基于机器人产业发展阶段的政策—技术路线图构建

胡 峰，刘 媛，陆丽娜

(江苏省科学技术情报研究所，江苏 南京 210042)

0 引言

在机器人产业的国际角逐中，美国、日本、欧盟及中国都制定了机器人技术路线图，以抢占未来新一轮科技和经济发展的战略制高点。然而，这些技术路线图都是着眼于未来的规划，大多缺乏一种 “历史回顾”的视角，且只是涉及市场、产品、技术、目标等维度，未将政策纳入其中。林毅夫指出，产业政策是推动经济发展的技术创新和产业升级的有效措施[1]。每个成功的经济体都有相应的产业政策去推动经济增长，实现转型升级，某些新兴产业的产生和发展非常依赖于公共政策的制定[2,3]。但是，在产业发展的不同阶段政策对技术、产品、市场的作用机制到底如何发挥作用，仍然缺乏深入探讨。

作为一种集成性的战略规划和管理工具，技术路线图经过约40年的发展，其应用范围已经从最初的企业经营领域拓展到科学技术研究、产业发展规划、区域创新发展、国家核心竞争力提升等层面[4]。其作为一种展示产业演变发展的图谱化工具，也受到学者的关注与认可，国内外学者对技术路线图的研究主要集中于技术路线图框架制定和方法运用研究这两个方面。Luiz等提出一种改进的德尔斐法，即德尔斐法与其他技术(形态分析、决策矩阵、访谈和优先级分析)相结合，作为技术路线图设计的重要一环[5]。为了克服技术路线图过于依赖专家经验的不足，李欣等将文献计量和专利分析引入到技术路线图中，从而构建了基于客观数据分析的新兴产业发展分析框架[6]。李剑敏等基于情境分析的产业技术路线图方法，对动态环境下的产业关键技术进行识别，并运用贝叶斯网络概率推理算法，提出了产业关键技术选择的分析及计算模型[7]。

总体来看，目前大多数关于技术路线图的研究或应用的文献大多存在 “政策缺位”的情况。尽管有一些学者意识到政策对于产业演进的重要影响，而将其纳入传统技术路线图的分析框架中，但仍存在很多有待改进的地方。例如，Phaal等以钻石加工业为例，按照产业生命周期的演进规律绘制了路线图[8]。虽然在绘制过程中考虑了政策因素，但并未就政策的干预机理进行具体剖析。智强等在绘制中国风电设备制造业技术路线图时增加了政策维度[9]，但并未对政策工具进行具体分类，分析结论显得较为笼统。因此，本文尝试将政策维度引入技术路线图分析中，构建基于政策工具的政策—技术路线图分析框架，选取机器人产业发展过程中关键性的政策工具，通过政策—技术—产品—市场间互动机制的具体分析及图谱化展示，打开政策工具对产业发展影响的 “黑箱”，一方面可以为推进政策与产业、技术交互机制进一步深入研究提供理论参考，另一方面也可以借助对机器人产业发展历程的回顾和经验总结，为政府制定机器人产业发展规划、提升政府宏观决策水平提供有借鉴意义的战略情报工具。

1 机器人产业的政策—技术路线图基本框架设计

1.1 政策—技术路线图设计方法

本文绘制机器人产业的政策—技术路线图的方法主要是专家会谈法和政策样本内容分析法，在确定机器人产业的政策-技术路线图基本框架时主要基于专家会谈法。本文共进行3轮专家会谈，其目的分别是：①确定技术路线图框架的关键维度及具体的政策工具；②分析政策—技术—产品—市场互动机制；③结合机器人产业发展实际，绘制机器人产业的政策—技术路线图基本框架。在每一轮会谈中均邀请相关领域的专家对路线图绘制的每个步骤进行判断和讨论，以保证路线图制定的科学性和有效性(见表1)。在绘制具体的机器人产业的政策-技术路线图时，则主要在前述基本框架的基础上，运用内容分析法阐述不同的政策工具对机器人技术—产品—市场的影响机制并进行图谱化展示。而在具体的数据分析过程中，则综合运用定标比超、专利分析、逆向工程、PIMS数据库等各种情报分析技术。

表1 政策-技术路线图研讨会流程

本文需要搜集的情报主要有3类：政策文本、学术文献、行业数据。对于政策文本的搜集主要通过以政府门户网站为主，各类行业门户网站、北大法律信息网、新闻报道等渠道为辅的方式进行；学术文献则主要通过谷歌学术、Web of Science、知网等方式搜集；行业数据则通过德温特、WIND等数据库以及国际机器人协会(IFR)、中国机器人产业联盟等行业协会发布的官方数据获得。

1.2 基于理论支撑的政策-技术路线图框架关键维度及政策工具选择

传统的产业技术路线图主要包括4个维度：市场、产品、技术及资源。通过勾勒产业发展过程的技术路径，帮助识别市场需求、领先产品、关键技术及其互动关系，从而为产业尤其是新兴产业的发展在技术选择、时间和路径设计等方面提供重要情报。但大部分产业技术路线图在时间选择上是面向未来的，以对产业发展需求、目标及产品和技术选择有较为整体的把握。政策—技术路线图则将时间线延伸至过去(包括现在)，从而将产业发展演化过程中政策与产业要素的复杂交互机制 “历史”地展示出来，以为未来战略路径的选择和技术预测奠定基础。

在确定本文政策-技术路线图框架的关键维度时，主要基于波特的钻石模型理论[10]以及Rothwell等的政策工具分类理论[11]。钻石模型指出，政策通过创造良好的产业发展环境和基础设施，支持相关产业扩张，通过科研和高等教育创造和提升生产力要素，并通过采购、设立规范等改善市场需求。董桂才等也基于钻石模型框架，通过跨国面板数据证明了产业政策对机器人出口技术复杂度具有显著的正向影响[12]，进而对机器人产品内涵的提升和市场发展发挥促进作用。因此，本文在政策-技术路线图框架纵向的战略要素上确立了政策、技术、市场、产品4个维度。Rothwell等根据政策对技术影响层面的不同，将产业政策工具分为供给侧、环境侧、需求侧3类，并指出产业创新和发展取决于技术供给、创新环境和市场需求的有效组合。经过文献梳理及专家讨论，一致认为Rothwell等提出的这一政策工具分类框架并不是针对某个特殊产业设计的，且其所提供的产业政策分析视角更具整体性和系统性，因此确定其作为本文政策-技术路线图中的政策工具。

1.3 政策工具模式匹配结构

本文主要参考Yin的政策工具模式匹配结构[13]，并对每种政策工具的具体例证进行补充和完善，在征求专家意见的基础上，形成产业政策工具的模式匹配结构(见表2)。

表2 产业政策工具的模式匹配结构

1.4 政策工具对产业演进的影响机制

为了能更有效地设计出机器人产业的政策-技术路线图基本框架，本文召集第2轮专家会谈，就政策工具影响产业演进的机制进行分析。通过讨论，明确了各类具体的政策工具对于技术、产品和市场的作用机制。

供给侧工具主要通过政府直接提供人才、技术、资金和信息等促进企业的R&D投入，推动企业开展技术路径选择。供给侧政策对技术的影响主要体现在政府通过政策手段直接支持平台或共性技术的发展[14]。与此同时，政府还能通过分配稀缺的科技资源实现供给侧工具对技术演进的推动作用。例如，政府通过建设科技资源数据库，减少和避免企业在研发活动中因信息不对称而导致的 “创新失败”。

环境侧工具通过设置市场规则、改变市场环境等影响产业和技术发展[15]。环境侧工具可以通过财政金融、税收优惠、法规管制、政治策略等不同方式影响产业发展和技术演进。如非关税壁垒和技术标准等政策工具直接影响产品的功能设计和技术选择，进而导致市场偏好的变化。环境侧工具还可以通过目标规划、税收优惠和法律法规等直接影响用户市场。

需求侧工具直接作用于市场维度，可以促进新市场的扩张，进而推动技术创新和产品开发。这些政策可能提供一定的市场预期，减少新市场进入的不确定性，激发创新者的信心和决心，通过政府采购、服务外包、建立海外机构等手段推进研发。

当然，每一类政策工具对产业演进过程中技术、产品和市场维度的影响并非泾渭分明，而是具有很强的关联性和连续性，其作用机制见图1。

图1 政策-技术-产品-市场作用机制

1.5 机器人产业的政策—技术路线图基本框架构建

经过以上分析，初步勾勒出政策对技术、产品、市场的影响机制，在此基础上，组织最后一轮专家会谈，并结合机器人产业发展实际和相关文献，构建了机器人产业的政策-技术路线图基本框架(见图2)。该框架将不同的政策工具对机器人技术、产品和市场中的关键要素的交互作用均纳入进去，有利于对机器人产业演进和技术发展做出更精准的描述或预测。

图2 机器人产业政策—技术路线图基本框架

2 基于机器人产业发展阶段的政策—技术路线图构建

2.1 机器人产业发展阶段划分依据

尽管将政策纳入技术路线图的研究范式为供给侧、环境侧和需求侧这3类不同的政策工具与传统技术路线图中技术、产品、市场的互动机制提供了一个分析框架，但是不同的政策工具在什么时机发挥效用却无法很好地体现。因此，本文将机器人产业发展的不同阶段纳入研究框架，主要通过内容分析法对关键性政策工具进行分析，并结合专利情报、逆向工程、定标比超、PIMS数据库等各类情报分析技术对产业发展过程中政策工具与产业技术创新之间的互动机制进行深入剖析。由于直到2017年10月1日，机器人制造才首次作为独立的行业被列入 《国民经济行业分类》中，导致机器人产业收入、利润等一些历史数据较难获得，因此，本文主要参考Kong等的划分标准[16]，从机器人技术研发历程及机器人销量在全球所占份额两个角度，将机器人产业发展分为先导期、摸索期、起步期、发展期和爆发期5个阶段。

2.2 基于机器人产业发展阶段的政策—技术—产品—市场互动机制

(1)先导期 (1985年以前)：机器人政策缺位，各科研单位独立进行自主研发。相比于美国、日本、德国等经济发达体，中国是机器人行业的后起国家。20世纪70年代初期，中国学者从国外杂志上首次了解到机器人技术并开展了机器人研究。然而，由于信息获取途径的匮乏和国际学术交流的滞后，中国机器人技术研发工作基本处于一种近乎封闭的自发、零星的混沌状态。20世纪80年代开始，国内的一些高校和科研院所展开了机器人项目研发的起步工作。此后，逐渐形成了各类机器人技术研究中心或学术机构。作为引领机器人技术研发的顶尖科研机构，中科院沈阳自动化研究所于1984年正式启动国家机器人示范工程，主要从事人工智能和水下机器人的技术研发。但从宏观层面来看，国家还并未正式出台支持机器人研发的政策，此时的机器人技术研发主要是各单位根据各自选定的主题和技术方向开展独立性的自主研究，只有一些简单的原型机，真正的机器人产品还未出现，更谈不上机器人产业市场。

(2)摸索期(1986—2000年)：863等计划推动机器人技术研发，存在重研发轻市场倾向。1986年，政府将 “工业机器人发展研究项目”作为 “七五”计划重大国家科研项目进行部署，为机器人技术的可持续发展奠定了坚实的基础。1986年底，中央政府发布了 “高技术研究与发展计划”(863计划)，将机器人技术列入其中。通过七五、八五、九五、863计划中的各类供给侧政策工具的运用，中国在机器人技术与自动化工艺装备等方面取得了很大进展，缩短了同发达国家之间的差距，但在原始技术创新方面与发达国家差距较大。1986—2000年，中国机器人专利年申请量约为6件，仅为日本同期的2.1%[17]。由于政府的施政重心依然偏向于研发类供给侧工具的使用，存在重研发轻市场的倾向，加之国内对机器人的需求量很小，所以此时机器人市场依然是日、美、德三分天下的格局，以2000年工业机器人销量为例，日本当年工业机器人销量为4.7万台、美国1.3万台、德国1.2万台，三者合计约占全球机器人72.3%的市场份额，而中国当年的工业机器人销量仅为550台，相关企业也十分边缘化。

(3)起步期(2001—2009年)：研发供给侧工具出现 “市场”转向，环境和需求侧工具助力市场发展。863计划专家组从2001年开始对机器人技术发展战略进行了调整，从单纯的机器人技术研发向机器人技术与自动化工艺装备扩展。2006年国务院发布的 《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》将智能服务机器人列为前沿技术，并同时出台了相关配套措施，从税收、金融、政府采购、人才培养、科技创新基地与平台建设等各个方面推动机器人等前沿技术的发展。尽管该阶段国家政策重点依然是基于技术研发的供给侧工具，但供给侧工具的政策效能已开始向机器人市场和企业培育倾斜，通过资金支持、信息服务、人才培养、示范工程等供给侧政策条款，强有力地拉动了国内机器人市场需求，促进机器人产业发展和技术进步。此外，这一阶段出现了环境侧和需求侧政策工具，直接和间接地促进机器人产业研发、产品创新和市场发展。从2001年开始，中国的机器人产业初步实现市场化发展，工业机器人销量从2001年的700台发展到2009年的5500台，全球市场份额从0.8%提升到9.2%。此外，机器人研发实力也不断增强，专利申请量稳步提升，2001年工业机器人专利申请量为31件，到2009年已达到455件，年复合增长率约为39.9%，和日本的差距不断缩小。

(4)发展期(2010—2012年)：供给侧、环境侧、需求侧3类工具全面开花，促进机器人产业高端化发展。2010年，国务院发布 《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》政策，首次将机器人列入战略性新兴产业之一，有关机器人产业的政策陆续密集出台。2011年，国家发改委、科技部、工信部、商务部、知识产权局联合发布 《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2011年度)》，将新型工业机器人、服务机器人和特种机器人列为国家优先发展的重点领域，直接推动了机器人产品的发展和产业化、市场化。2012年，科技部出台了国内第一部机器人专项政策—— 《服务机器人科技发展 “十二五”专项规划》。该政策综合运用供给侧、环境侧和需求侧3类政策工具，涉及服务机器人创新链的各类环节。与此同时，中国的制造业正从劳动密集型向高端化、智能化、绿色化转型，机器人市场需求不断提升，在产业政策和市场需求的双重驱动下，机器人市场呈现出蓬勃发展的状态，工业机器人销量从2010年的1.5万台上升到2012年的2.26万台。工业机器人专利申请量也逐年大幅提升，至2012年底，中国以1493件的工业机器人专利申请量一举超越日本。总体而言，在 863计划、973计划及各类专项规划的支持下，中国已成为名副其实的机器人产业大国。

(5)爆发期(2013年至今)：环境侧工具占据主导，为打造机器人产业全球竞争力营造市场氛围。从2013年开始，政府对机器人产业的扶持力度不断加大，陆续发布一系列支持机器人发展的重要政策，如 《工业和信息化部关于推进工业机器人产业发展的指导意见》 《中国制造2025》 《机器人产业发展规划(2016—2020年)》 《关于促进机器人产业健康发展的通知》等。尤其是 《中国制造2025》和 《机器人产业发展规划(2016—2020年)》这两项政策，对于促进 “十三五”时期机器人产业的发展壮大、使中国由制造大国向制造强国迈进具有重大的战略意义。这一阶段，环境侧政策工具开始发挥主导作用，政府通过目标规划、标准体系建设、贷款贴息、知识产权保护、生产准入、设备进口税费优惠、首台 (套)重大技术装备保险补偿机制、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海外并购等不同类别的环境侧工具，为机器人产业、产品和技术发展、打造机器人产业的全球竞争力营造了良好的市场氛围。总体而言，政府通过综合利用环境侧、供给侧和需求侧政策工具，从战略方向、研发补贴支持、示范工程、应用推广等各个维度全面推动机器人产业的技术进步和产量上升，带来机器人产业的爆发式发展。自2013年起，中国超越日本，成为全球第一大机器人市场。2016年，中国工业机器人市场销量已达到8.7万台，在全球机器人市场中的份额比重为30%，超过整个欧洲市场的总和。

综合以上阐述和分析可以看出，中国机器人产业的发展、壮大与政策的激励作用密不可分。尤其是产业发展的中后期，各类政策的密集出台对机器人产业的技术、产品和市场产生了重要影响，使得机器人产业能够在激烈的全球角逐中脱颖而出，成为世界第一大机器人市场。

同时，伴随着机器人产业的发展演化，政策工具也体现了不同的功能导向。在产业发展初期，政府主要通过各类研发计划或研发补助对机器人产业共性关键技术进行支持，提升机器人的技术水平，并减少信息的不对称性，体现出较强的 “技术导向”。到了发展中后期，环境侧工具逐渐占据主导，并伴随着需求侧工具的配合使用，通过刺激市场需求和 “利益诱导”壮大机器人市场规模[18]，体现了明显的 “市场导向”(见图3)。

图3 机器人产业发展不同阶段政策工具功能导向

2.3 机器人产业的政策—技术路线图构建

基于以上描述和分析，本文绘制了中国机器人产业的政策—技术路线图(见图4)。由于机器人相关数据的缺失，所以在指标选取方面，结合了定性和定量两个角度。市场方面，选取国内机器人市场需求和工业机器人占全球市场份额两个指标来描述机器人产业的市场前景 (其中，N/A表示无/很少)。产品方面，选取国产品牌工业机器人销量代表机器人产业的发展状况。技术方面，则通过工业机器人的专利申请量数据(德温特创新索引数据库)以及两家龙头企业(沈阳新松和南京埃斯顿)的研发强度 (WIND数据库)来表现机器人产业的技术进步和企业的研发实力。

3 结论及启示

通过机器人产业的政策-技术路线图的图谱化展示，本文主要得出两点结论：一是机器人产业的发展与政策之间有一种 “强关联性”，伴随着机器人产业的演进发展，政策的作用机制也越发明显。二是伴随着机器人产业的发展演化，政策工具出现了从技术导向到市场导向的功能转移。在产业发展初期，供给侧工具影响显著；到了发展中后期，环境侧工具逐渐占据主导，并伴随着需求侧工具的配合使用，使得机器人市场逐渐发展壮大，并进一步推动机器人技术的研发和产品的迭代更新。

图4 机器人产业的政策—技术路线图

许多政策制定者将产业发展过程及演变机制视为一个黑匣子，导致很难确定在产业发展的不同阶段应该使用何种政策工具来引导或推动产业的发展。本文在已有研究的基础上，构建了机器人产业的政策-技术路线图，从而为深入分析机器人产业发展过程中政策与技术、产品、市场之间的作用机制提供了较为整体、全面的视角。当然，本文仍然存在一些局限：一是对政策工具与技术、产品、市场交互机制的分析缺乏量化考察；二是对该框架没有进行进一步的修正和调整，这也将是下一步继续深入研究的方向。