在2013年開始成為全球最大市場后,2014年更以50%的增幅成為單項幅度的全球冠軍。中國機器人產業聯盟提供的數據顯示,在接下來的10~15年時間里,中國的機器人產業將繼續保持“全球最大市場”的體量,也將是增幅最快的市場。
在沒有核心知識產權的產業背景下,甚至缺少研發能力的先天不足中,想要成功實現區域經濟的“轉型”,這樣的創新型愿望尋找到了一個突破口:“機器人”。
一位長期從事機器人研究的專家表示,國內有感機器人產業發展的熱情程度像是“拼了命”,這個可以從國內已經堅稱要發展的約80個機器人產業園的數量上看得出來,但從中反映的現狀卻是,中國智能制造業想避免“低水平競爭”而直面“如何低谷崛起”的課題。
“機器人”=“機器”+“人”
就像手機從“移動電話”發展成今天的“智能通訊終端”,中國機器人產業聯盟理事長、新松機器人(300024.SZ)自動化股份有限公司總裁曲道奎認為,雖然手機在名稱上并沒有發生任何的變化,但是“產品的內容”已經發生了實質性的變革,而“機器人”也同樣面臨著同樣的變化。
“在工業4.0背景刺激下,產品需要重新定義。”曲道奎青睞于使用“機器+人”的概念,前面體現機器的屬性,后者則是未來要重點發展的“智能”領域,也就是提高機器人的智力水平,并讓它“越來越接近人”。
對于目前的機器人類型,大體上可以分為工業機器人、服務型機器人和特種機器人3種類別。
曲道奎稱,“機器人”的名稱在使用上有些“泛濫”的趨勢,而很多不具智能的機械裝置都被稱為“機器人”。這在一定程度上導致了“機器人產業”的魚龍混雜,也在表明該產業水平從低劣到高端的發展不均衡。
根據曲道奎的區分,機械裝置的結構空間實現方式為3軸以下的可以稱為“機械裝置”,而非“機器人”,至于擁有3軸~5軸的數量則屬于低端水平的“機器人”,只有達到6軸的才屬于動力學意義上的“機器人”。這意味著,作業點在三維立體空間中可以使作業裝置到達某個要求的作業點,同時在作業點上形成同樣處于三維立體空間的作業方向。
就像人類的進化先進入單細胞生物的階段,這也是現有的工業機器人的“鼻祖”。要是這個裝置發現作業點存有障礙并能主動識別、修正、重新計算、調整時,某種意義上具備了“智能”,這就像人在步行時遇到水塘,是考慮跨過去,還是繞過去相類似。
曲道奎從事機器人工業研究長達數十年。“人的雙手完成著70%的工作量,”曲道奎說,“所以工業機器人的出現正是出于人們對重復性、精確度、危險性工作的無法勝任,從而尋找更適合的替代物。”
但他提醒注意一個有趣的現象,工業機器人目前廣泛為“機械臂”,而非“機械手”。“分解來看,手和臂的最大區別在于靈活性和智能程度。”曲道奎說,這也證明機器人發展的方向,從“臂”到“手”的不斷升級,再給這“手臂”加上能識別物體、可以移動的“腿”,新型工業將具備足夠的發展基礎。
這還遠遠不夠,曲道奎設想了未來的一幅圖景,機器人可以解決物流輸送、搬運等機械工作,一旦產生“機器人在智能上的聯合”,將能形成物流、信息流的交互,這就是曲道奎眼中的工業4.0的圖景之一。
為此,曲道奎深感有重新定義“機器人”的必要,他的定義公式有3項內容:工業機器人、移動機器人和按照制造環境加以區分的“潔凈機器人”。后者的存在試圖區別于自然環境和人造環境下的制造業,如對潔凈度、溫度、濕度、真空與否的環境提出要求的工業種類日益繁多,像生化制藥、光伏太陽能、生命科學都存在客觀上對機器人的需求。
作為中國機器人產業聯盟的理事長,曲道奎可以了解到國內各類型機器人的發展水平。他解釋,國內的工業機器人水平大多未達到“人”的程度,不僅靈活性保證不了,而且感知系統也沒有“人的樣子”。
“為什么引進‘人’的能力,就是‘機器人’應該逐漸具備網絡通信能力、協調能力、感知能力和目標識別管理能力等多項本領。”曲道奎說。
于是,曲道奎更愿意將“機器人”=“機器”+“人”。
產業的“阿基米德點”
更進一步講,“機械手”在機器人產業所占多大“容量”時,曲道奎的判斷是“永遠不會大”。而在形容這一產業規模時,曲道奎借用了麥肯錫的估算值估計,全球市場將在數年內達到每年數萬億美元的規模。
曲道奎認為,工業機器人的市場競爭最為激烈,也是迄今技術發展最為成熟的產業,但面臨著“附加值最低”的競爭格局。
“99%的國內廠家在從事機械手等工業機器人的生產。”曲道奎給出的這一數字被認為反而成就了新松機器人公司的優勢。
從產業發展的普遍規律來看,國內機器人產業尋找產業發展的支撐點并不是一件易事,但該產業有兩個支撐點:技術和市場。
“沒有市場支撐,就很難塑造成熟的產品,很多專利推送不出去,技術上并不成熟,也不全面。”曲道奎說,一旦脫離了市場,最高端的技術因為欠缺“成果轉化能力”而成為“空中樓閣”。
這是要走上產業化的道路一定繞不開的話題,關鍵在于如何撬動市場和技術兩個支撐點。
曲道奎的“信心”來自于新松著力建設的可以覆蓋“三大領域”的產業鏈,“在99%國內廠家注重機器手等工業機器人的研發和生產時,只有新松正在全面布局各個領域。”
在曲道奎所定義的機器人產業領域中,工業機器人的生產技術位于龍頭地位,達到了目前國際通用的先進水平,至于移動機器人領域,已經出口到了20多個國家和地區,更在國內汽車制造業中占據了90%以上的市場份額,但國內市場占有率目前并沒有最新的統計數據。而出品30多種類型的潔凈機器人則目前為國內唯一的供應商。
按照傳統的工業、服務和特種進行產業區分的話,其中的服務型機器人在高端陪護、醫療手術、臨床養老等領域也處于“國內前沿”。
曲道奎希望在技術和市場的支撐過程中,新松從核心技術的突破,到核心產業的形成,最終發展成為工業4.0背景下的系統方案解決商。
該產業的真正“阿基米德點”或許在于“頂層設計”。“應該在國家層面作產業的引導,解決發展趨勢的問題,”曲道奎說,“讓大家都明白,在第四次工業革命背景下,我們更應著眼于什么是應該發展的,以及面向未來發展的前沿產業,就像要發展汽車行業,可不能將汽車搞成拖拉機產業。”
深諳行業背景的曲道奎認為,很多機器人關聯企業在從事二三十年前已被淘汰的事情。因此從國家決策層面而言,曲道奎建議,要盡快創設一些大的交流平臺、創新工作機制,完善國家標準、解決具有行業共性和先進性的問題。
“簡單來講,就是不能作‘機械手’的規劃,而應該從事‘機器人’的規劃。”曲道奎說。
中國發展機器人產業格局
根據中國機器人產業聯盟提供的數據,在工業機器人的市場份額中,來自國外的廠家占據了很大的市場,特別是在汽車制造領域,同類型的市場份額約為43%~46%。
曲道奎解釋,這與中國汽車行業中,外資或中外合資的汽車公司占據半壁江山有關系,而且國外的汽車公司總是青睞于本國的機器人生產線。
相關數據還顯示,在非汽車制造領域,未來的3~5年內,國產工業機器人的比例將提升至25%左右。在曲道奎看來,這比較符合后發市場的特征。
在中國機器人產業的格局中,曲道奎用了“熱”和“亂”來形容。他認為,雖然任何事物在發展過程中會出現“無序”的過程,即便是“必經過程”,但也要避免低水平的惡性競爭。
然而,曲道奎認為,“發燒”的不僅只是產業,還有各級“機器人產業園”。“產業園作為‘集約式發展方式’之一,由于網絡和現代物流對于產業的介入,該方式逐漸與地理位置的關系進一步弱化。”曲道奎稱,但各類產業園的數量增多可能有幾個方面的原因。
首先,機器人產業園所在地政府可能沒分析清楚與當地經濟結構的關系,園區是否足以配套當地的經濟發展。
“其次,高新技術雖然是誰都想發展的好東西,但它需要一定的轉化能力,尤其是機器人產業體現了技術、人才、資本高度密集的產業特征。”曲道奎說,雖然地方經濟的發展從出發點上是對的。他同時又指出,產業集聚對供應鏈的運營成本降低有明顯好處,在某種意義上并不是件完全的“壞事”。
認知智能要有所突破
曲道奎還對機器人行業的技術發展進行了預測。他認為,要實現智能化的設備,必須具備三方面的智能儲備:計算智能、感知智能、認知智能。
“前兩項是需要重點發展的,但目前技術尚未達到認知智能的階段。”曲道奎說,而在行業的人才培養上,應用維護型人才會形成較大的缺口,會創造更多的工業機會。
但讓這名專家感到憂慮的是,由于機器人將越來越多地介入生產領域,低技能的勞動者將被淘汰出局。這些原本屬于人的工作由機器人所替代后,勞動者如何實現分流,會不會形成大批量的勞動力轉型將是個大的社會問題。
但曲道奎樂觀地表示,隨著工業革命的升級,也必將實現人在勞動就業方面的轉型和升級。
園區“全套產業鏈集聚”絕無可能
對于眼下的“機器人產業發展熱潮”,一名長期從事科研的國內知名專家洪勁(化名)坦言“很擔心”,他既想“潑冷水”,又不能“潑冷水”。
專家的“態度”和機器人產業發展現狀有關:大型機器人產業園紛紛上馬,全國多省市要大力推進機器人制造業,重慶、遼寧更是投資200億元發展相關產業。
受訪專家認為,作為高投入、高技術和綜合集成的制造業,工業機器人產業存在較高的門檻。
“否則,這一行業為何發展至今,全球只有ABB、安川等屈指可數的‘四大家族’。”洪勁說,全球在整機生產和零部件方面的知名廠商也不過20~30家。
洪勁的學生們擔任著多家知名機器人公司的高管,洪勁也熟知這一產業公開的前沿發展信息。
洪勁認為,從產業發展的角度來講,全產業鏈在單一的區域進行完整的生產,這屬于“優勢平均”的做法,不僅布局不科學,也不符合現有的市場規律。
某重點高校智能制造及機器人重點實驗室副教授王力也曾主導調研了國內機器人產業戰略和布局。
其報告數據顯示,國內機器人產業園已多達80余家,其中不乏縣級的機器人產業園,多數聲稱要實現“全產業鏈發展”的園區。
“就拿‘四大家族’說事兒,它們自身也無法實現機器人生產的全套產業鏈,”王力說,“比如,德國庫卡強在控制器上,其本體、傳感器和減速機通常外購,日本發那科則擅長解決控制器和電機等問題,其他的不作過多產業投入,而這與眼下某些國內一些機器人產業園號稱‘全產業鏈集成打造’的說法大相徑庭。”
換句話說,在該行業中,要想實現全套產業鏈,從現有的園區技術水平和客觀環境上不太現實,而生產完整的機器人產品則可能發生。
這從中也反映出機器人的產業布局并不合理。洪勁稱,以工業機器人舉例,它更多地與高度自動化的流水線結合在一起,因此在汽車、摩托等產業重點分布的城市,也具有了相應的機器人產業發展的可能,像是國內知名的機器人生產企業、安徽埃夫特智能裝備有限公司的背后是龐大的奇瑞汽車生產線。
至于國內的技術水平能否“達標”,洪勁說,雖然國內實現了機器人產業通常的技術儲備,但總體水平發展相對落后,最新的市場占有量仍為“四大家族”掌控。
洪勁想給過熱的機器人產業“潑冷水”,原因就在此。
在這個泡沫過程中,國內現有的機器人產業發展過程中,多數智能制造生產廠家將在數年內被淘汰。
洪勁的數字是“50%”。但多位受訪的業內人士稱,該數字“略顯保守”。業內部分觀點為,同樣的數字可以高達80%以上。
企業觀念上的“泡沫”
洪勁認為,從長遠來看,機器人產業的發展是個“好事”。該產業對于國內經濟、社會的好處正在收獲足夠的例證,醫療、健康、養老、安保等產業的機器人應用前景廣闊、影響深遠。正因為機器人能體現國家的科研水平,所以要堅定不移地發展。
在該產業政府引導、高校支持、廠家落地的產業格局中,國內多所高校和科研院所正扮演著重要的角色,甚至“如果沒有高校的研發能力,機器人產業要想在發展思路和人才梯隊上獲取支撐則根本無從談起”。
另一方面,企業也具有在產業上的自身訴求和布局設計。研發和投產這兩種思路是否可以謀劃該產業的未來,也正是洪勁等專家所迫切要解決的問題之一。
王力在長期調研中對這一產業的發展“時限”制定出了一個量化指標:5~10年。
這一指標反映出某種行業的“危機感”,如果機器人產業未能在該時限內取得突破性進展,那將或許再等上30年。
他解釋,任何產業都有發展的“窗口期”,而能否縮短產業距離,關鍵看這段時間里能否出現關鍵性的突破。
王力稱,在和業界的交流中,有20%~25%的概率會碰到正在尋找科研力量、來自企業的“投資機會”,這反映出不具有研發能力的企業在商業嗅覺上的敏感程度。
但在更進一步的了解中,這些企業的“投資觀念”會集中在諸如先進制造、工業4.0的“概念跟風”上,僅僅表現出興趣,欠缺行業發展應有的深度和成熟的規劃。
“企業往往想投資數千萬、數億試圖打開局面,事實上這不光是資金的問題。”王力認為,科研上的這些想法與企業“迅速投產,早日收益”的思路無法完全吻合。
王力與企業交流時指出,投產機器人需要配備50~100個研發人員、周期至少2~3年時,企業家往往會感到“很驚訝”:“我如果向你們實驗室購買技術,可以解決這一問題嗎?”
洪勁在從事科研外,還時常作產業調研。就在采訪進行的兩月前,即今年8月中旬,洪勁走訪了逐步實行“機器換人”的江浙多家制造企業。
“其中的一家表示,將投產6億多元殺入機器人制造行業,”洪勁回憶,“該企業對發展哪種機器人事實上并不清楚,甚至聲稱要發展‘全套產業鏈’。”
王力稱,企業在作機器人產業定位時,究竟是“生產機器人”,還是“使用機器人”,有時也會發生混淆。對于前者,則存在不低的門檻,而隨著技術的發展和應用能力的加強,后者的門檻將越來越低。
對于眼下的機器人產業過熱的現象,洪勁說,在產業熱情高漲時,不能“潑冷水”了事,因為產業發展中總會發生“過程浪費”。
關鍵在于,“浪費”如何減少。換句話說,“泡沫”不要太大,又要發生得有意義。
需要系統開發產業鏈
在個人工作履歷上,洪勁不僅長期從事智能制造設備的研究,而且曾數次主持地方以及全國的機器人產業發展的政策設計。
洪勁認為,如果過熱的產生引發了一些思考和經驗,那也是值得的,畢竟作為新興產業,其發展還需要走很長的一段路。
然而,在應對機器人產業過熱時,政府需要發揮引領的作用。洪勁認為,其中有3個方面的工作必不可少:各省市相關委辦在該產業上形成集成辦公、統一指揮的機制;科學制定的產業發展路線圖一定要貫徹和執行,不能走走停停,因人而異;引導產業發展與科研緊密結合,在長期應用中得到完善和發展。
洪勁稱,提出第一項“建議”的原因在于“過多部門”提出了機器人產業發展政策和路線圖,涉及國家層面的就有多個部門,如發改委、工信部、科技部,到了省市層面,自然也少不了經信委、科委等單位的多頭關心。
“產業政策扶植是好事,但政策混雜和繁多,容易出現管理缺口和盲區,產業交叉區域又會互相牽扯,形成不必要的浪費。”洪勁稱,既定的發展路線也不能說變就變,或者變幻無常。
在他看來,機器人的產業鏈應該是個“系統”,因此政府部門在引導產業發展時,需要“系統地做好”。
用他的話來講,機器人產業發展不能局限于設備制造,它應該與金融工具的使用、創新能力的提高密切結合,最終形成從產業布局到產品設計、制造出爐到市場培育、企業管理到產業扶植、科研成果轉化成現實生產力的整一條產業系統,而非簡單地以“機器人產業園”草草了事。
機器人產業有兩個門檻,第一是技術上的門檻,即便頭腦發熱,也無法立即進入;第二是只能依靠積累,只有老老實實地走技術積累和長期應用的道路,中間沒有捷徑。
洪勁的擔心在于,有些廠家利用“工業4.0”、“制造2025”等概念來從事與自身能力并不匹配的生產行為,而一些園區也只是借用“機器人”概念來拿地,走開發、招商、孵化、產出的老路。一旦不具備先天優勢,這樣做的后果可能是人財兩空,光剩下空殼的園區。
“某種程度上,產業集聚還不如人才先集聚。”他說。
洪勁根據自己的設想,國內的北京、上海、沈陽、重慶和西安等地也極具產業實踐的能力,“未來在中國出現10個頗具規模的產業發展區域應該沒問題。”洪勁的信心部分來自國內正在從事研究的課題。
“國外進行的,國內也多數在研究性操作。”洪勁說,他之前在德國看到的腦電波機器人,也就是意念控制的機器人,現在國內有些實驗室也在進行類似的研究。
但他提醒,在涉及機器人產業的政府機構、企業和配套政策之外,科研人員的“心理低谷”值得注意。
科研人員的“心理低谷”
王力目前負責國內智能制造及機器人重點實驗室的研究和管理工作。在機器人工業所涉及的剛度、精度和速度3個領域中,該實驗室力主解決這些問題。
但王力坦承,實驗室最大問題在于研究成果向實踐方向的轉化。“在目前的研發體制上,科研成果在孵化后直到成果的分配中,科研人員所能得到的分配水平在整個生產鏈中處于最低位。”王力說,但實驗室在運營過程中需要不停地“拆東墻,補西墻”。
王力指的是,用已經轉化為應用的研究收益再次投入到科研的基礎研究中,即便如此,經費非常入不敷出。
王力分析其中的原因,發現“高速發展的機器人產業對于知識重視程度不夠”。
“企業家顯得急功近利,對基礎投入較為輕視,而現有的保障制度對科研人員來說并不完整,在實驗室的市場成果轉化行為上,基本都自負盈虧。”王力認為,若這一問題長期得不到解決,不僅阻礙科技成果的孵化,而且會再次引發一些傳統制造業的“老路”,即“低價競爭”。
由于企業通過購買國外專利、核心技術來組裝、實現自己的生產能力,所參與的競爭無非是“人工成本的高低”,而非“技術的領先與否”,所激烈參與的都是“低端市場”。更嚴重的情況或是,廠家只學會了“抄襲”,而漠視了根本的基礎投入。
王力認為,只要有產業局限于這一模式,將很難形成自主發展能力,自然無法實現“中國制造2025”。
產業節奏如何“不溫不火”?
王力在指出機器人產業發展“短板”的同時,建議可以分析兩個現象來更好地理解這個行業的發展前景。這兩個現象分別是“3D打印熱”和“機器人熱”。
“在美國四五年前提出先進制造業的回歸,對3D打印的投資不到2億美元,但國內號稱要用5年的時間花費150億元來發展這一產業,這當然有我們產業落后,以及先進國家工業體系完整的客觀因素,但我們是否如此花費巨大,就能短時間內起色呢?”王力說。
他認為,國內的機器人產業也可以發現“急忙趕超”的動力原因,投資方式幾乎都是巨大的,問題在于我們是否足夠重視基礎投入,人才培養是否形成了梯隊,而衡量這一產業引導方式的“成本產出”是否在合理范圍內?
“你可以發現,國外在發展這一產業時總是‘不溫不火’,卻在合理的發展節奏上,也就是在資源配置過程中避免了過多的不科學的浪費。相比較,我們總是‘行業紅火,有的時候需要人為冷卻’。”王力說,只有不作出巨大的資源浪費,卻能引領技術潮流的發展變局才是機器人行業所真正需要的。
采訪的最后,洪勁向記者描繪了一幅機器人未來的產業圖景:在醫療機器人的世界里,機器人懂醫生要什么,醫生也明白作為助理的“機器人”能做什么。
但他也毫不客氣地指出國內這一產業的現狀:先進的機器人已經學會了自行站立,即便摔倒后也能重新站起來,我們也才剛剛起步。