【深度】中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略布局
當下，新一輪工業(yè)革命的戰(zhàn)斗已經(jīng)打響。為了提升我國制造水平，在未來工業(yè)領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位，2015年，我國發(fā)布了《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃，將機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提升到戰(zhàn)略層面。由此，我國全面展開了在機器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的建設與布局。
曲道奎
中國科學院沈陽自動化研究所研究員、機器人技術(shù)國家工程研究中心副主任、新松機器人自動化股份有限公司總裁
現(xiàn)在，機器人的應用越來越普遍，致使各國都將機器人作為一種國家戰(zhàn)略來發(fā)展，那么機器人為什么會受到如此的重視呢？過去，人們將機器人看作是一種技術(shù)和產(chǎn)品，而現(xiàn)在機器人完全被看做是一種新的物種。那么，既然是一種新的物種，那就必須有一套完整的自然體系，并且隨著機器人的逐漸發(fā)展，機器人也會有自己的倫理道德。對于人類而言，一方面，機器人具有巨大的支撐和推動作用；另一方面，機器人也是一把雙刃劍，可能在未來具有潛在的威脅。所以，把機器人當做一種新的物種對人類的發(fā)展具有重要的意義。
本文將從三個方面來對我國機器人戰(zhàn)略進行梳理。第一，機器人與國家戰(zhàn)略；第二，中國機器人未來的五年發(fā)展規(guī)劃；第三，中國機器人的重大戰(zhàn)略布局。希望通過這三個方面的梳理，無論從國際上，還是中國自身在機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上能夠給人們一個清晰的認識，使大家知道未來機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢和方向。
機器人與國家戰(zhàn)略
首先，來看看各國在機器人與國家戰(zhàn)略上有哪些動態(tài)。
美國近幾年，一直在強調(diào)制造業(yè)的回歸，那么它的核心支撐是什么呢？我認為有兩個，一個是機器人，另一個是人工智能。從2012年開始，美國制造業(yè)回歸就以數(shù)字化技術(shù)、機器人技術(shù)為支撐。到了2013年，美國又提出了一個機器人的發(fā)展路線圖，要把互聯(lián)網(wǎng)融入到機器人的生產(chǎn)過程中，這是美國在機器人領(lǐng)域的一個新的發(fā)展思路。直到2016年10月份，美國又提出了一個新的人工智能研究與發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃。所以，從機器人到物聯(lián)網(wǎng)再到人工智能，美國制造業(yè)回歸的路線圖很清晰。
歐洲最典型的制造業(yè)發(fā)達國家是德國，于2011年在全球范圍內(nèi)率先提出了“工業(yè)4.0”概念。我們知道，工業(yè)4.0的核心思想其實就是以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)相互支撐，形成一種新的制造手段，德國以此來重新引領(lǐng)制造業(yè)發(fā)展。法國提出了新的機器人行動計劃，包括鼓勵企業(yè)應用機器人、開展國際合作、制定標準以及科研機構(gòu)的建設。同時，英國也提出一個機器人自主系統(tǒng)的戰(zhàn)略計劃。
日本作為我國的鄰居，也提出要進行機器人的革命，設立了三大目標：一是成為整個世界的機器人創(chuàng)新基地；二是成為世界最大的機器人應用國家；三是邁向世界機器人領(lǐng)先的新時代。眾所周知，日本一直位于世界制造強國前列，它在機器人服務領(lǐng)域做了許多支撐性的工作。它有一個重要的行動計劃，主要是設立機器人革命促進委員會，這個委員會旗下包括許多機器人的發(fā)展機構(gòu)和機器人大賽舉辦機構(gòu)，將從各個層面來促進機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
所以，我們看到機器人的發(fā)展已經(jīng)不是某一個國家的問題了，已然成為了一個國際問題。全球這么多國家都將機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為一種國家戰(zhàn)略，這說明機器人將是未來發(fā)展的一種趨勢。既然是一種趨勢，那么機器人產(chǎn)業(yè)就要實現(xiàn)快速的發(fā)展，而這個發(fā)展的過程一定是對整個工業(yè)的挑戰(zhàn)。這是一場新工業(yè)革命，從成本、技術(shù)進步、用戶個性化的定制，生產(chǎn)方式、生產(chǎn)工具等都要進行一次大的變革。可以說，機器人正在改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)的方式，包括國防、醫(yī)療等領(lǐng)域。
今天，新一代的機器人已經(jīng)滲透到人類生活的各個領(lǐng)域。在這個大的背景下，我國提出《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃，旨在把我國建設成為世界制造強國。同時，《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃也是我國在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命上的重大挑戰(zhàn)。一方面，整個世界制造業(yè)的變革倒逼我們要創(chuàng)新制造模式。因此，我國提出了五大重點工程作為強基根本，包括建設工程、智能制造工程、工業(yè)強基工程、綠色制造工程和高端裝備創(chuàng)新工程。在這五大工程的基礎上，又細分了十大重點領(lǐng)域，其中，第二大領(lǐng)域就是機器人和高端數(shù)字機床產(chǎn)業(yè)，這說明我國把機器人相關(guān)領(lǐng)域放在一個非常關(guān)鍵的位置。另一方面，我國規(guī)劃了一張清晰的有關(guān)未來機器人發(fā)展的路線圖，包括關(guān)鍵技術(shù)、零部件、整個應用示范平臺建設等。所以，《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃既有宏觀的目標，又有清晰的脈絡，儼然成為我國制造業(yè)在未來制勝的“法寶”。
中國機器人未來的五年發(fā)展規(guī)劃
當下，《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃的思想已然是深入人心，全國上下萬眾一心，齊頭并進。那么，我們是否做過這樣的思考，中國制定《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃的主要內(nèi)容和目的是什么？機器人產(chǎn)業(yè)又處在什么位置？
2016年3~4月，我國發(fā)布了機器人產(chǎn)業(yè)未來五年的發(fā)展規(guī)劃，該規(guī)劃詳細的制定了我國機器人產(chǎn)業(yè)在未來五年的目標和任務。
具體目標如下：
產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長。自主品牌工業(yè)機器人年產(chǎn)量達到10萬臺，六軸及以上工業(yè)機器人年產(chǎn)量達到5萬臺以上。服務機器人年銷售收入超過300億元，在助老助殘、醫(yī)療康復等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)小批量生產(chǎn)及應用。培育3家以上具有國際競爭力的龍頭企業(yè)，打造5個以上機器人配套產(chǎn)業(yè)集群。
技術(shù)水平顯著提升。工業(yè)機器人速度、載荷、精度、自重比等主要技術(shù)指標達到國外同類產(chǎn)品水平，平均無故障時間（MTBF）達到8萬小時；醫(yī)療健康、家庭服務、反恐防暴、救災救援、科學研究等領(lǐng)域的服務機器人技術(shù)水平接近國際水平。新一代機器人技術(shù)取得突破，智能機器人實現(xiàn)創(chuàng)新應用。
關(guān)鍵零部件取得重大突破。機器人用精密減速器、伺服電機及驅(qū)動器、控制器的性能、精度、可靠性達到國外同類產(chǎn)品水平，在六軸及以上工業(yè)機器人中實現(xiàn)批量應用，市場占有率達到50%以上。
集成應用取得顯著成效。完成30個以上典型領(lǐng)域機器人綜合應用解決方案，并形成相應的標準和規(guī)范，實現(xiàn)機器人在重點行業(yè)的規(guī)模化應用，機器人密度達到150以上。
主要任務：
（一）推進重大標志性產(chǎn)品率先突破
推進工業(yè)機器人向中高端邁進。面向《中國制造2025》十大重點領(lǐng)域及其他國民經(jīng)濟重點行業(yè)的需求，聚焦智能生產(chǎn)、智能物流，攻克工業(yè)機器人關(guān)鍵技術(shù),提升可操作性和可維護性,重點發(fā)展弧焊機器人、真空（潔凈）機器人、全自主編程智能工業(yè)機器人、人機協(xié)作機器人、雙臂機器人、重載AGV等六種標志性工業(yè)機器人產(chǎn)品，引導我國工業(yè)機器人向中高端發(fā)展。
促進服務機器人向更廣領(lǐng)域發(fā)展。圍繞助老助殘、家庭服務、醫(yī)療康復、救援救災、能源安全、公共安全、重大科學研究等領(lǐng)域，培育智慧生活、現(xiàn)代服務、特殊作業(yè)等方面的需求，重點發(fā)展消防救援機器人、手術(shù)機器人、智能型公共服務機器人、智能護理機器人等四種標志性產(chǎn)品，推進專業(yè)服務機器人實現(xiàn)系列化，個人/家庭服務機器人實現(xiàn)商品化。
（二）大力發(fā)展機器人關(guān)鍵零部件
針對6自由度及以上工業(yè)機器人用關(guān)鍵零部件性能、可靠性差，使用壽命短等問題，從優(yōu)化設計、材料優(yōu)選、加工工藝、裝配技術(shù)、專用制造裝備、產(chǎn)業(yè)化能力等多方面入手，全面提升高精密減速器、高性能機器人專用伺服電機和驅(qū)動器、高速高性能控制器、傳感器、末端執(zhí)行器等五大關(guān)鍵零部件的質(zhì)量穩(wěn)定性和批量生產(chǎn)能力，突破技術(shù)壁壘，打破長期依賴進口的局面。
（三）強化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力
加強共性關(guān)鍵技術(shù)研究。針對智能制造和工業(yè)轉(zhuǎn)型升級對工業(yè)機器人的需求和智慧生活、現(xiàn)代服務和特殊作業(yè)對服務機器人的需求，重點突破制約我國機器人發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)。積極跟蹤機器人未來發(fā)展趨勢，提早布局新一代機器人技術(shù)的研究。
建立健全機器人創(chuàng)新平臺。充分利用和整合現(xiàn)有科技資源和研發(fā)力量，組建面向全行業(yè)的機器人創(chuàng)新中心，打造政產(chǎn)學研用緊密結(jié)合的協(xié)同創(chuàng)新載體。重點聚焦前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)研究。
加強機器人標準體系建設。開展機器人標準體系的頂層設計，構(gòu)建和完善機器人產(chǎn)業(yè)標準體系，加快研究制訂產(chǎn)業(yè)急需的各項技術(shù)標準，支持機器人評價標準的研究和驗證，積極參與國際標準的制修訂。
建立機器人檢測認證體系。建立并完善以國家機器人檢測與評定中心為代表的機器人檢驗與認證機構(gòu)，推動建立機器人第三方評價和認證體系,開展機器人整機及關(guān)鍵功能部件的檢測與認證工作。
（四）著力推進應用示范
為滿足國家戰(zhàn)略和民生重大需求，加強質(zhì)量品牌建設，積極開展機器人的應用示范。圍繞制造業(yè)重點領(lǐng)域，實施一批效果突出、帶動性強、關(guān)聯(lián)度高的典型行業(yè)應用示范工程，重點針對需求量大、環(huán)境要求高、勞動強度大的工業(yè)領(lǐng)域以及救災救援、醫(yī)療康復等服務領(lǐng)域，分步驟、分層次開展細分行業(yè)的推廣應用，培育重點領(lǐng)域機器人應用系統(tǒng)集成商及綜合解決方案服務商，充分利用外包服務、新型租賃等模式，拓展工業(yè)機器人和服務機器人的市場空間。
（五）積極培育龍頭企業(yè)
引導企業(yè)圍繞細分市場向差異化方向發(fā)展，開展產(chǎn)業(yè)鏈橫向和縱向整合，支持互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與傳統(tǒng)機器人企業(yè)的緊密結(jié)合，通過聯(lián)合重組、合資合作及跨界融合，加快培育管理水平先進、創(chuàng)新能力強、效率高、效益好、市場競爭力強的龍頭企業(yè)，打造知名度高、綜合競爭力強、產(chǎn)品附加值高的機器人國際知名品牌。大力推進研究院所、大專院校與機器人產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合，充分發(fā)揮龍頭企業(yè)帶動作用，以龍頭企業(yè)為引領(lǐng)形成良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境，帶動中小企業(yè)向“專、精、特、新”方向發(fā)展，形成全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展的局面。
中國機器人的重大戰(zhàn)略布局
現(xiàn)在，我國已經(jīng)不像過去一樣把在機器人領(lǐng)域的布局當做是一個研發(fā)規(guī)劃來看待，而是當做一個我國制造業(yè)崛起的重要平臺去發(fā)展。目前，我國在機器人領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)完全形成一個較為完善的機器人產(chǎn)業(yè)體系。技術(shù)創(chuàng)新能力和國際競爭能力明顯增強，產(chǎn)品性能和質(zhì)量達到國際同類水平，關(guān)鍵零部件取得重大突破，基本滿足市場需求。
第一，我國機器人產(chǎn)業(yè)的區(qū)域布局。通過近幾年的競爭和發(fā)展，我國形成了五大自然的機器人分布區(qū)域，包括東北、華北、華南以及西南地區(qū)，并且各自形成了一定的區(qū)域優(yōu)勢。
東北地區(qū)。東北有新松機器人自動化股份有限公司、哈爾濱博實自動化股份有限公司這兩家標志性的上市公司。就新松而言，我們有機器人國家重點實驗室、機器人技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室、機器人創(chuàng)新中心、機器人國家工程中心、機器人檢驗檢測中心等等。所以，東北的機器人研發(fā)平臺、測試認證平臺上具有雄厚的優(yōu)勢條件。
華北地區(qū)。京津冀是華北地區(qū)最具代表性的地區(qū)，也是機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的地區(qū)。其中，天津在機器人應用領(lǐng)域優(yōu)勢最為突出。
華南地區(qū)（長三角和珠三角）。華南地區(qū)有兩個特別著名的區(qū)域，分別是長三角和珠三角地區(qū)。其中，長三角地區(qū)的機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快。眾所周知，長三角地區(qū)是我國的經(jīng)濟貿(mào)易中心，是外資企業(yè)落戶中國的首選，例如ABB、KUKA等機器人廠商都集聚于此。而且，長三角具有很多著名的高等院校，高端人才資源豐富，從而保證了該地區(qū)機器人的快速發(fā)展。除此之外，該地區(qū)還有各種機器人的檢驗檢測平臺。所以，長三角地區(qū)應該是我國在機器人發(fā)展應用的一個高峰點。相比較長三角而言，珠三角在機器人領(lǐng)域的發(fā)展就要相對較晚，但是，近年來珠三角地區(qū)發(fā)展迅猛，特別是信息化、無人機、電子、服務機器人領(lǐng)域成為該地區(qū)的一個強項，有一種后來者居上的發(fā)展趨勢。
西南地區(qū)。機器人在該地區(qū)的發(fā)展主要集中在成都和重慶。這里有著名的大學、企業(yè)，目前已經(jīng)有崛起的勢頭，不可小視。
第二，我國在機器人創(chuàng)新領(lǐng)域的布局。目前，我國正在加速推進機器人創(chuàng)新中心的建設，作為五大工程之首，機器人創(chuàng)新中心是我國攻克中國制造2025難題的一個突破口。第一，創(chuàng)新中心的建設目標實際上是機器人的一個關(guān)鍵的共性技術(shù)，包括人才、平臺、資源整合、推廣服務等。作為一個公共的創(chuàng)新平臺，一定要打通創(chuàng)新的過程，逐級而上。第二，創(chuàng)新的過程必須以市場需求、技術(shù)發(fā)展為導向，實現(xiàn)市場、技術(shù)的雙層驅(qū)動。另外，還需要將產(chǎn)、學、研體系真正的融合貫通，打通整個創(chuàng)新路線。第三，創(chuàng)新需要整個機器人行業(yè)提供強有力的支撐。
第三，我國機器人領(lǐng)域的標準制定。現(xiàn)在，機器人正處在一個新舊轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)折點上，傳統(tǒng)的機器人走到了終點，新的機器人剛剛起步。傳統(tǒng)的機器人標準基本已經(jīng)被淘汰，而新的機器人標準還未制定。因此，機器人新標準的制定是我國在未來競爭中一個強有力的工具與措施。所以，我國成立了機器人標準化的總體組，其任務是搶先一步抓住機遇，在面向全球巨大的機器人市場和我國機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上，實行標準化先行。其目的是從標準的制定、產(chǎn)業(yè)的保護等幾個方面來率先推動我國機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2016年10月下旬，機器人標準總體組組長會議順利召開，會議主要討論未來幾年我國在機器人標準制定上該如何推進工作。會議發(fā)布了未來我國機器人標準化白皮書，并介紹了我國機器人標準化體系建設規(guī)劃思路，包括傳統(tǒng)機器人怎么向新一代機器人轉(zhuǎn)換的標準、新一代機器人的標準等。因此，在機器人標準的制定上，我國一定要成為真正的先行者。
第四，我國機器人檢驗、檢測和評定、機器人產(chǎn)品認證的建設。過去，我們研發(fā)機器人的樣機不需要大平臺的支撐就可以進行，而現(xiàn)在我們要發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)，就得擁有完善的機器人性能檢測、檢驗和評定的體系。基于此，我國政府高度重視這一問題，并給予了重大的支持。
現(xiàn)在，我國正在加快機器人檢驗檢測和評定中心的建設，目前已在上海設立了機器人檢驗檢測和評定中心，另外在沈陽、廣州都設立了分中心，以及機器人國評中心，重點完成機器人的檢測、認證、技術(shù)支持、咨詢培訓等方面的全方位服務。檢驗檢測方面包括工業(yè)機器人、服務機器人、特種機器人等整機的檢測，還建立了機器人零部件的各種測試和檢驗平臺。產(chǎn)品認證方面包括產(chǎn)品的檢驗檢測認證、認證過程、標準制定、信息咨詢等相關(guān)服務。
第五，我國機器人的基礎研發(fā)布局。國家基金委、科技部、工信部等有關(guān)部門正在加快前沿創(chuàng)新的方式方法。國家基金委設立機器人的專項研究領(lǐng)域，包括在剛?cè)嵝詸C器人的運動特征與可控性、人機環(huán)境的多模態(tài)、感知與自然交互、機器人群體智能與操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架等基礎性領(lǐng)域進行布局。科技部則是在機器人的前沿技術(shù)、關(guān)鍵共性技術(shù)、新的機器人平臺等方面進行布局。另外，工信部更多是從制造工程的建設入手，推廣機器人的示范應用，包括人機協(xié)調(diào)、自然交互、機器人自主學習等。除此之外，中國科學院成立了機器人與智能制造創(chuàng)新研究院，依托自動化所的基礎優(yōu)勢，以全新的理念面向機器人、智能制造開展工作。
另外，中國科學院把下屬的單位、研究機構(gòu)充分的整合起來，設立了中國科學院智能制造與創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，通過各單位的力量，共同研究機器人、人工智能、信息技術(shù)等關(guān)鍵性的支撐技術(shù)。
可以看到，我國在機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上從各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)全面展開工作，在各個細分領(lǐng)域都筑起了堅實的壁壘。同時，也將這些堡壘連接在一起，編織成我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一張戰(zhàn)略大網(wǎng)，為我國在未來國際機器人市場占據(jù)了戰(zhàn)略優(yōu)勢地位。
朱先生