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    芜湖工业机器人产业创新发展的路径与对策

    作者:吴婷 叶常林 出版时间:2015年11月
    摘要:

    芜湖市自实施机器人产学研一体化项目以来,已成为机器人自主品牌生产中的代表者。本文首先,运用PEST模型分析芜湖市工业机器人产业在政治、经济、社会、技术方面的现有基础,得出其创新发展的路径是产业链式发展。其次,产业链视角下的发展路径实施具体包括产业链外部即产业链形成模式的价值维、供需维、技术维、空间维的调整以及产业链内部的技术改造。最后,创新发展的对策主要有突破核心技术、打造自主品牌、形成产业集聚效应、拓展应用领域、加大宏观政策的保障力度。

    在制造业中诞生的工业机器人(ROBOT)是继动力机、计算机之后出现的全面延伸人的体力和智力的新一代生产工具,已成为柔性制造系统(FMS)、工厂自动化(CFA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。工业机器人产业发展是与制造业产能变迁息息相关的,20世纪50年代初,从美国开始兴起,随后转向日本、德国等国家,20世纪80年代初开始有规律地向发展中国家转移。中国工业机器人产业的发展也是由制造业主推,同时也有国家政策支持、人口红利逐渐消失、劳动力供给下降等因素的辅助作用,但由于其起步晚,产业发展还不成熟,如何在相对落后的前提下实现工业机器人产业的创新发展,迫在眉睫。

    一 工业机器人产业现状和发展趋势

    (一)国外工业机器人产业发展概况

    1.市场现状

    据联合国欧洲经济委员会和国际机器人联合会的统计,从20世纪下半叶开始,世界工业机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头,市场呈现波浪式前进。欧美及一些工业技术先进的亚洲国家在1960年代生产了第一台工业机器人,于1980年代形成产业化发展,随后开始有步骤地转向中国市场。工业机器人产业四大巨头——瑞士ABB、日本发那科、安川电机以及德国库卡都在中国设立了分公司及合资公司,截至2014年,占据国内市场份额60%以上,国外机器人公司在中国的高市场份额,使得跨国公司的品牌占据一定优势。

    图1 2004~2014年全球工业机器人年销量

    2.国外技术发展现状

    国外机器人技术优势主要体现在本体和系统集成上,兼顾核心前沿技术发展。另外,从应用范围来看,主要是集中在个人/家用、医疗、国防/航空上。其中,日本的优势尤为明显。

    表1 主要国家机器人产业优势

    在产业发展模式上,各国都形成了自身的一套发展体系。日本是一种明显的“分层面钥匙工程”,即机器人制造厂商以开发新型机器人和批量生产优质产品为主要目标,由其子公司或其他社会上的系统集成企业来设计制造各行业所需要的机器人成套系统;欧洲是“一揽子钥匙工程”,即机器人制造企业独立完成包括生产和系统设计在内的所有工程;美国采用集成应用、采购与成套设计相结合的模式,即美国国内企业所需机器人是通过先进口,再自行设计、制造配套的外围设备。

    国外工业机器人产业发展虽然历程很长,但在技术上仍有很大的提升空间,如更灵活的移动,更快、更准确的计算处理能力,更强的通信技术,更快速的智能互动等。在发展方向上也会更多地向人机交互、与机床更易融合、能够简化编程、为小批量生产和不同类型生产服务转化。

    (二)中国工业机器人产业发展概况

    1.市场现状

    中国经济的发展,尤其是装备制造业的发展,推动了工业机器人产业的发展。中国的工业机器人产业虽起步晚,但市场持续表现强劲,市场容量不断扩大,主要表现在市场销量、增长速度、区域布局等方面。2013年,中国工业机器人市场销量首超日本,而据中国机器人网提供的最新统计数据,中国工业机器人年均增长率约26%,未来中国将成为世界最大的机器人产销国,成为全球机器人增长速度最快的重要市场。国内出现了以沈阳新松公司、哈尔滨博实公司和广州数控、安徽埃夫特、南京埃斯顿等为代表的机器人企业。

    图2 2010~2014年主要国家工业机器人年销量

    图3 2010~2014年中国工业机器人年增长率

    表2 我国工业机器人总体布局和相关指标示意

    2.国内技术发展现状

    现阶段中国工业机器人发展模式主要是仿照美国模式,靠进口拉动内需,这导致与国外相比,在技术指标、大型高端工程应用、品牌效益、产业链等方面中国工业机器人发展相对不足。

    (1)技术指标:在工业机器人的技术参数,如无故障运行时间、定位精度、定位速度以及精度保持度等方面,我国与国外相比有一定差距。其主要原因在于核心零部件,如减速机、伺服电机、控制器等大都要从国外进口,高成本削弱了价格竞争力;在加工工艺方面,国内厂商热处理技术不过关,不仅使得零部件在短时间内就生锈报废,而且直接影响了工业机器人的控制精度。

    (2)大型高端工程应用:国内机器人企业主要承担的是一些技术含量不高的集成加工、售后的维护保养等工作,承担大项目或高端项目的经验比较少,核心技术的研究开发更是缺乏,使得国内员工在单位时间内创造的价值跟国外相比差距明显。

    (3)品牌效益: