浙江工业机器人产业发展的若干思考
2015-02-12何垒吕鹏宏
何垒、吕鹏宏
(浙江省发展规划研究院,浙江杭州 310012)
浙江工业机器人产业发展的若干思考
何垒、吕鹏宏
(浙江省发展规划研究院,浙江杭州 310012)
通过自动化工艺技术装备改造更新传统产业是制造产业优化升级和经济持续增长的必然之选,工业机器人产业的发展就显得尤为重要。本文指出,工业机器人产业是浙江工业经济调结构、稳增长的战略重点,其发展工业机器人有较为扎实的产业基础条件,要坚持走市场牵引产业发展的道路推进浙江工业机器人产业发展,同时要注重产业链体系建设。
工业机器人;产业发展
2012年底浙江省委省政府在全国率先做出“全面推进机器换人”的决策部署,2013年正式提出“555机器换人”推进计划,即未来五年每年实施5000个项目,投入5000亿元投资,推进机器换人。作为这场产业转型升级大戏主角——工业机器人产业的发展就显得尤为重要。
一、工业机器人产业是浙江工业经济调结构、稳增长的战略重点
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备,是自动化领域“皇冠上的明珠”,代表着未来智能装备的发展方向。随着我国人口红利逐渐消失,通过自动化工艺技术装备改造更新传统产业,已然成为我国制造产业优化升级和经济持续增长的必然之选。
首先,工业机器人产业发展是工业经济转型升级的重要支撑。机器换人,必须要有相匹配的工业机器人产业作支撑。但是目前我国工业机器人产品主要被国外品牌垄断,占据市场销售前列是以国外品牌为主,如发那科、安川、库卡、ABB等。2013年,我国工业机器人3.7万台销量中本土品牌产品只有9000台;尤其是在产业链上游的伺服电机、减速器、控制器等核心零部件自主生产能力较弱,往往需要进口。“机器换人”成本代价相当高,尤其是浙江省制造企业所用的中高端自动化设备,绝大多数来自国外,不仅价格高昂和需要二次改装和调试,而且还易受制于人。
其次,工业机器人产业发展正在开辟一个新的经济增长点。受益于强劲市场需求,中国已成为最大的工业机器人消费国。根据IFR最新数据,2013年全球工业机器人销量17.9万台,同比增长12%;中国销量达到了3.7万台,同比增长60%,占有全球20%以上的销售份额;2014年上半年中国工业机器人进口数量规模达34714台,同比增长92%。专家预计,工业机器人未来将迎来25%至30%的快速增长期;预计到2020年,机器人及系统产值约1000亿元,带动3000亿元零部件市场。在当前传统产业产能普遍过剩的背景下,掘力工业机器人势在必行。否则,我们产业转型升级成就了别人的高水平发展。
第三,工业机器人是高端制造装备的典型代表,从“浙江制造”走向“浙江创造”,就必须在工业机器人产业占据重要位置。加快机器换人步伐,助推机器人产业,提升机器人技术,对浙江正在加快培育发展高端装备制造业也至关重要。
在“机器换人”与国产替代进口的时代背景下,发展工业机器人产业将紧扣工业4.0时代的崭
新脉动,一手支撑着传统制造业智能化改造,一手在开拓工业经济增长新空间,从存量调整和增量优化两个角度加快促进工业经济转型升级。
二、浙江发展工业机器人有较为扎实的产业基础条件
作为东部沿海经济发达地区,浙江省较全国多数地区更早体会到“成长的烦恼”,面临更为紧迫的产业升级压力和劳动力成本上升、用工荒等问题,也更早认识到工业机器人将成为新一轮产业发展的新热点,机器人产业具有鲜明市场引导发展的特征。
一是浙江企业发展工业机器人的积极性高。市场嗅觉灵敏是浙江企业家的突出优势,已有一批企业适应转型要求积极投身工业机器人产业发展。以娃哈哈、钱江摩托、浪莎袜业等为代表的一批行业龙头骨干企业基于自身产品竞争、生产线改造需要率先涉足研发并生产工业机器人;以中控集团、拓峰科技为代表的高新技术企业依托在控制、感知等方面的技术积累进军迅速切入工业机器人产业领域;以均胜电子、慈星股份等为代表的民营企业通过技术引进、合资合作、并购重组等多种方式涉足工业机器人领域;企业转型发展工业机器人的热潮正在形成。
二是浙江工业机器人产业化已形成一定基础。通过市场需求的引导,浙江省引进了若干国内外知名业机器人企业,先后引进建成史陶比尔(杭州)精密机械电子有限公司、嘉兴瑞宏精密机械有限公司、杭州中科新松光电有限公司等,其中史陶比尔(杭州)公司的销售额达10亿元,杭州中科新松光电有限公司已成为沈阳新松南方研究创新中心及产业化基地。一批本土工业机器人企业快速成长,万丰奥特是国家机器人重力浇注标准的起草单位,成功研发机器人浇注自动化系统,机器人浇注自动化装备单元国内市场占有率超过70%,年制造工业机器人能力达到300台;均胜电子收购德国普瑞及全球著名的工业机器人制造公司德国IMA,把国际工业机器人的先进技术引入国内,整合成具有全球竞争优势的机器人生产、销售、服务企业,新成立的公司年销售额接近1亿欧元。
三是浙江在工业机器人领域已开展技术积累和创新。贴近市场需求、服务产业升级是浙江工业机器人产业发展的动力,已出现从使用——应用研究——核心研发挺进的趋势,在控制器、伺服驱动系统和传感装置等关键领域开展创新突破。中控集团先后承担“仿人机器人感知控制高性能单元和系统”、“长期运行服务机器人的动态化境实时建模与更新”、“自主移动机器人动态环境地图构建研究”等国家重大科技课题,已掌握全方位运动机构与规划控制、双足运动机构与规划控制、机器人动态路径规划与避障等一系列国际上的先进技术;娃哈哈开发的“高速搬运机器人及其物流生产线关键技术与示范应用”项目被列入国家“高档数控机床与基础制造装备”科技专项,其技术已达到较高水平;万丰奥特掌握有自主知识产权的机器人运动控制系统与软件,工业机器人的重复定位精度与ABB等国际一流企业处于同一技术水平。中控集团、钱江摩托、万丰奥特等企业建有机器人事业部或研究院,专门从事工业机器人关键技术研发和产业化。2013年在杭州成立了国内首个以应用促生产的“机器换人与机器人技术产业联盟”。
四是浙江发展工业机器人有良好的产业配套条件。浙江在电子、机械,尤其是在物联网、工业软件等领域有特色优势,能够为工业机器人产业发展提供相对完备的配套支撑。在硬件制造方面,浙江已有相当规模和颇具特色的现代装备制造业企业,基本能完成工业机器人体系制造任务;在软件控制方面,浙江拥有中控科技、和利时等国内领先的工业控制软件公司,船舶重工715所、浙江省机电设计研究院、杭州自动化技术研究院等优秀的科研院所,以及浙江大学、浙江工业大学、浙江理工大学等高校,拥有大量的软件控制基础资源;在传感识别方面,浙江产业和技术更是处于国内领先地位,有中国电科(杭州)物联网研究院、中科院杭州射频识别技术研发中心等传感器领域技术研发平台,有中科院嘉兴无线传感中心、中国电科集团52所等科研机构和海康威视、银江股份等上市公司;在系统集成方面,已拥有一大批在自动化与机器人产业相关的系统集成商,国自机器人、通灵自动化、拓峰科技等一大批企业都长期开
展系统集成工作。
浙江应抓住工业机器人产业发展的历史机遇,在“机器换人”先人一步的基础上,选择科学发展路径,先行集聚要素资源,率先开展研发和产业化培育,力争进入全国第一方阵,尽快确立在国内工业机器人产业优势地位。
三、坚持走市场牵引产业发展的道路推进浙江工业机器人产业发展
客观上讲,浙江是工业机器人应用大省,据统计浙江使用的工业机器人总量占全国的15%,居全国各省(区、市)第一位,但浙江还不是工业机器人产业和技术强省,这决定了近期内浙江起步发展工业机器人不能走“技术—产业—市场”道路,而是反其道而行之,从近市场应用向核心技术攀登,从下游“系统集成”逐步向上游“核心部件”拓展,不断提升工业机器人产业核心竞争力。
首先是加快壮大工业机器人集成系统。由于不同下游行业之间的系统集成差异较大,本地系统集成商通常在行业经验、客户关系、个性化服务能力等方面占据优势。目前浙江工业机器人产业的企业主要集中在系统集成领域,这符合浙江省众多产业技术装备升级的需求。要围绕浙江纺织、造纸、汽车、机械制造、食品、化工、物流等传统制造产业“机器换人”需求,以交钥匙工程为核心,主要依托史陶比尔、驼峰科技等公司,鼓励和引导大型总集成总承包装备制造企业与工业机器人企业合作。以精细化操作、人机协同操作、超柔性制造为发展方向,突破结构的模块化和可重构化机器人技术,发展基于工业机器人系统集成的成台套智能制造装备,形成集系统设计、目标环境准备、子系统整合、机器人系统整合、测试和现场调试、实际运行、验收和售后服务为一体的工业机器人系统集成链,化市场优势为工业机器人产业优势。
其次是培育发展工业机器人本体。如果系统集成是工业机器人商业化、大规模应用的关键,机器人本体则是工业机器人产业的基础。从国内产业链看,系统集成商的壁垒相对较低,与上下游的议价能力较弱,市场规模大但毛利水平不高;机器人本体产品由于技术壁垒较高,则处于金字塔上层,目前产业情况是为外资品牌所垄断。工业机器人系统集成领域的充分发展,必然要有强大的本体供应能力作保障。要结合浙江制造业工业机器人的应用需求,以焊接、移动、切割、包装检测、上下料等类型工业机器人本体为突破重点,主要依托万丰科技、中控国自、新松光电、诺力机械、娃哈哈、钱江摩托等骨干企业,着力突破工业机器人自主导航、环境感知与传感、人机交互、开放式控制系统、可靠性与鲁棒性等前沿技术,发展直角坐标式、平面多关节型、空间多关节型等各类构型通用工业机器人技术。
第三是力争突破工业机器人核心部件。工业机器人本体的发展必然涉及产业链上游的核心部件能力建设,而这恰恰是我们在工业机器人产业链上最薄弱的环节。由于我国整体基础工业方面的落后,使得核心部件上在精度、成本等方面与国外知名品牌存在相当差距,为了生产符合标准的工业机器人,必须进口相应的核心部件,核心部件的价格制约了国产工业机器人的市场竞争能力。围绕浙江工业机器人本体制造和系统集成应用需求,依托现有在电子信息、机械加工、电机制造等产业领域基础,有所不为,重点聚焦潜力领域,以中控集团、浙江恒丰泰等企业为主要依托,以智能控制装置与软件、伺服电机及驱动控制系统等产品为重点,力争在传感器、控制器、执行器等工业机器人三大核心领域有所突破。
四、浙江发展工业机器人产业要注重产业链体系建设
与发达国家和国内先进省份相比,浙江工业机器人产业具有市场自发特点,产业技术基础较为薄弱,产业平台、人才等支撑体系尚未完善。亟待补强产业链薄弱环节,构建有竞争力的工业机器人产业集群。
一是顺应国际工业机器人智能化、模块化和系统化的发展趋势,构建自主研发和产学研相结合的技术创新体系。首先要瞄准国际国内外工业机器人科技前沿积极“引智”。积极吸引国内外工业机器人领域知名研发机构、创新团队和领军人才,重点引进中科院沈阳自动化研究所、哈工大机器人技术与系统国家重点实验室等国内一流高校科研机构在浙江省设立分支机构,增强科技研发实
力。其次要加强与国内龙头企业科技合作。重点与以航天三院为代表的相关央企和军工集团的科技合作,积极拓展军民产业合作领域,按照北京丰台航天海鹰科技园等已有模式在省内建设若干科技创新园区。第三是强化省内相关高校科研机构建设。重点依托省内浙江大学、浙江工业大学在机械电子工程、自动控制领域的优势学科和创新平台,力争在工业机器人领域建设1~2家国家级科技创新平台。第四是支持重点企业依托科研院所提升关键技术研发水平。推动万丰科技、娃哈哈等企业加大研发投入、加强核心技术自主创新和引进技术消化吸收再创新,重点支持创建3~5家省级工业机器人重点企业研究院。
二是加大工业机器人产业集聚发展引导力度,加快推进一批专业化工业机器人园区建设。首先可考虑在基础较好的杭州市规划建设综合型工业机器人园区。在现有杭州青山湖高端装备高新技术产业园区和“机器换人与机器人技术产业发展联盟”基础上,设立1~2家集机器人整机、关键零部件制造及集成应用于一体的专业化高新园区,并配套建设成果孵化、研发检测、认证认可、教育培训及金融租赁等公共服务平台以及公共交通、商业服务等设施。其次可考虑在宁波、绍兴、嘉兴、丽水等城市规划建设特色化工业机器人园区。宁波在北仑智能装备国家高新技术产业化基地于2012年获得科技部批准立项,下一步依托现有基础持续推进以伺服电机及驱动系统、工业机器人本体制造等为代表的智能装备生产企业集聚;绍兴、嘉兴、丽水等具备一定工业机器人产业基础的地市根据自身条件,加快推进相关开发区、工业园区、高新园区转型升级,建设一批工业机器人整机和零部件制造产业基地。
三是围绕现代制造业生产过程数字化、柔性化的应用需要,积极推广工业机器人市场应用。首先是加大工业机器人产品推广力度。在机械装备、汽车、食品、医药、电子、危险品制造等重复劳动特征明显、劳动强度大、有一定危险性的行业领域,健全完善劳动安全法规,明确危险、有毒、有害环境工种限期改造为机器操作,引导企业应用工业机器人及智能装备对传统生产线或生产系统进行技术改造,提升传统制造方式自动化、数字化、智能化水平。其次是实施一批效果突出、带动性强、关联度高的典型应用示范工程。各级财政应在技术改造专项经费设立机器人示范应用专项,重点对全省具有典型示范意义的首台套工业机器人的应用给予风险补贴,探索建立供需双方的双向激励体制,集合相关优势创新平台和企业开发符合特定要求且行业影响力较大的工业机器人成套应用装备,在示范基础上加以推广应用。第三是创新商业模式开辟省内工业机器人市场。结合我省工业机器人主要应用的汽车制造、机械加工、医药化工、纺织服装、电工电器等行业,引导工业机器人企业与装备工艺改造企业建立技术、商业合作关系,开展工业机器人及系统集成综合应用。
四是按照集团化、规模化发展趋势,在工业机器人领域加快培育引进一批领军型标杆企业。领军型标杆企业是工业机器人产业发展的核心,要坚持内育外引并重。首先要扶持有省内投资意向和投资能力的企业发展工业机器人。重点鼓励本土企业与国内外工业机器人巨头和科研机构结为战略伙伴,通过兼并、联合、重组、上市和引入战略投资者等多种形式提升自身技术水平和市场份额。考虑到目前日本、欧美等国际机器人公司在我国的服务采取将工业机器人本体销售给国内系统集成商、由国内系统集成商面对终端用户的模式,引导浙江省装备领域有实力的总集成总承包商加强与国际先进工业机器人企业的产业链服务合作和对接,加快形成工业机器人系统集成商。其次要引导工业机器人系统集成商向产业链中上游延伸。引导工业机器人系统集成商在强化工程总包服务能力建设的基础上,主动向中上游延伸,提升其在系统集成及核心零部件产业能力。第三是注重在产业链中上游开展招商选资。主要针对浙江工业机器人产业在中上游产业链的弱项,重点引进国内外著名的工业机器人本体企业和核心部件制造企业的研发制造型基地项目。此外,也要注重加快孵化工业机器人科技型初创企业,尤其要鼓励在核心部件领域具有特色技术优势的科技型初创企业,与国际龙头企业错位发展,争取经过培养在核心部件制造领域打造一批具有技术领先优势的“专精特新”中小企业。
(责任编辑:牛域宁)