中國工業(yè)機(jī)器人四十年

Insigne

01 開局：落后二十年，從無到有

1、從零起步

1959年，美國Unimation公司推出世界第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，當(dāng)時(shí)的功能還十分簡(jiǎn)單，只能用于定點(diǎn)搬運(yùn)東西。不過，這并不影響工業(yè)機(jī)器人概念迅速席卷日韓、歐洲多國。

1967年，日本從美國引進(jìn)第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，開啟自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化之路。在那之后的二十年，日本的工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，并孕育了工業(yè)機(jī)器人“四大家族”的兩巨頭：發(fā)那科和安川電機(jī)。

德國庫卡在1973年研發(fā)出世界上第一臺(tái)采用機(jī)電六軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人——FAMULUS。次年，日本ABB研發(fā)了全球第一臺(tái)全電控式工業(yè)機(jī)器人——IRB6。緊隨其后的安川電機(jī)也在1977年開發(fā)出日本第一臺(tái)全電動(dòng)的工業(yè)用機(jī)器人——莫托曼1號(hào)。

但在我國，工業(yè)機(jī)器人尚屬新生物種。

3 ^: ^0 Z, z$ X6 B9 e3 w, o" n

- p5 O' L: B/ k& C

圖1：工業(yè)機(jī)器人四大家族：發(fā)那科、ABB、庫卡、安川電機(jī)，資料來源：百度

2 h. E0 ^1 P& @1 a

那么我國第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人是誕生在什么時(shí)候？答案是1982年。這一年，中科院沈陽自動(dòng)化所研制出國內(nèi)第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，拉開了中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的序幕。

也就是說，中國的工業(yè)機(jī)器人起步整整晚了二十年。而彼時(shí)，海外發(fā)達(dá)國家的工業(yè)機(jī)器人正在快速升級(jí)，并逐漸成為一種常見機(jī)械設(shè)備被制造業(yè)廣泛使用。

2、進(jìn)入十年摸索期

在研制國內(nèi)第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人的過程中，時(shí)任沈陽自動(dòng)化所所長(zhǎng)的蔣新松主持制定了《中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所1981-1990十年科研發(fā)展規(guī)劃》。但是國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的起步期并不順利。

十年下來，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人沒有出現(xiàn)厚積薄發(fā)的一幕，仍然局限在產(chǎn)業(yè)化摸索和科研階段。

歸根結(jié)底，在上世紀(jì)八十年代，中國的制造業(yè)基礎(chǔ)還非常薄弱，比如汽車制造業(yè)、電子電器等工業(yè)機(jī)器人最常見的應(yīng)用領(lǐng)域仍然是星星點(diǎn)點(diǎn)。相比之下，歐美、日韓等國的汽車、電子等行業(yè)已經(jīng)十分發(fā)達(dá)。

從人才角度，工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、傳感器等跨多學(xué)科技術(shù)的高技術(shù)壁壘行業(yè)，需要大批專業(yè)人才。而當(dāng)時(shí)國內(nèi)高端人才供給嚴(yán)重不足，難以滿足工業(yè)機(jī)器人的科研需求，甚至連進(jìn)口設(shè)備的調(diào)試、維修也受制于人。

由于產(chǎn)業(yè)化條件的限制，也沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)�；瘧�(yīng)用的基礎(chǔ)，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人研究難以取得實(shí)質(zhì)性突破。在1993年末，全世界的工業(yè)機(jī)器人約有61萬臺(tái)，其中日本占60%，歐洲占17%，美國占8%，而中國的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)排不上號(hào)。

: T8 b. b/ w# c8 U

02 出擊：以日德為師，尋求突破

1、順勢(shì)而為，從低端領(lǐng)域開始

進(jìn)入21世紀(jì)，中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入高速軌道，制造業(yè)迎來黃金時(shí)期，工業(yè)機(jī)器人在國內(nèi)得到廣泛關(guān)注。2006年2月，國務(wù)院發(fā)布《國家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》，首次將機(jī)器人列入長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃。

4 e/ H  y. g3 Q! N5 Z+ y

國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人企業(yè)如雨后春筍般誕生。同時(shí)，中國作為制造大國和人口大國，巨大發(fā)展?jié)摿�無時(shí)無刻不在吸引海外工業(yè)機(jī)器人巨頭。以四大家族為代表的海外品牌相繼進(jìn)入國內(nèi)市場(chǎng)，很快便憑借技術(shù)和規(guī)模優(yōu)勢(shì)獨(dú)占鰲頭。

' a' v7 R" F+ _- M2 R. H/ f/ ]8 u

由于起步晚，國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)無法直面海外巨頭的競(jìng)爭(zhēng)，施展拳腳的空間也非常有限，只能從低端市場(chǎng)謀求突破。雖然國內(nèi)相繼研制出了點(diǎn)焊、噴漆、切割、搬運(yùn)等用途的工業(yè)機(jī)器人。但是受限于技術(shù)水平和研發(fā)能力，這個(gè)階段國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人主要目標(biāo)是為了滿足低端應(yīng)用需求。低價(jià)、高性價(jià)比成為國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的標(biāo)簽。

# {. F7 |% Q" O/ I, T

圖2：2008年海外品牌主導(dǎo)國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，資料來源：CRR，國金證券

% ~% t" h. M5 D5 d  O$ \: S

2、“新勢(shì)力”與“老霸主”的正面較量

工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)鏈上中下游分別為零部件、機(jī)器人本體和集成系統(tǒng)。其中控制器、伺服電機(jī)、減速器等關(guān)鍵部件的核心技術(shù)都被國外企業(yè)把持著，以控制器為例，海外巨頭長(zhǎng)期控制著國內(nèi)超過80%的市場(chǎng)份額。

更艱難的是，工業(yè)機(jī)器人“四大家族”長(zhǎng)時(shí)間占據(jù)國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)70%以上的市場(chǎng)份額，并且?guī)缀鯄艛嗔似�車焊接等高端�?yīng)用領(lǐng)域。

由于核心技術(shù)的缺失，國內(nèi)很多企業(yè)只能集中在下游集成端，承擔(dān)系統(tǒng)二次開發(fā)、定制部件和售后服務(wù)等附加值低的工作。也就是說，國內(nèi)企業(yè)只能發(fā)揮“組裝”優(yōu)勢(shì)，將已接近成品的各部分模塊組合到一起。

圖3：工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈，資料來源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，招商證券

相比進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人，沒有自身核心技術(shù)的國產(chǎn)組裝產(chǎn)品自然而然成為市場(chǎng)的詬病對(duì)象。

但是，組裝并不是意味著妥協(xié)，中國工業(yè)機(jī)器人落后國外20年的差距，成為無數(shù)企業(yè)的追趕動(dòng)力——大量年輕企業(yè)前赴后繼地加入國產(chǎn)化突圍戰(zhàn)隊(duì)，挑戰(zhàn)海外老牌企業(yè)。

在模仿和組裝的過程中，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)水平不斷向國外一流水平靠攏。隨著技術(shù)突破，國內(nèi)企業(yè)一次次地在關(guān)鍵零部件打破海外壟斷。根據(jù)MIR數(shù)據(jù)，從2017-2021年，中國工業(yè)機(jī)器人國產(chǎn)化率由24.2%提升至32.8%，并且還在不斷提升。

與此同時(shí)，國內(nèi)企業(yè)開始從低端市場(chǎng)殺向中高端市場(chǎng)，已經(jīng)出現(xiàn)埃斯頓、匯川技術(shù)、綠的諧波等一批領(lǐng)軍企業(yè)。他們?cè)诤诵牧悴考�具備了和國外品牌硬碰硬的底氣，同時(shí)在價(jià)格和售后等方面具備明顯優(yōu)勢(shì)。比如埃斯頓和匯川技術(shù)的市場(chǎng)份額從2019年的2%提升至2022年的5%左右。

面對(duì)“四大家族”和海外二線品牌的夾擊之勢(shì)，中國企業(yè)正在用自主創(chuàng)新予以回?fù)�。尤其是埃斯頓、匯川技術(shù)、綠的諧波等頭部企業(yè)釋放的“頭雁”效應(yīng)，讓國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人保持著持續(xù)穩(wěn)定的創(chuàng)新節(jié)奏。

- X& {4 [6 B1 }; V0 h7 _6 Z

圖4：國內(nèi)頭部企業(yè)開始嶄露頭角，資料來源：MIR，申萬宏源

) p; Q8 U: _/ R/ p: u- G

3、三駕馬車共同出力

復(fù)盤日本、德國工業(yè)機(jī)器人巨頭的成功發(fā)展路徑，其實(shí)是在科研投入、人才培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)配套和政策支持等多方面促進(jìn)下成長(zhǎng)的。也就是說，從技術(shù)到市場(chǎng)、從人才到資本，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)并不是單一要素的較量。

作為后來者，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人如何追趕？人工替代需求、智能制造升級(jí)、國家政策成為拉動(dòng)國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器產(chǎn)業(yè)不斷前行的三駕馬車。

/ a) d7 A4 @+ o$ h  ~

2010年前后，人工成本急劇上升的大背景下，中國作為世界工廠的成本優(yōu)勢(shì)將不復(fù)以往，同時(shí)人口紅利逐步消失加劇了工業(yè)機(jī)器人替換人工的迫切需求。在汽車制造、電子裝配、倉儲(chǔ)物流以及家裝建材等行業(yè)，工業(yè)型機(jī)器人替代人工的需求更為強(qiáng)烈。

# f- a( L9 f: K: k2 j! ]: S

再談智能制造，更是離不開工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，也是未來實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化的有力保障�？梢哉f，弧焊機(jī)器人、焊接機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等已經(jīng)成為工廠的標(biāo)配。

' E  H- z: E8 }2 E, u. i

最后，政策導(dǎo)向工業(yè)機(jī)器人的趨向也愈加明顯。2016年，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展被寫入“十三五”規(guī)劃，中央及地方密集出臺(tái)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的支持政策，從鼓勵(lì)突破核心技術(shù)壁壘角度出發(fā)，寄期提高國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人在國際市場(chǎng)的占有率與話語權(quán)。

9 z& m/ E; f! y" u6 {3 I

2021年，工信部等15部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確提出到2025年，我國成為全球機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新策源地、高端制造集聚地和集成應(yīng)用新高地，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入年均增長(zhǎng)超過20%，制造業(yè)機(jī)器人密度實(shí)現(xiàn)翻番。

2 d; Z9 q, J% N

為了給工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)輸送更多高端人才，自從2015年教育部首次東南大學(xué)成立首個(gè)“機(jī)器人工程”本科專業(yè)以來，發(fā)展到今天已有超過300所本科院校開設(shè)機(jī)器人相關(guān)專業(yè)。

7 q4 y+ S6 `+ e: D, |  t7 W

在供需兩端的雙重促進(jìn)下，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的銷量快速增長(zhǎng)。根據(jù)IFR數(shù)據(jù)，從2012到2021年，中國工業(yè)機(jī)器人的銷量從2.3萬臺(tái)增長(zhǎng)至26.8萬臺(tái)，10年增長(zhǎng)超過10倍。

( ^0 k! w3 r4 p# ?% I$ M

圖5：全球和中國工業(yè)機(jī)器人銷售量（萬臺(tái)），資料來源：IFR，中信證券

, K! s2 M% V. S" {* c8 V% o3 h8 n' ~

4、走出國門，融合海外一流技術(shù)

國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人成長(zhǎng)的另一典型路徑是積極融合海外一流技術(shù)。實(shí)際上，這也一直貫穿國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展始末。

早在1985年，沈陽自動(dòng)化所就引進(jìn)美國有纜中型觀察用水下機(jī)器人生產(chǎn)技術(shù)，在消化、吸收的基礎(chǔ)上研制出具有水下作業(yè)功能的有纜遙控中型水下機(jī)器人RICON-IV-300-SIA。

在1991年，為實(shí)現(xiàn)潛深6000米的目標(biāo)，沈陽自動(dòng)化所與俄羅斯遠(yuǎn)東海洋技術(shù)問題研究所合作開發(fā)CR-01型水下機(jī)器人。最終，耗時(shí)僅用3年、不到2000萬元人民幣，沈陽自動(dòng)化所就研制出國外用10年、3000萬美元才能完成的深海潛水器。

+ ]; ?" E" z. [5 l; S

除此之外，類似的成功案例在民營(yíng)企業(yè)中不在少數(shù)。他們的啟發(fā)效應(yīng)為行業(yè)發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。

比如埃斯頓在2019年收購焊接機(jī)器人百年品牌德國Cloos之后，成為焊接機(jī)器人領(lǐng)域的頭部企業(yè)。通過吸收Cloos的技術(shù)，埃斯頓順利推出三檔焊接機(jī)器人，獲得1+1＞2的效應(yīng)。

再比如美的集團(tuán)收購德國庫卡的案例。從2016年年初開始，美的開始向庫卡發(fā)起收購要約，并在2017年最終完成收購。如今庫卡已經(jīng)全面屬于美的，美的正在快速消化吸收庫卡的技術(shù)，加速實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代，有望促進(jìn)中國的工業(yè)機(jī)器人制造技術(shù)再上一個(gè)臺(tái)階。

從2014年以來，我國已連續(xù)9年成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)國，工業(yè)機(jī)器人的身影遍布各行各業(yè)。但相比歐美等發(fā)達(dá)國家，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人使用密度仍然較低，仍有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展空間。

7 u% R3 e1 \; p, f  Q. G5 [( ^

根據(jù)申萬宏源的市場(chǎng)測(cè)算，預(yù)計(jì)2026年中國工業(yè)機(jī)器人出貨量分別約為60.6萬臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模約1212億元。

+ ^6 z5 V2 L5 @

圖6：2026年工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算，資料來源：IFR，申萬宏源

03 沖刺：技術(shù)還是商業(yè)？
  e* e  ^4 l/ J3 o8 t0 F

四十年不懈追趕，中國已經(jīng)成為全球第三個(gè)具備工業(yè)機(jī)器人完整產(chǎn)業(yè)鏈的國家，從核心零部件到機(jī)器人本體，再到系統(tǒng)集成，都有不少杰出的企業(yè)代表�？梢哉f，我國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已從當(dāng)年仰慕海外品牌蛻變到現(xiàn)在自強(qiáng)自信的“不惑”階段。

從競(jìng)爭(zhēng)格局來看，我國工業(yè)機(jī)器人大片市場(chǎng)仍被外資品牌占據(jù)，從數(shù)據(jù)上看，2021年，工業(yè)機(jī)器人“四大家族”共占據(jù)41.5%市場(chǎng)。

) U. D9 _2 X- y& P

相信有人會(huì)感嘆，這么多年過去了，為什么外資品牌還在牌桌上面？國內(nèi)一些領(lǐng)域的機(jī)器人已經(jīng)做到完全國產(chǎn)化，早已可以“上天入�！保�比如“潛龍”系列深海自主水下機(jī)器人和“嫦娥三號(hào)”月球車。國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人何時(shí)到達(dá)沖刺階段？

2 n. A4 }  [, o) O8 u5 S" Z1 T: m4 c

國外的工業(yè)化起步早，工業(yè)機(jī)器人有產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，具備長(zhǎng)期先發(fā)優(yōu)勢(shì)和深厚技術(shù)沉淀。畢竟工業(yè)機(jī)器人“四大家族”已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)深耕數(shù)十年。

4 m& f0 l. G. [5 S

工業(yè)機(jī)器人是典型B2B的行業(yè)，穩(wěn)定可靠性是關(guān)鍵指標(biāo)，需要經(jīng)過長(zhǎng)期的驗(yàn)證才能逐步獲得市場(chǎng)和客戶的認(rèn)可。

; g6 k0 s+ p) m. l: g

講完技術(shù)，成本也同樣重要�？瓶柬�(xiàng)目可以不用太考慮成本，但對(duì)于工業(yè)化的產(chǎn)品，一旦工業(yè)機(jī)器人成本過高，企業(yè)的設(shè)備攤銷成本就高得嚇人，替代人工的價(jià)值被大打折扣。所以，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人亟需國產(chǎn)化突破，并且是規(guī)�；�量產(chǎn)的突破，才能在接下來的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

' V5 l# Q; ?1 z0 ]4 h: ~" y) i

更關(guān)鍵的，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)升級(jí)和良好的商業(yè)環(huán)境是相輔相成的。

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，但是汽車及汽車零部件行業(yè)占據(jù)40%以上的工業(yè)機(jī)器人需求。換句話說，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展與汽車行業(yè)休戚相關(guān)。

海外工業(yè)機(jī)器人巨頭與日本和歐洲的汽車整車廠早已形成長(zhǎng)期合作關(guān)系，并相互成就。以日本為例，作為汽車制造大國，早在2008年，豐田汽車的工業(yè)機(jī)器人普及率達(dá)到了85%。在美國汽車行業(yè)的鼎盛時(shí)期，有超過60%的工業(yè)機(jī)器人是用于汽車制造。

, |" k( n9 O+ S/ e& R" _9 H

圖7：2008年新安裝的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域分布，資料來源：IFR，國金證券

言歸正傳，我們需要正視當(dāng)前所面臨的短板與技術(shù)差距。同時(shí)，我們更想強(qiáng)調(diào)一下，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的趕超之路不能操之過急，前景是可期的。

一方面，國內(nèi)傳統(tǒng)制造業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)越來越多領(lǐng)軍企業(yè)；另一方面，我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展釋放了國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的大量需求，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍正在不斷延伸到光伏、鋰電、風(fēng)電等新興制造業(yè)。一句話形容就是，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的商業(yè)環(huán)境越來適宜。

從技術(shù)上看，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正在向智能化、模塊化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展。國內(nèi)在人工智能、3D視覺、圖像識(shí)別等前沿技術(shù)領(lǐng)域的布局，勢(shì)必成為我國工業(yè)機(jī)器人智能化發(fā)展的有力支撐。面向智能工業(yè)機(jī)器人的新時(shí)代，中國隊(duì)已經(jīng)率先拿到了入場(chǎng)券。

/ E1 e! ^  P) D4 }5 l$ X5 o4 {$ h

從零起步到以日德為師，再到現(xiàn)在越來越多的企業(yè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，未來工業(yè)機(jī)器人的世界格局有望被重塑。中國工業(yè)機(jī)器人的精彩篇章正在書寫。

未來，技術(shù)底蘊(yùn)深厚、產(chǎn)業(yè)鏈布局完善的頭部企業(yè)，能夠繼續(xù)搶占外資品牌的份額，持續(xù)壯大。同時(shí)，在我國從制造大國向制造強(qiáng)國的進(jìn)程中，他們還將承擔(dān)更多歷史任務(wù)。

gemiusunyi

協(xié)作機(jī)械臂才是機(jī)械臂發(fā)展的前途，現(xiàn)在的問題是負(fù)載
6 h2 w2 [1 o: }+ `( A9 ^6 W重型工業(yè)機(jī)械，一家一套規(guī)則，簡(jiǎn)單的動(dòng)作折騰老半天，貴的死，產(chǎn)量低，疲軟

初次登錄

一強(qiáng)調(diào)理由，基本就沒什么發(fā)展。
這就好比求職一樣，企業(yè)關(guān)心的是能不能，你怎么才能，沒人關(guān)心這事。

bolu982289

還是有相當(dāng)差距 繼續(xù)努力

江東老歌

            浙江某企業(yè)招聘哈工大博士搞機(jī)器人，搞出來，擺在邊上，還是和安川合作！

hxglty

勃朗特六軸機(jī)器人1.8w，做爛自己也做不死別人

fei1012_lin

hxglty 發(fā)表于 2023-4-28 16:41
勃朗特六軸機(jī)器人1.8w，做爛自己也做不死別人

我也覺得像傳銷
) H3 [9 w  m' @+ Q8 x0 o

chungtat

還是有相當(dāng)差距 繼續(xù)努力

Leonardo程

外國人對(duì)實(shí)用性的要求沒有我們強(qiáng)，這一點(diǎn)上，我們可能趕得上。

sbduowan32

厲害