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中国的机器人未来
发表时间:2016-08-12 16:40来源:《装备制造》 字体:[][][] [打印] [关闭]

    《机器人产业发展规划(2016-2020年)》解读

    工业和信息化部装备工业司

    为贯彻落实《中国制造2025》总体部署,推动我国机器人产业健康可持续发展,2016年3月21日,工信部、国家发改委、财政部联合印发《机器人产业发展规划(2016-2020年)》(以下简称《规划》)。

    《规划》综合考虑国内外机器人产业现状及未来发展趋势,针对机器人全产业链上的瓶颈和问题,提出了我国机器人产业“十三五”期间的总体发展目标——“形成较为完善的机器人产业体系。技术创新能力和国际竞争能力明显增强,产品性能和质量达到国际同类水平,关键零部件取得重大突破,基本满足市场需求。”并从“产业规模持续增长、技术水平显著提升、关键零部件取得重大突破、集成应用取得显著成效”四个方面提出了具体目标。规划目标是引导和促进规划实施的重要手段,是推动规划落实的重要方向。

    完善产业体系,实现规模与技术双突破

    规模化是产业发展的必由之路

    规模化、集群化是现代产业发展的趋势,是发展战略性新兴产业的必由之路。规模化发展能够实现产品的统一和标准化,降低单位成本,有利于管理人员和工程技术人员的专业化,有利于新产品开发。

    我国开展机器人研发并不晚,早在20世纪70年代就已开展相关研究,先后经历了80、90年代的原型和示范阶段,国内很多大学和研究机构开展了大量研究工作,取得了丰富成果。但由于当时我国工业化进程和市场需求等因素尚未达到机器人发展所需阶段,产业化与应用进展缓慢,远未达到规模化生产的程度。2010年以后,在工业转型升级等市场需求的拉动下和各项政策措施的鼓励下,我国机器人产业开始加速发展,按照国家统计局的数据,2015年我国工业机器人产量为32996台,同比增长了21.7%,其中自主品牌工业机器人产销22257台(中国机器人产业联盟数据),同比增长了31.3%,自主品牌保持了更快的增长速度。

    未来五年,我国机器人产业发展的一个目标是提高产业化能力、提升市场占有率,并在中高端产品方面实现突破。今年年初,工业和信息化部对全国机器人产业情况进行了摸底调查,初步统计我国涉及机器人生产及集成应用的企业800余家,其中200多家是机器人本体制造企业。但大部分企业以组装和代加工为主,产品主要集中在三轴、四轴的中低端机器人。因此,“十三五”期间工业机器人方面,六轴及以上工业机器人产品的规模化、产业化能力的提高是重中之重。从产业发展速度和市场需求增长趋势分析,到“十三五”末,我国自主品牌工业机器人年产量将达到10万台,其中六轴及以上工业机器人年产量约占一半左右;服务机器人将随着感知系统、灵巧操作系统等技术的突破和发展,在助老助残、医疗健康等领域实现小批量生产及应用,并在教育、娱乐、安防、救灾等领域使服务机器人实现商业化,我国服务机器人产业规模有望超过300亿元。

    为贯彻落实《中国制造2025》总体部署,推动我国机器人产业健康可持续发展,2016年3月21日,工信部、国家发改委、财政部联合印发《机器人产业发展规划(2016-2020年)》(以下简称《规划》)。

    《规划》综合考虑国内外机器人产业现状及未来发展趋势,针对机器人全产业链上的瓶颈和问题,提出了我国机器人产业“十三五”期间的总体发展目标——“形成较为完善的机器人产业体系。技术创新能力和国际竞争能力明显增强,产品性能和质量达到国际同类水平,关键零部件取得重大突破,基本满足市场需求。”并从“产业规模持续增长、技术水平显著提升、关键零部件取得重大突破、集成应用取得显著成效”四个方面提出了具体目标。规划目标是引导和促进规划实施的重要手段,是推动规划落实的重要方向。

    技术提升是产业发展的核心所在

    技术创新是机器人产业发展的重点任务之一,强化产业创新能力的根本目的是提升产业国际竞争力、更好地满足日益增长的市场需求。近年来,在国家相关科技计划的支持下,我国机器人产品在技术性能和设计水平上有了长足的进步。工业机器人方面,已基本掌握设计、制造、应用过程中的多项关键技术,开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、喷漆等工业机器人。服务机器人近年来也开始起步,随着各项技术的突破,水下机器人、极地科考机器人、核工业机器人、救援救灾机器人、手术机器人、清洁机器人、模型无人机等各类自主研发产品不断涌现。但总体来看,我国机器人产品同国外先进水平还存在一定差距,其中工业机器人在速度、载荷、精度、自重比等方面相对落后,服务机器人在自主决策、脑机接口和智能感知等关键技术及前沿技术研究上仍较落后,概念性产品较多、产业化产品很少。

    随着机器人在工业生产领域应用的不断扩展,为适应更加复杂、精细、快节拍的作业,工业机器人要在高速度、高精度、重载荷、智能化、低噪音、超洁净、多机协调等方面进一步提升,争取到“十三五”末主要技术指标达到国外同类产品水平;服务机器人应重点突破人机协同与安全、信息技术融合、生机电感知与融合等关键技术,提升医疗健康、家庭服务、反恐防暴、救灾救援、科学研究等领域服务机器人技术水平,接近国际水平。促进我国机器人产业在未来五年实现健康快速可持续发展。

    随着制造业智能化的全面推进,传统机器人所能完成的工作范围,无法适应新的制造方式和商业模式,新一代机器人将在数字化车间、智能工厂中扮演更为重要的角色,未来应用空间将更加广阔。在新一代机器人领域,重点开展人工智能、机器人深度学习等基础前沿技术研究,突破机器人通用控制软件平台、人机共存、安全控制、高集成一体化关节、灵巧手等核心技术,实现智能机器人创新应用。

    关键零部件是产业发展的基础

    关键零部件是机器人产业发展的基础,是决定机器人质量、性能的关键所在。我国在机器人关键零部件研发方面取得了一定的成绩,研制出了交、直流伺服电机及驱动系统、光电编码器、滚珠丝杠、液压元部件、谐波减速器等关键零部件。但总体而言,我国机器人关键零部件的研发和制造能力还比较薄弱、技术水平较低、性能质量不高,并成为一直以来制约我国机器人产业发展的短板问题。

    目前我国工业机器人所需精密减速器、伺服电机及驱动器等关键部件约占多关节工业机器人成本的70%左右,特别是性能可靠的精密减速器、高精度传感器等国内能够提供规模化生产的企业还很少。虽然一些企业已经实现了部分关键部件的国产化,但在批量生产时的性能稳定性、质量可靠性方面还有待提升,这一问题如得不到解决,将阻碍国产机器人整体质量、性能的提高,影响产品市场竞争力,使产业难以可持续健康发展。

    因此,《规划》提出在“十三五”期间,要在机器人用精密减速器、伺服电机及驱动器、控制器方面取得重大突破,性能、精度、可靠性达到国外同类产品水平,并要在六轴及以上工业机器人中实现批量应用,市场占有率达到50%以上。

    集成应用是产业发展的重点环节

    技术应用与社会需求相结合是推动机器人产业快速发展的重要因素,扩大集成应用是促进机器人产业化的重点环节。

    从目前机器人普及率较高的汽车行业看,由于这一领域聚集了大批专注于汽车制造工艺的机器人系统集成商,且与汽车厂商保持长期合作关系,能够为汽车技术提升及时提供工艺改进解决方案,推动了机器人在汽车制造业的广泛应用。随着市场对机器人认可度的不断提高以及机器人应用工艺水平的提升,机器人应用正从汽车行业向其他领域延伸,特别是量大面广的制造业将为机器人带来更加广阔的市场,未来3C、物流、食品加工等行业对机器人的需求都会较快增长,机器人的大规模应用将为国内系统集成商带来发展机遇。

    与国外同行相比,国内集成商虽然发展时间较短,企业规模相对较小,在汽车等机器人高端应用领域无法与国外集成商抗衡,但也拥有许多本土的比较优势,包括渠道优势、价格优势、服务成本较低等竞争优势。特别是国内集成商更熟悉下游应用行业的需求和特点,只要能够更多针对用户的工艺和生产设施,提供更加简化、易操作的自动化设备,及时满足用户提质增效的需求将大有作为。

    “十三五”期间,我国机器人产业要把握机遇,充分发挥本土服务优势,把握下游用户的需求特点,增强整体解决方案的提供能力,从典型领域示范应用着手,总结成功经验并加以推广,形成示范效应,实现机器人在重点行业的规模化应用,争取到“十三五”末制造业每万名工人机器人拥有量达到150以上。

    市场快速增长,机器人产业体系逐步形成

    市场快速增长

    机器人作为《中国制造2025》的重点发展领域之一,是智能化和数字化技术的主要代表,是实现智能制造的关键装置,是衡量一个国家制造业水平和核心竞争力的重要标志。近年来,我国机器人产业在劳动力成本上升、人口老龄化加剧、制造业转型升级等多重因素影响下得到快速发展,自2013年起,我国已成为全球第一大工业机器人市场。2009~2014年我国工业机器人市场销量以年均59.5%的速度增长。

    根据中国机器人产业联盟(CRIA)最新统计,2015年国产工业机器人销量达22257台,比上年增长31.3%。与此同时,服务机器人市场也开始迅速增长,清洁机器人以每年倍增的速度在普及,家庭娱乐用无人机在国内越来越受到欢迎,两轮平衡车性价比明显提高并逐渐被国内用户所接受,骨科机器人、胶囊机器人等代表性产品也已经在重点医院进入临床应用。预计到2020年,我国自主品牌工业机器人年产量将达到10万台,服务机器人年销售收入有望超过300亿元。

    产业体系逐步形成

    在市场需要增长的驱动下,吸引了国内众多大学和研究机构、企业的广泛参与,在机体结构、驱动和控制等方面取得了一批研究成果,为我国机器人产业的发展奠定了技术基础。工业机器人及关键零部件性能水平不断提高,为不同生产领域用户提供应用机器人系统成套装备的能力不断增强,用于医疗健康、家庭服务、救灾救援、科学研究等领域的服务机器人也纷纷亮相,涌现了一批有竞争力的服务机器人生产企业,我国机器人产业体系正在逐步形成。

    随着机器人产业在我国迅速升温,企业数量快速增长,一些地方出现了重招商轻创新和人才培养的现象,同质化竞争加剧,产业“小、散、弱”突出,质量保障和市场公平竞争制度亟待完善,企业技术创新的持续投入不足,自主品牌认知度低,推广应用难等制约产业健康发展的问题日益显现。

    “十三五”产业发展方向明确

    针对上述问题,《规划》提出“十三五”聚焦“两突破”、“三提升”,即实现机器人关键零部件和高端产品的重大突破,实现机器人质量可靠性、市场占有率和龙头企业竞争力的大幅提升。重点做好推进重大标志性产品的率先突破,大力发展机器人关键零部件,强化产业创新能力建设,着力推进应用示范和积极培育龙头企业五项主要任务。

    贯彻落实《规划》的主要任务,加快提升产业创新能力,遏制高端产业低端化发展倾向,促进我国机器人产业健康发展,需要政府、行业组织、企业、研究机构等多方共同努力。一是国家和行业层面要加快机器人标准及质量认证体系建设,通过行业规范条件,形成制度约束。二是各地政府要正确把握机器人技术和市场发展的规律性、客观性和方向性,清醒认识当地发展机器人产业资源禀赋,鼓励政策的着力点要向技术研发、人才聚集、差异化发展倾斜,避免低水平重复建设。三是企业应着眼长远发展,增强技术创新意识、质量意识、服务意识,打造核心竞争力。

    构建机器人创新体系

    “创新驱动”是机器人产业发展的基本原则之一。根据制造强国战略部署,围绕重点行业转型升级和新一代信息技术、智能制造、增材制造、新材料、生物医药等制造业领域的重大共性需求,加快创建形成以创新中心为核心、以公共服务平台和工程数据中心为重要支撑的国家制造业创新网络。

    《规划》紧密对接《中国制造2025》,计划“充分利用和整合现有科技资源、研发力量,组建面向全行业的机器人创新中心”,重点聚焦行业前沿基础研究和应用基础研究,“推进科技成果的转移扩散和商业化应用,为企业提供共性技术支持和服务,强化国际交流与合作,培养机器人专业研发设计人才,打造政产学研用紧密结合的协同创新载体。”

    在“创新驱动”战略推动下,到“十三五”末,我国机器人的总体技术水平将得到显著提升,工业机器人主要技术指标将达到国外同类产品水平,服务机器人技术水平接近国际水平,新一代机器人技术将取得突破,智能机器人实现创新应用;机器人用精密减速器、伺服电机及驱动器、控制器的性能、精度、可靠性也将达到国外同类产品水平,市场占有率将达到50%以上。

    建立健全产业标准体系

    质量提升,标准先行。一直以来,产品质量、可靠性都是制约我国机器人及关键零部件发展的一大瓶颈问题,行业标准的缺失是造成产品质量参差不齐的重要原因之一。目前国内相关行业标准并不完善,采用国际标准的国家标准虽然在国际标准基础上进行了修订,但仍无法满足各产业发展对相关标准的需求。

    《规划》将加强机器人标准体系建设作为“十三五”时期机器人产业的一项重点任务,加快建立和完善国内机器人标准化组织,按照产业发展的迫切度,研究制定一批机器人国家标准、行业标准和团体标准,构建和完善机器人产业标准体系,同时积极参与国际标准的制修订。

    加快检测与评定制度建设

    要实现《规划》目标,提高自主品牌机器人的市场认知度,提升产品的性能、可靠性、安全性,并使其能够保持始终如一的质量水平,必须要建立完整的产品考核验证体系。

    目前,我国机器人行业虽借鉴电器产品的通用安全认证、防爆认证等评价指标,开展了某些性能评测研究,但由于缺少机器人产品及关键部件的标准规范和第三方认证机构,广大用户对自主品牌机器人产品的性能质量认可度较低,影响了推广应用。建立并完善以国家机器人检测与评定中心为代表的机器人检验与认证机构,推动建立机器人第三方评价和认证体系,开展面向机器人整机及关键功能部件的检测与评定工作,整机性能评价包括:安全、性能、环境适应性、噪音水平、电磁兼容性、可靠性及测控软件评价等;功能部件检测评定包括:零件质量、零部件安全及性能、噪声、环境适应性、材质和接口等。

    通过建立和规范国内机器人质量体系和标准,推动国内机器人产业向上游有序发展,指导行业开展有针对性、差异化的研发,实现超越。国家机器人检测与评定中心还将在机器人标准的制修订、机器人及相关部件的检测、机器人检测仪器和设备的校准、机器人产品准入制度、机器人相关信息的发布和技术培训、机器人技术的国际国内合作等方面发挥作用,搭建为机器人制造行业、机器人应用行业提供公共服务的平台。

    推进典型行业示范应用

    数据表明,我国制造业自动化程度尚处于较低水平,与工业强国相比还有着巨大的增长空间,随着机器人在汽配、电子、家电、纺织、食品等工业领域,以及助老助残、公共安全、医疗、教育等社会服务领域的大规模应用,我国人均拥有机器人的密度将大幅提高,预计未来10年间我国机器人市场将达到千亿元规模。

    通过典型行业示范应用,能够在各细分领域迅速形成示范效应,既有利于产品质量的持续提高,也有利于品牌知名度的提升。“十三五”时期,我国机器人产业的应用示范工程主要面向两个层面,一是着眼于国内智能制造和工业转型升级带来的巨大需求,推动工业机器人在汽车、电子、轻工、纺织、食品医药、半导体等典型领域的规模化应用,二是面向国家战略需求和民生重大问题,推动服务机器人在助老助残、医疗康复、救灾救援、公共服务等领域的应用示范。力争在未来五年内“完成30个以上典型领域机器人综合应用解决方案,并形成相应的标准和规范,实现机器人在重点行业的规模化应用,机器人密度达到150以上。”

    六方面措施保障《规划》实施

    为保证主要任务的顺利完成,《规划》从财税金融、市场环境、人才培养等六方面提出保障措施。

    一是在央地统筹发展方面,国家层面将强化顶层设计,统筹各部门资源和力量形成政策合力;地方层面应根据各自优势进行差异化发展,并鼓励有条件的地区、园区发展机器人产业集群。

    二是在财税支持方面,要充分利用现有资金渠道支持机器人及其关键零部件的研发、产业化和推广应用,研究逐步取消机器人整机进口关税减免政策,落实好企业研发费用加计扣除等政策,鼓励企业加大技术研发力度、提升技术水平。

    三是在投融资方面,我们鼓励各类银行、基金在业务范围内支持机器人重点项目,鼓励金融机构与机器人企业成立利益共同体实现长期支持,支持符合条件的机器人企业在海内外资本市场直接融资和进行海内外并购,推广机器人租赁模式。

    四是在净化市场环境方面,要研究制定机器人产业规范条件和认证采信制度,引导资金、人才等各项资源要素向优势企业集中,目前工信部正在组织制定《工业机器人行业规范条件》,有望在年内发布;另外还要充分发挥行业协会、产业联盟和服务机构的作用,以搭建平台的方式服务全行业,加强行业自律。

    五是在人才支撑方面,要组织实施机器人产业人才培养计划,加快培养行业急需的高层次技术研发、管理、操作、维修等各类人才,吸纳海外机器人高端人才创新创业。

    六是在国际交流与合作方面,要在技术、标准、知识产权、检测认证等多方面学习国际先进经验,并鼓励企业积极开拓海外市场,加强技术合作,提供系统集成、产品供应、运营维护等全面服务。

    2016年是“十三五”的开局之年,也是我国系统推进智能制造发展的关键一年,在《中国制造2025》和《规划》的支持引导下,在“政、产、学、研、用”各方共同努力下,我国机器人产业有望在“十三五”期间实现新的突破。

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责任编辑: 赵丹