国产工业机器人面临的机遇与挑战

王杰高

（南京埃斯顿机器人工程有限公司，南京，210038）

工业机器人从上世纪60年代问世以来，经过近50年的发展，已经从最初功能简单、运动速度慢、可靠性差发展到今天的高速、高精度、高可靠性、功能齐全的智能化工业机器人。

一、国际机器人技术发展趋势

当今国际工业机器人技术发展趋势简单地概括为：控制器朝着基于高性能工业PC和高速实时网络总线的方向发展；伺服驱动器朝着高集成度、一体化， 伺服电机朝着高密度的方向发展；机械本体朝着模块化、轻量化、紧凑型方向发展；软件构架采用通用高级语言、开放式结构；机器人系统通过集成各种传感器，朝着智能化、高安全性、可操作性、人机共处协同作业的方向发展。

二、我国机器人技术发展现状

虽然我国机器人技术研究已有几十年，但主要集中在高校和研究院所的原理样机研究，一直没有真正形成自主品牌并具备一定规模的工业机器人产业。其主要存在的问题包括：

1.市场问题

过去几十年，我国虽然是制造大国，但主要依靠低廉的劳动力成本的优势在发展。相对于廉价的劳动力，使用机器人成本高很多，没有优势。由于没有太大的市场需求，我国的机器人开发和产业化一直缺乏真正有实力的企业参与。工业机器人是一个工程化的高技术产品，没有拥有相关技术的企业参与，仅仅依靠高校和研究院所搞技术研究是不可能实现产业化的。

2.技术问题

机器人技术是集计算机、精密机械、控制和软件技术为一体的高新技术，随着这些技术的发展不断改进和发展。其中，技术的核心是几大功能部件：伺服驱动器、伺服电机、运动控制器和精密减速机。过去，这些制造工业机器人所必须的核心部件都依赖进口，国内机器人研发单位能做的只是将这些进口核心部件联接和组装以及机器人铸造件、配件的加工等。虽然在国家的经费支持下，相关研发单位也做了一些机器人运动控制器、伺服电机和精密减速机技术的研究，可是，由于基础差，多数单位对国外机器人技术发展了解不够，研发的技术不仅深度不够，而且落后、没有实用价值。总而言之，过去的研究没有真正触及机器人技术的核心，也就谈不上掌握机器人核心技术。

3.科研体制问题

虽然市场和技术是影响我国机器人产业发展的两大主要因素，可是，科研体制不合理导致的资源浪费是巨大的。例如，科研经费没有一个好的管理体制、目标不明确，国家对机器人技术的研发投入长期被少数研究单位所垄断和支配。由于缺乏竞争机制和对科研项目的有效评价和监督机制，一些低水平、没有实用价值的研究被立项，项目成果被任意夸大。最后导致研发成果号称已经达到国际先进水平，却无法应用于实际，不能产生任何的经济或社会效益。

当前，国家主管部门已经意识到这些问题，正在努力探索和建立更加科学、有效的科研项目管理体制。

三、发展机器人产业应具备的基础条件

纵观国际上知名的工业机器人制造商，我们就会发现，在开始机器人业务之前，他们或多或少都已经拥有与机器人伺服和控制相关的核心技术基础。最典型的如日本的YASKAWA和FUNAC机器人公司，是世界知名的生产伺服电机和数控系统的厂商。欧洲机器人公司如KUKA、ABB等，虽然自己不直接制造伺服电机和数控系统，但他们具有很强的伺服和控制核心部件设计能力，核心控制软件完全掌握在自己手里，只是委托专业厂家为其制造加工。这是因为伺服和控制技术与机器人产品的功能、性能和可靠性直接相关，是机器人技术的核心。

因此，发展机器人产业的最基本的条件首先是拥有机器人伺服和控制技术。掌握这两门技术需要很长时间的技术积累，不可能一蹴而就。

其次，由于机器人技术是随着相关技术的进步而不断发展的，因此，需要一支熟悉机器人技术发展趋势、各学科综合发展的高水平的研发团队，不断开发新技术，推进产品向着高性能、高可靠性、高安全性和低成本的方向发展。

有了这两个基本条件，机器人业务发展才有根基。

四、我国工业机器人产业存在的机遇

从人类制造业发展历史来看，已经经历了从手工劳动到机械化再到自动化的转变，未来将上升到智能化和信息化的发展阶段。世界经济正在经历一个深度调整期，以智能制造装备为核心的制造业大变革正在孕育之中。我国经历了30多年的改革开放，经济飞速发展，制造业也已经从最初非常落后的手工加半机械化的生产手段发展到今天机械化加局部自动化的阶段。社会经济的发展必然会推动人民生活水平的提升，反过来，也会导致劳动力成本的上升。

近年来，由于我国工人的工资和福利成倍增长，像过去那样依靠廉价劳动力的竞争优势会很快消失，企业转型升级势在必行。我国的生产制造模式正在发生一个革命性的转变，企业对自动化的需求呈现爆发式增长。据统计，过去几年，我国每年对工业机器人的需求增长率超过40%。国际机器人联合会（IFR）预测2014年中国将成为全球工业机器人最大的需求市场。国外几大机器人公司瞄准中国市场，纷纷在中国设立机器人制造工厂和研发机构，抢占先机。

与国外发达国家相比，虽然我国体力劳动力的成本优势在逐年减弱，但脑力劳动力的成本优势仍然很大。大力发展技术密集型产业，保持经济持续健康发展是今后的大方向。机器人产业，包括研发、生产和应用都需要技术做支撑， 属于典型的技术密集型产业，是国家“十二五”规划重点扶持的产业。市场需求旺盛和政府大力支持为我国自主工业机器人产业发展提供了一个前所未有的大好机遇。

五、我国工业机器人产业面临的挑战

尽管我国对工业机器人的需求巨大，许多企业看好它的商机，纷纷投入研发。可是，要真正实现产业化，至少需要在技术研发、生产制造和市场三个方面有所突破，才会成功。

我国过去在机器人技术上积累的有用成果很少，而且大都处在较低水平。因此，要在短时间内实现突破，除了具备很强的自主创新能力以外，还要学会善于学习国际先进技术和经验，有效地整合国际资源。

机器人产品牵涉到机械、电子、电气和软件，对可靠性的要求很高。要保证批量生产过程中产品的可靠性和一致性，需要一个高效、完整的生产体系，其中包括机械和电气件的供应体系，加工和装配的工艺和流程，零部件和整机的质量检测等。任何一个环节出了问题都会对产品的质量产生很大影响。 因此，产业链上必须具备稳定可靠的供应商，同时有一支熟悉相关生产、检测和调试工艺与流程的队伍。

国产自主机器人产业还刚刚起步，尽管市场前景乐观，但面临着众多国外知名机器人品牌的竞争局面。怎样在这种竞争环境下，根据自身的特点找到生存空间，寻求进一步发展，是每一个搞自主机器人企业需要认真思考的问题。据粗略估计，目前我国至少有上百家企业在投入工业机器人研发，可真正具备条件的却很少。许多正在搞机器人研发的企业对机器人产业发展的难度估计不足，盲目跟风，这是危险的。机器人是一个技术含量很高的产业，不具备基础条件的企业在未来的竞争中将没有生存的空间，最终会被市场淘汰。