【千人杂志独家】刘晓鸣：规范机器人行标体系，避免打“乱战”
2015/2/11 千人智库
更正声明：在昨日的微信推送中，由于编辑疏漏，将廊坊智通机器人系统有限公司总经理，国家“千人计划”专家“刘晓鸣”误写为“刘晓明”，给读者造成了错误的引导，小编在此表示歉意，并在今天的微信推送中特此更正。小编在此祝大家小年快乐!
文/刘晓鸣 编辑/刘玉琴
中国机器人产业的发展，有一串数字使人震撼：继2013年成为全球最大的机器人市场后，2014年我国机器人销量又创新高，约4.5万台，其中国产工业机器人销售总量将超过12000台，产值约140亿左右，相关配套产值约达450-500亿。
产业发展态势让人欣喜，但其背后隐匿着一个不容回避的事实：我国机器人产业尚未达到称之为一个产业的标准。一个产业的发展，必须要有完整的上、中、下游链条，还要具备与之相匹配的市场规模和技术水平。机器人产业是一个集先进精密制造、系统集成为一体的产业，需要一定的技术、研发、制造、经验沉淀。目前我们系统集成有了一定的能力，但基础研究还不够，先进精密制造落后，基础工业不强，还没有形成完整的产业链。
产业上下游发展失衡
我国工业机器人经历了近30年的发展，已进入了产业化初期阶段。国内的几家机器人本体厂商是由最终用户、自动化零部件厂商、系统集成商发展起来的。有的通过横向整合，联合其他零部件厂商，自身专注于机器人本体的研发及下游应用的开发；有的通过自身在零部件的优势和行业优势进行纵向整合，零部件自给自足，以成本和渠道优势占领市场；还有的从集成商的角度出发，凭借成熟的解决方案销售自己的本体。但目前国产机器人占据的市场份额仍非常微弱。2014年，中国国内的高端六轴机器人，国产不到2000台。整个国内机器人市场的70%都被“四大家族”占据，而全部国产机器人企业加在一起的市场占有率仅仅只有5%左右。
微弱的市场占有率源于我国机器人产业链条的每一环都存在问题。机器人上中下游产业链包括核心零部件生产、机器人本体制造、系统集成以及行业应用四大环节。目前，在中上游由于国外企业的先发优势，我国机器人企业走的是传统的模仿跟踪发展路线；而大部分机器人企业主要集中在下游系统集成领域，行业应用领域也很窄，主要集中在汽车行业。上、中游由于基础工业较弱，诸如材料、加工工艺等问题制约了机器人本体的发展，从而不能给予下游的产业支撑以有力的支撑。上下游匹配也存在许多客观现实问题:没有上、中游的支撑，下游的集成和应用就会受控于国外机器人厂商，成本控制就会受控于人，没有成本优势必将影响行业的发展。
形成这种局面的原因在于我国企业没有能力制造机器人本体，极少数能制造的在性价比方面没有竞争优势，所以只好用国外机器人做二次开发的系统集成；另一方面仅销售机器人本体是不易赢利的，系统集成的利润会高一些。但从长远发展来看，若长期停滞在以集成应用为主导的产业局面，我国将无法掌握和占据该行业的关键核心技术和市场主导地位，我国本土机器人整机制造商将受到严酷的排挤，而产业链的上游关键零部件制造商，也无法获得发展的市场推动力，导致机器人产业将不能得到实质性发展。现有形成的布局，是在基础工业不够发达，科研力量不够强大的情况下，缺少顶层设计和工艺方法导致的。生产不出核心零部件，进而生产不了机器人本体而只能做些集成应用而形成的布局。这种布局的弊病是严重制约我国机器人产业的发展，使得我国机器人产业受控于他人。
技术研发能力滞后，产学研脱节
我国工业机器人研究始于上世纪70年代，大体可分为4个阶段，理论研究阶段、样机研发阶段、示范应用阶段和初步产业化阶段。现阶段机器人行业类似于美国上世纪50-60年代，机器人产业刚刚兴起，众多企业进入产业。但不同的是，美国当时的机器人技术较为先进，而现在我国机器人技术落后于西方技术水平。这主要是对关键技术突破重视不够，为了争取国家项目资助，过度强调高性能机器人系统的研发，造成关键元部件依赖进口，国产机器人成本过高，制约了机器人产业的发展；创新能力不足诸多技术方面处在仿制层面。工业机器人是一个复杂的系统工程，涉及硬件、软件、算法、应用等领域。其中，伺服电机、减速器、控制器是机器人的核心部件，目前，国产机器人面临的最大问题在于仍未掌握核心部件的技术和生产，因此长期受制于人。
除了技术研发能力滞后之外，我国机器人现有技术在转化成实际产品方面也遭遇困境。比如基础工业技术和工艺不强，即便有了好的设计但加工不出工业化的产品，缺乏高质量的材料、电子元件和成熟工艺。在实验室生产的样机性能可能达到国际一流水准，但离量产还有很大距离。另外，技术转化需要大量资金投入，且有一个艰难的积累过程,但国家的支持是阶段性的,缺乏连续性,使得一些转化项目为了结题而过于匆忙结束，不注重项目的实施效果。
在产学研方面，国内产学研结合又存在诸多体制机制障碍。目前，我国有近百家从事工业机器人研究生产的高校院所和企业，现行的体制造成各家研究过于独立封闭，机器人研发分散，未能形成合力；产学研各自为战，无统一标准，低水平重复研究；且基础技术体系的普及、共享及高端技术的研究还不够。同时缺少专业性的管理、运营、产品人才，使得研发成果与产业化产品之间存在巨大的差异，造成科研成果转化效率低下，产业化发展不明显。相关技术研发领先的高校和院所不具备市场开拓能力，而企业缺少人才，在基础研发上的投入也非常低，导致研发与制造环节脱节。另外，我国知识产权保护力度不够使得研发机构与产业化企业之间缺乏互信，也阻碍了部分已有技术的产业化进程。
但总的来说，我国工业机器人正在逐步走向产业化，具有良好的时代发展机遇；技术创新依然是机器人突破发展的关键要素。既要加强上游基础工业技术的发展，为核心零部件提供高水平的设计和高质量的元器件，进而给主机生产提供支撑；也要加强下游集成应用领域的设计、制造、试验检测等核心技术的研究，为机器人产业提供市场支撑；国家还应在政策、资金上给予产业化连续性的支持，联合研发机构和企业共同推进工业机器人产业化；培育扶持一批各个层次的龙头企业和具有市场影响力的自主品牌。完善知识产权保护机制，充分保护各个环节单位的经济利益，并有配套的产业基金去引导新兴技术和新兴产业发展，促进科技成果产业化进程。
从企业层面，在短期内没有高质量国产零部件的情况下，先制造经济型的低端机器人，满足相当部分低端产能的自动化替代，先把市场做起来，进而推动零部件的产能和质量，渐渐发展为制造高端机器人本体。在拥有了自己机器人本体的情况下，就可以有最大的议价能力，在整个机器人产业链上面占据最为重要的位置，整合上游零部件企业和下游系统集成企业，在体量比较大的应用领域做深做专，把企业规模做大，并依靠自身对行业的深入理解不断开发和改进自身机器人产品。
我国现有系统集成企业的实力仍显薄弱。机器人作为需要二次开发的产品，需求企业对机器人如何参与生产制造了解有限，很多企业无法明晰具体需求。所以机器人制造企业与系统集成企业之间及与用户企业之间需要紧密配合，发挥机器人本体制造企业熟悉了解机器人性能、功能等优势，发挥集成企业熟悉设备之间衔接与系统性的优势，同时借力于用户企业在本行业中熟悉自身工艺流程、生产组织特点等优势，协作共赢，由供给方提供相关行业的应用案例，协助梳理他们的需求，针对自身的特点设计规划系统，并完成设备采购、集成、调试实现“交钥匙”工程。机器人只是一个应用平台，需要与操作环境、工艺对接才能为企业所用。从机器人使用企业层面要看到使用机器人的长期效益。规模化的市场是降低成本的前提条件，但规模化的市场又要求机器人不能太高的成本，因此形成了悖论怪圈。为了打破这一怪圈国家应该在政策上给予机器人行业的制造商和使用商以大力支持，鼓励企业制造、使用机器人，改变在低端制造业长期发展的过程中形成的固有思维并接受革新式的生产模式。
同时，加强下游系统集成技术的提升，深度挖掘国内潜在市场，拓展机器人的应用行业，暂时避开已被国外品牌占据的汽车等传统领域，开拓未完全开发的一般制造业，如五金加工、橡胶和塑料、陶瓷、食品和医药等行业。促进国产机器人产业健康、可持续发展。虽然中国机器人整机市场的需求远未饱和，但激烈的竞争已经压低了产品利润，且有太多的企业进入整机生产领域形成乱战，走整机生产和应用系统开发相结合的道路，是企业增加竞争力的一个方向。
完善行业标准体系，避免产业打“乱战”
目前，在地方政府采用政府补贴和税收优惠等方式的刺激下，我国机器人产业园遍地开花，全国工业机器人产业园激增至近40家。在区域分布上，沿海地区企业对工业机器人的需求高于内地，民营企业高于国有企业，各地政府及企业提出了相关发展规划。但是，很多地方忽视了建设机器人及智能装备产业园区所需具备的条件，首先要具有较好产业资源、科研人才资源、其次还要有庞大的市场辐射能力以形成上下游产业集聚。“世界工厂”珠三角正在掀起一场机器人替代工人的工业革命。目前比较具规模的机器人产业园有：东北经济区的哈尔滨、沈抚新城；北部沿海经济区的天津、唐山、青岛；东部沿海经济区的上海、昆山、徐州、常州；长江上中游经济区的重庆；东南沿海经济区的东莞、深圳。
各地机器人产业尚未形成明显的发展特色，都处在初期的打“乱战”的无序发展中。许多地方政府为了政绩建立机器人产业园，大量企业蜂拥而上，同质化竞争不断加剧，重复建设隐忧显现。同时，某些企业由于长期的小农经济意识的影响，社会分工不明确，只要看好某个产业，能做的和不能做的都要揽到自己手里，热衷于大而全和小而全，具有一定机器人关键部件研发基础的企业纷纷转入机器人整机的试制与生产，这将造成无序发展，把有限的资源瓜分，形成不了合力去突破关键核心零部件技术瓶颈，在中上游会制约我国机器人产业发展的基础，下游的乱战也会形成恶性竞争，搅乱市场，影响集成应用的技术水平提高和健康发展，从而难以形成工业机器人研制、生产、制造、销售、集成、服务等有序、细化的产业链。
作为新兴产业的机器人产业，需通过计划经济的模式由政府牵头规范行业标准体系，划分上中下游结构层次，避免混战局面，集中资源，通过引进与培养相结合的方式建立一批高水平的研发队伍和精业务、懂管理、具备市场眼光和全球视野的管理队伍。可以借用高铁模式通过引进、研究、消化国外的标准和安全体系制定具有自主知识产权的工业机器人基础标准和安全标准体系，并与国际标准接轨，为推进机器人产品走向市场奠定基础。因此，建立和完善清晰的机器人行业标准体系，明确分工并确保各个环节的企业利益，引导行业良性有序发展，是发展我国机器人产业的重要纲领性举措。
工业机器人产业有技术密集、下游市场丰富、配套服务齐全的特点，其发展面临人才、设计、模式等挑战。从国家层面应该加强顶层设计，抑制急功近利发展模式。政府一方面要加大培育自有核心技术的力度，保证核心技术的自有知识产权化；另一方面，要采取引进、消化、吸收对机器人产业发展有利的国外先进技术，形成完备的相关技术供给渠道，提升产业链核心环节，调动整条产业链协调运行，保证产业持续健康发展。从机器人制造企业层面应该分工明确，扎扎实实做好自己擅长的部分，做精做强不要贪大求全。
取国外之精华：将更多资源向机器人行业倾斜
首先，美、欧、日等发达国家从政府层面就非常重视机器人产业的发展，纷纷做出战略部署，抢占机器人产业发展制高点。美国实施的“再工业化”战略要通过发展工业机器人重振美国制造业，并凭借信息网络技术的优势，投资28亿美元开发旨在实现移动互联的新一代智能机器人。欧盟认为机器人在一定意义上是欧盟工业保持未来竞争力的基石，其研发创新也一直是欧盟数字议程和第七研发框架计划(FP7)资助支持的重点优先领域。欧盟通过“第七框架计划”投入6亿美元用于机器人的研发，并拟在“2020地平线”项目中投入9亿美元用于机器人制造。未来的研究计划(2013-2020年)对机器人研究的经费投入将达到140亿欧元。日本早在战后就对机器人采取一系列相关政策，极大地推动了机器人产业的发展。现在日本制定了机器人技术长期发展战略，将机器人产业作为“新产业发展战略”中7大重点扶持的产业之一加大投入，仅在类人机器人领域就计划10年投资3.5亿美元。韩国制定了《智能机器人基本计划》，2012年10月发布了“机器人未来战略展望2022”，将政策焦点放在了扩大韩国机器人产业并支持国内机器人企业进军海外市场方面。
其次，从技术层面讲，美、欧、日等发达国家的机器人产业重视开发和研究，他们掌握着大多数的核心技术，形成了各具特色的发展模式。美国模式的特点是整体研发设计与对外采购机器人本体相结合，重在系统开发与应用。德国模式的特点是一揽子“交钥匙工程”，即机器人本体的生产和用户所需要的系统设计制造全由一家机器人厂商完成。日本模式的特点是产业链整体推进，即以机器人本体及其零部件研发和生产为核心，由子公司或系统集成公司设计制造各行业所需要的机器人成套系统。韩国模式是采购与成套设计、集成相结合，机器人企业通常通过进口关键零部件，自行设计、制造配套的外围设备。
最后，服务机器人领域渐成为发达国家发展的重点。美国于2013年3月发布了《机器人技术路线图：从互联网到机器人》，强调机器人技术在卫生保健服务领域的重要作用及其在创造新市场、新就业岗位和改善人们生活等服务领域的潜力。欧盟表示将尽快制定出欧盟机器人技术，特别是家庭服务机器人技术的研发路线图与时间进度表。日本于2013年在神奈川县、茨城县建立“机器人特区”，投资10亿日元，推动看护机器人、救灾机器人等服务机器人的研发及应用。韩国于2010年提出“服务机器人发展战略”，计划通过开创新市场缩小与发达国家的差距。2012年出台机器人发展十年计划，目标是实现每个家庭一台机器人。
从日本经验来看，市场需求和政府政策支持是推动日本机器人产业快速发展的主要因素，而完备的产业链是机器人全球竞争力的重要保证。当前中国的时代背景和70-80年代的日本类似，工业机器人需求具备快速增长潜力；同时中国机器人产业的发展环境又与当年日本不同，将在产业发展初期面对日本、德国等国家先进机器人企业的激烈竞争，国际机器人技术的进步和产品价格下降将阻碍中国制造商的盈利能力。从国家战略来看，应该集中调动全国的科研、生产力量迅速形成相对完善的上中下游机器人产业体系。建议中上游重点培育6-7家核心零部件制造商和2-3家具有国际竞争力的机器人本体制造商。同时培育2-3家经济型机器人厂商，首先在某些要求不高的行业让企业能用得起机器人。政府在下游行业，从政策上引导、鼓励企业使用国产机器人，培育系统集成商，提高机器人使用密度，吸引相关产业的资金、技术的投入，产学研紧密结合，从而打破中国工业机器人产业的恶性循环。
目前，我国各级政府从政策税收的多个方面给予了工业机器人产业大力支持。今后政府应将更多资源向机器人行业倾斜，在金融信贷方面，要有非常明确的信贷政策去支持产业化的发展。虽然中国机器人企业在本体制造环节相比外资品牌不具备显著的成本优势，但在系统集成环节，本土企业具备成本和服务优势，通过积极介入系统应用领域实现差异化竞争。
我国有着长期计划经济的经验，现在正是发挥计划经济特点的大好时机。由政府牵头集中资源，布置产学研分工协作，加大对研发及产业化的政策支持力度，发挥政府财政的引导作用，加大投入力度，吸引社会资本参与，在政策法规上保证各个环节的企业利益。鼓励自主创新，鼓励创业，在全社会营造积极的创新创业氛围。采用并行方式，一方面追赶美、欧、日等发达国家现有技术，首先引进先进技术消化吸收同时借鉴“日本模式”，加强以企业为主体的产学研用结合集体攻关，重点突破关键核心部件，尽快形成机器人本体、关键零部件、系统集成商等机器人全产业链的整体推进。在产业链的不同环节，培育机器人龙头企业和品牌。另一方面积极跟踪新一代智能机器人创新发展，开展信息网络技术与机器人技术结合和服务机器人的研发及产业化应用。
机器人是以数字化、智能化、网络化为特征的第三次工业革命的有机组成部分。高速网络和云存储使机器人成为物联网的终端和结点，而装配了传感器和具备人工智能的机器人能自动识别环境变化，从而减少对人的依赖，并引发了生产关系的深刻变革，使人在工业生产中的地位和角色发生了变化。一方面，由于机器人的功能延伸和对人的替代，单一生产单元中对人的需求量相对下降；另一方面，机器人对产业工人在多领域的技能和编程、系统处理等方面的知识提出了更高要求。这些都意味着产业竞争内涵、所依赖的资源基础产业分工形式都将发生深刻变化。
随着大数据、云技术、网络化、智能机器人等有效结合，未来的系统集成是智慧工厂。智慧工厂是现代工业信息化发展的一个新阶段，信息化数字化将贯通生产的各个环节，将从设计到生产制造之间的不确定性降低，从而缩短产品设计到生产的转化的时间，并且提高产品的可靠性与成功率。系统集成商将来不仅仅做硬件设备的集成，更多是顶层架构设计和软件方面的集成。
我期待中国能顺应这一轮工业革命的要求，集国家之力加强基础研发投入，攻克核心零部件的技术难关，抓住产业竞争主导权。同时紧跟新一代智能机器人的步伐，让我国成为世界机器人强国。
【个人简介】
刘晓鸣，廊坊智通机器人系统有限公司总经理，国家“千人计划”专家。
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