大影響，機器人產業帶來的企業創新變革，推動城市結構與產業空間的適應性調整。

4.1 機器人產業促進城市空間結構與產業結構調整

機器人產業為城市資源稟賦條件帶來變化，使城市化的驅動力從要素驅動轉變為創新技術驅動，提升了科技與創新要素在區域資源配置過程中的影響力，將催生新的區位選擇邏輯與空間利用方式。機器人產業改變了區域間要素流動格局，傳統的依賴自然資源、資本和密集勞動力等資源配置方式發生了變化，推動科技人才、科研機構與技術型企業向相關區域有序流動。機器人產業在大都市邊緣區推動城市化有序擴展產生新增長極，促進高端制造業的產業鏈條延伸，形成綠色、多樣化的開放式城區。而在大都市中心區則推動產業功能向高端化發展，促進了高?？蒲袡C構、互補性的生產性服務業等產業空間高效混合利用。

另一方面機器人產業集合了研發、系統裝配、制造業生產等多方面領域，能夠加速以機器人為核心專業化的產業服務平臺建設，進一步整合集聚相關上下游產業。機器人產業的崛起進一步推動制造業自動化、智能化升級，導致傳統產業的衰退和淘汰，引發存量產業空間低效閑置與再利用的過程，加速了產業功能的置換和轉移。在微觀層面，機器人企業能夠在垂直的空間中集成多種企業合作模式與上下游產業鏈，形成“工業上樓”的新型科創園產業空間形態。

4.2 機器人產業促進勞動力結構優化與空間品質提升

制造業的自動化升級減少了低技能勞動力的需求，同時也催生人機協作操作員、系統工程師等新職業的需求。機器人產業所需要的技術創新型人才對創新空間與設施提出了新的質量和分布的要求，體現了更多的生活指向性。機器人產業增加了工作空間和時間的松散性需求，以匹配柔性化生產、靈活的工作模式與機動性的更高要求。創新人才需要更加混合緊湊的工作、生活空間，對生活空間的選擇要求與工作空間交互又能保證一定的獨立性，成為影響創新人才空間選擇的影響要素之一。工作空間以高品質的公共空間為中心，咖啡館、酒吧、圖書館和餐飲等“第三空間”提供了交換信息的場所。

5 機器人產業發展策略與應對

目前，在人工智能引領的新一輪科技革命和產業革命的背景下，全國各地政府越來越重視以機器人產業為代表的新興科技產業發展，借此占領科技高地，提升本地創新創造能力，促進經濟發展轉型。從國內外經驗來看，機器人產業率先在美國、日本等創新能力強，制造業產業完善的國家和地區出現，機器人產業發展取決于市場培育和市場空間，機器人產業生態對其扎根環境提出了較高的要求。因此機器人產業并非在任何城市均能夠有良好的發展前景和相關的規劃響應，其規劃管控策略引導應緊密結合對應城市的經濟、產業、人才要素。

為良好引導機器人產業發展，地方政府應首先精準定位產業鏈布局策略，強化全產業鏈建設，塑造產業創新業態，充分激活本地機器人產業市場。同時加強行業推廣支持產業載體建設，出臺機器人專項產業發展規劃及扶持政策，對于優秀企業給予獎勵、補貼和信貸保障等支持。支持多種形式的專業園區載體建設，構建產學研一體化發展平臺，一方面形成產業集聚效應，整合優化本土機器人企業的技術創新、市場資源等優勢，提升品牌競爭實力；另一方面增加政府、企業、科研機構之間的互動，發揮服務平臺優勢，推進體驗中心、培訓中心、檢測中心等公共服務平臺建設，提高核心技術研發能力。

6 結論與討論

機器人產業是發展先進制造業的關鍵支撐，助推城市向智能化、創新化轉型升級，深圳市的機器人產業具有發展領先、規模巨大、類型多元等優勢。本文運用企業層面數據與問卷訪談數據，通過GIS空間分析等方法研究深圳機器人產業發展與空間集聚特征、影響因素，并總結其集聚模式，得出以下結論：

（1）深圳市機器人產業伴隨改革開放進程形成了3 個發展階段，在空間分布上向寶安區、南山區、龍崗區與龍華區集聚，形成明顯的多中心等級結構。機器人產業既涉及到零部件生產又包括了為制造業提供系統集成服務的功能，因此擁有相似于制造業與生產性服務業的雙重空間特征，其空間載體包含了科技園區、產學研基地與商務樓。

（2）機器人產業更注重創新資源、金融服務等要素，呈現出園區型、綜合型和創新型3 種集聚模式。園區型集聚以產業園區為載體，充分利用其設施與服務，綜合型集聚則分布于制造業密集區，內部形成了產業聯盟的組織形式，創新型集聚利用產學研結合的模式，推動機器人企業創新研發與成果轉化。

（3）機器人產業相較于一般的高新技術產業，其產業特殊性更是影響了城市發展方向與空間結構模式。一方面，機器人產業推動為城市資源稟賦條件帶來變化，促使城市化的驅動力轉變為創新技術驅動。另一方面，“機器代人”助推制造業升級，改變了勞動力結構，進而促進了城市功能的重組與新型城市產業創新空間的形成。

在當下的世界因疫情等因素阻礙全球化進程、國內致力形成雙循環經濟體系的背景下，機器人產業促進了經濟高質量聯動發展，成為城市與區域經濟增長的新引擎。作為新興科技產業，機器人產業對于城市發展的影響研究是我國以往城市治理與規劃實踐中所缺少的，相關研究仍需在實踐中繼續探索。