展前景分析美、日、德、韓、中 五國(guó)機(jī)器人發(fā)展升級(jí)大對(duì)比國(guó)內(nèi)鍛

    機(jī)器人的研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人主要制造商和紛紛加緊布，擴(kuò)大市場(chǎng)宣傳，搶占技術(shù)和市場(chǎng)制高點(diǎn)。本文將介紹“機(jī)器人”的五個(gè)特征，國(guó)內(nèi)鍛壓機(jī)行業(yè)需要把握機(jī)遇，同時(shí)對(duì)比五國(guó)機(jī)器人轉(zhuǎn)型發(fā)展的特征。
    機(jī)器人的研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人主要制造商和紛紛加緊布，從提高品質(zhì)品牌效應(yīng)方面，搶占技術(shù)和市場(chǎng)制高點(diǎn)。今明兩年將成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)，從生產(chǎn)型向生產(chǎn)服務(wù)型轉(zhuǎn)變，需要在這一競(jìng)爭(zhēng)中審時(shí)度勢(shì)、全盤(pán)考慮、抓緊謀劃、扎實(shí)推進(jìn)。
    “機(jī)器人”不是一場(chǎng)獨(dú)立的，發(fā)展鍛壓機(jī)高端自動(dòng)化產(chǎn)品，而是以數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的第三次工業(yè)的有機(jī)組成分。“機(jī)器人”從根本上克服了傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)方式下產(chǎn)品成本和產(chǎn)品多樣性之間的沖突，站穩(wěn)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，從而推動(dòng)了從線(xiàn)性產(chǎn)品流程向并行產(chǎn)品流程的轉(zhuǎn)變，繼而向國(guó)際市場(chǎng)邁進(jìn)。 隨著我國(guó)汽車(chē)、高鐵、風(fēng)電、輕工等行業(yè)迅猛發(fā)展，使工業(yè)產(chǎn)品性能顯著改善、產(chǎn)品功能極大豐富和產(chǎn)品周期大幅縮減。
    從整體上看，鍛壓機(jī)制件需求量和產(chǎn)量日益增加。鍛造業(yè)對(duì)高精密鍛壓機(jī)的需求迫切，“機(jī)器人”具有如下特征：
    第一，帶來(lái)了鍛壓機(jī)空前的發(fā)展機(jī)遇。 一、鍛壓機(jī)市場(chǎng)分析 （1）當(dāng)前鍛壓機(jī)行業(yè)市場(chǎng)概況隨著我國(guó)鍛壓機(jī)、冷鐓材料及模具水平的提升，智能化成為新一代機(jī)器人的核心特征。裝配傳感器和具備人工智能的機(jī)器人能自動(dòng)識(shí)別環(huán)境變化，鐓鍛件廣泛用于汽車(chē)、交通、家電、電力等行業(yè)，從而減少對(duì)人的依賴(lài)。未來(lái)的無(wú)人工廠(chǎng)能根據(jù)訂單要求自動(dòng)規(guī)劃生產(chǎn)流程和工藝，大量使用鐓鍛設(shè)備制造大批量精密零件成為必然發(fā)展趨勢(shì)，在無(wú)人參與的情況下完成生產(chǎn)。
    第二，鍛壓機(jī)市場(chǎng)總體向好。 2007年，高速網(wǎng)絡(luò)和云存儲(chǔ)使機(jī)器人成為物聯(lián)網(wǎng)的終端和結(jié)點(diǎn)。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)緊固件產(chǎn)量達(dá)525萬(wàn)t，工業(yè)機(jī)器人將更有效地接入網(wǎng)絡(luò)，成為世界緊固件生產(chǎn)第國(guó)，組成更大的生產(chǎn)系統(tǒng)，并連續(xù)多年穩(wěn)居全球第一，多臺(tái)機(jī)器人協(xié)同實(shí)現(xiàn)一套生產(chǎn)解決方案成為可能；服務(wù)機(jī)器人和家庭機(jī)器人也能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；多臺(tái)機(jī)器人之間的協(xié)作能提供流程更多、操作更復(fù)雜的服務(wù)。
    第三，在全球緊固件工業(yè)中占據(jù)舉足輕重的地位。預(yù)計(jì)到2015年末全國(guó)緊固件行業(yè)總產(chǎn)量將達(dá)750萬(wàn)～800萬(wàn)t。我國(guó)同時(shí)也是緊固件出口大國(guó)，機(jī)器人生產(chǎn)成本快速下降。在工業(yè)領(lǐng)域，產(chǎn)量50%左右用于出口，機(jī)器人的技術(shù)和工藝日益成熟，包括歐盟、美國(guó)、歐洲等，性?xún)r(jià)比不斷提高，十二五期間年平均出口增長(zhǎng)率為8%～10%，機(jī)器人初期投資相對(duì)于傳統(tǒng)專(zhuān)用設(shè)備的價(jià)格差不斷縮小。雖然在功率和速度上與傳統(tǒng)裝備還存在差距，到2015年全行業(yè)出口額將達(dá)到300億元。但出口緊固件仍以中、低強(qiáng)度緊固件為主，但機(jī)器人在精細(xì)化、柔性化、智能化和信息化方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，因此在個(gè)性化程度較高、工藝和流程繁瑣的產(chǎn)品制造中替代傳統(tǒng)專(zhuān)用設(shè)備具有更高的經(jīng)濟(jì)效率。成本的下降也使得機(jī)器人逐漸步入辦公室和家庭。
    第四，機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。機(jī)器人最初應(yīng)用于模塊化程度較高的汽車(chē)、電子產(chǎn)業(yè)，隨著智能化水平的提高，以及能完成更多的復(fù)雜動(dòng)作，紡織、化工、食品行業(yè)也大量使用機(jī)器人。隨著技術(shù)的不斷成熟和勞動(dòng)力成本提高，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用將擴(kuò)展至整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。
    第五，人機(jī)關(guān)系發(fā)生深刻轉(zhuǎn)變。一方面，計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和平臺(tái)化，未來(lái)可以通過(guò)包括手機(jī)在內(nèi)的不同端口對(duì)機(jī)器人發(fā)送指令。另一方面，人與機(jī)器人相互協(xié)作完成某一目標(biāo)成為趨勢(shì)。技術(shù)成熟將增強(qiáng)人對(duì)機(jī)器人的信任，人與機(jī)器人之間的協(xié)作關(guān)系將進(jìn)一步增強(qiáng)。
    美國(guó)――引領(lǐng)智能化浪潮，明確提出以發(fā)展工業(yè)機(jī)器人提振制造業(yè)2011年6月，奧巴馬宣布啟動(dòng)《先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃》，明確提出通過(guò)發(fā)展工業(yè)機(jī)器人提振美國(guó)制造業(yè)。根據(jù)該計(jì)劃，美國(guó)將投資28億美元，重點(diǎn)基于移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的第三代智能機(jī)器人。世界技術(shù)評(píng)估中心的數(shù)據(jù)顯示，目前美國(guó)在工業(yè)機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)方面處于全球領(lǐng)先地位；其技術(shù)的全面性、精確性、適應(yīng)性均超過(guò)他國(guó)，機(jī)器人語(yǔ)言研究水平更高居世界之首。這些技術(shù)與其固有的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢(shì)融合，為機(jī)器人智能化奠定了先進(jìn)、可靠的基礎(chǔ)。
    以智能化為主要方向，美國(guó)企業(yè)一方面加大對(duì)新材料的研發(fā)力度，力爭(zhēng)大幅降低機(jī)器人自重與負(fù)載比，一方面加快發(fā)展視覺(jué)、觸覺(jué)等人工智能技術(shù)，如視覺(jué)裝配的控制和導(dǎo)航。隨著智能制造時(shí)代的到來(lái)，美國(guó)有足夠的潛力反超日本和歐洲。值得注意的是，以谷歌為代表的美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)公司也開(kāi)始進(jìn)軍機(jī)器人領(lǐng)域，試圖融合虛擬網(wǎng)絡(luò)能力和現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)能力，推動(dòng)機(jī)器人的智能化。谷歌在2013年強(qiáng)勢(shì)收購(gòu)多家科技公司，已初步實(shí)現(xiàn)在視覺(jué)系統(tǒng)、強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)與手臂、人機(jī)交互、滾輪與移動(dòng)裝置等多個(gè)智能機(jī)器人關(guān)鍵領(lǐng)域的業(yè)務(wù)署。若其機(jī)器人門(mén)能按照“組織全球信息”的目標(biāo)持續(xù)成長(zhǎng)，未來(lái)谷歌既可以進(jìn)入迅速成長(zhǎng)的智能工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，又能從機(jī)器人應(yīng)用中獲取巨量信息來(lái)反哺其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
    日本――產(chǎn)業(yè)體系配套完備，大力推動(dòng)應(yīng)用普及和技術(shù)突破
目前，發(fā)那科、安川為代表的日系工業(yè)機(jī)器人與歐美系工業(yè)機(jī)器人可以分庭抗禮。2012年，受益于下游汽車(chē)產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求大幅增長(zhǎng)，日本再次成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，工業(yè)機(jī)器人密度高達(dá)332臺(tái)/萬(wàn)人，為全球。日本工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于完備的配套產(chǎn)業(yè)體系，在控制器、傳感器、減速機(jī)、伺服電機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)等關(guān)鍵零件方面，均具備較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有力推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人朝著微型化、輕量化、網(wǎng)絡(luò)化、仿人化和廉價(jià)化的方向發(fā)展。近年來(lái)，還呈現(xiàn)出以工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，并重點(diǎn)發(fā)展醫(yī)療/護(hù)理機(jī)器人和救災(zāi)機(jī)器人來(lái)應(yīng)對(duì)人口老齡化和自然災(zāi)害等問(wèn)題。
     日本在其中發(fā)揮著重要作用。正式于1972年的日本機(jī)器人工業(yè)會(huì)也發(fā)揮著重要作用。該組織以鼓勵(lì)研究與、爭(zhēng)取政策支持、主辦博覽會(huì)等方式推廣普及工業(yè)機(jī)器人。進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，日本更加重視對(duì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2002年，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)開(kāi)始實(shí)施“21世紀(jì)機(jī)器人挑戰(zhàn)計(jì)劃”，將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為高端產(chǎn)業(yè)加以扶持。2004年，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)推行的“面向新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)報(bào)告”將機(jī)器人列為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，2005年的“新興產(chǎn)業(yè)促進(jìn)”再次將機(jī)器人列為新興產(chǎn)業(yè)之一。此后，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)借助各類(lèi)產(chǎn)業(yè)政策扶持機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成為常態(tài)。日本總務(wù)、文科學(xué)、國(guó)土交通等門(mén)積極實(shí)施機(jī)器人相關(guān)項(xiàng)目，并通過(guò)舉辦“機(jī)器人獎(jiǎng)”“機(jī)器人競(jìng)賽”等社會(huì)活動(dòng)，推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
    德國(guó)――帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)，資助人機(jī)交互技術(shù)及軟件
雖然德國(guó)稍晚于日本引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人，但與日本類(lèi)似，二戰(zhàn)后勞動(dòng)力短缺和提升制造業(yè)工藝技術(shù)水平的要求，極大地促進(jìn)了德國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。除了應(yīng)用于汽車(chē)、電子等技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)外，德國(guó)工業(yè)機(jī)器人還廣泛裝備于包括塑料、橡膠、冶金、食品、包裝、木材、家具和紡織在內(nèi)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，積極帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)。2011年，德國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量創(chuàng)歷史新高，并保持歐洲最大多用途工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的地位，工業(yè)機(jī)器人密度達(dá)147臺(tái)/萬(wàn)人。
    德國(guó)在工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的初級(jí)階段發(fā)揮著重要作用，其后，產(chǎn)業(yè)需求引領(lǐng)工業(yè)機(jī)器人向智能化、輕量化、靈活化和高能效化方向發(fā)展。20世紀(jì)70年代中后期，德國(guó)在推行“改善勞動(dòng)條件計(jì)劃”中，強(qiáng)制規(guī)定分有危險(xiǎn)、有毒、有害的工作崗位必須以機(jī)器人來(lái)代替人工，為機(jī)器人的應(yīng)用開(kāi)啟了初始市場(chǎng)。1985年，德國(guó)開(kāi)始向智能機(jī)器人領(lǐng)域進(jìn)軍，經(jīng)過(guò)10年努力，以庫(kù)卡為代表的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)占據(jù)全球領(lǐng)先地位。2012年，德國(guó)推行了以“智能工廠(chǎng)”為重心的“工業(yè)4.0計(jì)劃”，工業(yè)機(jī)器人推動(dòng)生產(chǎn)制造向靈活化和個(gè)性化方向轉(zhuǎn)型。依此計(jì)劃，通過(guò)智能人機(jī)交互傳感器，人類(lèi)可借助物聯(lián)網(wǎng)對(duì)下一代工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。這種機(jī)器人還將具備生產(chǎn)間隙的“網(wǎng)絡(luò)喚醒模式”，以解決使用中的高能耗問(wèn)題，促進(jìn)制造業(yè)的綠色升級(jí)。目前，德國(guó)聯(lián)邦教育及研究已開(kāi)始資助人機(jī)互動(dòng)技術(shù)和軟件的研究。
    韓國(guó)――使用密度全球第一，多項(xiàng)政策支持第三代智能機(jī)器人的研發(fā)
20世紀(jì)90年代初，韓國(guó)為應(yīng)對(duì)本國(guó)汽車(chē)、電子產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的爆發(fā)性需求，以“市場(chǎng)換技術(shù)”，通過(guò)現(xiàn)代集團(tuán)引進(jìn)日本發(fā)那科，全面學(xué)后者技術(shù)，到本世紀(jì)大致建成了韓國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系。2000年后，韓國(guó)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入第二輪高速增長(zhǎng)期。2001年至2011年間，韓國(guó)機(jī)器人裝機(jī)總量年均增速高達(dá)11.7%。國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，2012年，韓國(guó)的工業(yè)機(jī)器人使用密度為世界第一，每萬(wàn)名工人擁有347臺(tái)機(jī)器人，遠(yuǎn)高于58臺(tái)的全球平均水平。
    目前，韓國(guó)的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)商已占全球5%左右的市場(chǎng)份額?，F(xiàn)代重工已可供應(yīng)焊接、搬運(yùn)、密封、碼垛、沖壓、打磨、上下料等領(lǐng)域的機(jī)器人，大量應(yīng)用于汽車(chē)、電子、通信產(chǎn)業(yè)，大大提高了韓國(guó)工業(yè)機(jī)器人的自給率。但整體而言，韓國(guó)技術(shù)仍與日本、歐洲等領(lǐng)先存在較大差距。
    韓國(guó)近年來(lái)陸續(xù)發(fā)布多項(xiàng)政策，旨在扶植第三代智能機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用。2003年，產(chǎn)業(yè)資源公布了韓國(guó)“未來(lái)成長(zhǎng)動(dòng)力產(chǎn)業(yè)”，其中就包括智能工業(yè)機(jī)器人；2008年9月，《智能機(jī)器人與普及促進(jìn)法》正式實(shí)施；2009年4月，發(fā)布《第一次智能機(jī)器人基本計(jì)劃》，計(jì)劃在2013年前向包括工業(yè)機(jī)器人在內(nèi)的五個(gè)機(jī)器人研究方向投入1萬(wàn)億韓元（約合61.16億元），力爭(zhēng)使韓國(guó)在2018年成為全球機(jī)器人主導(dǎo)；2012年10月，《機(jī)器人未來(lái)戰(zhàn)網(wǎng)2022》公布，其政策焦點(diǎn)為支持韓國(guó)企業(yè)進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)，搶占智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的先機(jī)。
    ――面臨核心技術(shù)被發(fā)達(dá)控制等挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)空間巨大
    首先，在機(jī)器人領(lǐng)域的分技術(shù)已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。機(jī)器人涉及的技術(shù)較多，大體可分為器件技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)和智能技術(shù)。在通用零件、信息網(wǎng)絡(luò)等分器件和系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域與發(fā)達(dá)的差距在10年左右，而對(duì)智能化程度要求不高的焊接、搬運(yùn)、清潔、碼垛、包裝機(jī)器人的國(guó)產(chǎn)化率較高。近年來(lái)，在人工智能方面的研發(fā)也有所突破，科學(xué)院和多所著名高校都培育出專(zhuān)門(mén)從事人工智能研究的團(tuán)隊(duì)，機(jī)器人學(xué)、仿生識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘以及模式、語(yǔ)言和圖像識(shí)別技術(shù)比較成熟。
    其次，企業(yè)具有很強(qiáng)的系統(tǒng)集成能力，這種能力在電子信息等高度模塊化產(chǎn)業(yè)和高鐵等復(fù)雜產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)都得到體現(xiàn)。系統(tǒng)集成的意義在于根據(jù)具體用戶(hù)的需求，將模塊組成可應(yīng)用的生產(chǎn)系統(tǒng)，這可能成為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)打破國(guó)外壟斷的突破口。
    第三，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)空間巨大。目前，機(jī)器人使用密度較低，制造業(yè)萬(wàn)人機(jī)器人累計(jì)安裝量不及國(guó)際平均水平的一半，服務(wù)和家庭用機(jī)器人市場(chǎng)尚處于培育階段，機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)增長(zhǎng)空間巨大；二代機(jī)器人仍然是主流，機(jī)器人向第三代智能機(jī)器人升級(jí)換代空間巨大；機(jī)器人主要應(yīng)用于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，機(jī)器人向其他領(lǐng)域擴(kuò)展空間巨大。
    當(dāng)然，我們也要清醒地看到工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的巨大挑戰(zhàn)。首先，機(jī)器人的頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)技術(shù)被發(fā)達(dá)控制，在機(jī)器人成本結(jié)構(gòu)中比重較大的減速機(jī)、伺服電機(jī)、控制器、數(shù)控系統(tǒng)都嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人并不具備顯著成本優(yōu)勢(shì)。其次，存在低端鎖定的風(fēng)險(xiǎn)。一方面，發(fā)達(dá)不會(huì)輕易向轉(zhuǎn)移或授權(quán)機(jī)器人核心技術(shù)、專(zhuān)利，機(jī)器人企業(yè)通過(guò)參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)合作研發(fā)進(jìn)入中高端市場(chǎng)的阻礙很多；另一方面，地方對(duì)產(chǎn)業(yè)的盲目投資可能形成過(guò)剩產(chǎn)能，導(dǎo)致重復(fù)和低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)。再次，機(jī)器人研發(fā)、制造與應(yīng)用之間缺乏有效銜接。機(jī)器人相關(guān)技術(shù)研發(fā)領(lǐng)先的高校和院所并不具備市場(chǎng)開(kāi)拓能力，而企業(yè)在基礎(chǔ)研發(fā)上的投入還非常低，國(guó)內(nèi)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合又存在諸多體制機(jī)制障礙，導(dǎo)致研發(fā)與制造環(huán)節(jié)脫節(jié)。

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