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【WRC 大咖观点】曲道奎《中国机器人产业发展现状及趋势》

时间: 2021-09-27

2021世界机器人大会第一天线下主论坛——“领航峰会”群星璀璨,产、学、研各领域大咖齐聚首,共话巅峰,为机器人未来发展领航。

峰会现场,新松机器人自动化股份有限公司创始人、总裁曲道奎先生上台发言,演讲主题为《中国机器人产业发展现状及趋势》。以下为曲道奎先生演讲内容全文整理。

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尊敬的各位专家、各位来宾、各位朋友,大家上午好!今天我报告的题目是《中国机器人产业发展现状及趋势》,也是应大会的邀请,希望我在这方面做一个报告。

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大家都知道,现在机器人已经成为创新和产业的一个重要的风口,辛国斌部长在报告中也提到,机器人技术已经成为一个国家综合科技发展实力的重要指标之一,机器人拥有的数量也成为了衡量一个国家制造业水平的重要标志。现在机器人已经从我们的生产向生活延伸和渗透,所以机器人的作用现在是越来越大。那么在这样的背景下,中国机器人产业的发展面临着什么样的状况?我们的市场现在是一个什么样的布局?机器人技术现在都有哪些新的进展,哪些产品又在出现?整个中国机器人行业处于什么样的现状?包括未来发展新的趋势、方向、瓶颈、机遇和挑战,今天希望围绕这些方面和大家做一个报告。

首先我们来看全球工业机器人市场,因为这个数据还是IFR的初步数据,今年7月1日在法兰克福预发布的市场数据,中国连续八年来保持全球最大的市场,也是增速最快的市场,2018年的1/4,就是占据25%左右,然后到2019年的1/3,今年占到44%,中国市场占到全球市场实际规模越来越大。

受到整个疫情的影响,全球机器人增速正在下降,就是负的2%,中国去年的增速是19%,就是中国对疫情的控制实际上说明机器人市场还是快速发展的,2019年小将是38.3万台,相比上一年略有下降。

机器人在哪些行业内得到主要应用?这些是我们列出的前三名,传统的汽车行业、汽车工业保有量已经占到92.3万台,电子行业现在是67.2万台,金属加工行业是28万台,这些是三大行业机器人拥有的使用量。

目前大家都在谈机器人发展新的类别,我们称之为协作机器人,就是由传统的工业机器人往协作发展,近几年协作机器人的发展势头越来越猛,按照FRR对未来趋势的判断,协作机器人可能会在新一代机器人起到越来越大的作用。

图中就是新松开发的几大系列和类别,包括单臂、双臂和协作,现在正好是对传统机器人有一个非常大的互补。

我们看了全球的现状,再来看一看中国。中国在2019年安装量达到14万台,工信部的数据是2020年中国工业机器人完成的产能是23.7万台,供给增长19%左右。世界机器人联合会的数据是整个2019年中国的销量是16.7万台,增速达到19.3%,这是上半年中国市场的产量,二者概念是略有差别的。国外品牌占有是12.3万台,增速是24%,国内品牌是4.4万台,增速是8%,所以自主品牌占到35%,就是1/3略多一些。今年1-7月份国家统计局也有一个数据,产量是20万台左右,增速是64%左右,所以今年上半年中国的产能增速是非常快的。

图中显示最大的机器人市场其实是中国,要比前三前四加起来还要大得多,说明这几年中国机器人市场一直在快速增长,并且正在培育全球机器人产业的发展,最近几年中国机器人的密度也有很大的提高,达到187台/万名工人,超过全国平均水平113台,相比第一新加坡、第二韩国、第三日本还有很大的差距。

机器人现在已经从制造业往非制造业和生活领域转移,全球的服务机器人这些年发展也是非常快,特别是物流机器人成长和发展更是遥遥领先。

除了物流机器人,未来检查维护、清洁、野外机器人也是在快速发展,大概位列第四名和第七名,未来两年左右将会进入前三名,因为这是一个非常大的市场。目前服务业最大的劳动密集型群体是保安和保洁,这些是我们服务类非常大的两个群体,未来也是服务机器人重要的拓展领域。

图中是全球服务机器人在医疗领域的发展,近几年也是进入快速增长期,中国服务机器人和国外相比差距还是非常大的,特别是专业服务机器人是刚刚起步,但中国有中国的优势,我们的市场、我们的场景还是非常大的,所以中国最大的还是家政服务机器人,就是扫地类的,另外一类就是娱乐休闲类的,包括餐饮服务、人机对接这些场景。

这些是全球和中国机器人市场大的分布和未来的趋势,可以看到机器人已经在走出工业领域,包括在服务领域、医疗、健康、教育、安全等等领域逐渐发展和壮大,未来这些市场很有可能要快速超过工业机器人的市场。

机器人技术和产品也有一些最新的进展,为什么机器人不叫机器而叫机器人?原因更多的是在于智能,机器人技术需要哪些技术?谈到技术首先要看机器人需要哪些能力,我们这里也做了一个梳理,机器人干活就是作业能力,其次还要能动,包括移动和动作,就是运动能力、执行能力和交互能力,特别是服务类的机器人必须要有一个非常好的交互能力,此外还有学习、决策能力。这四大能力需要相关技术支撑,现在智能的发展很大一部分取决于感知技术的进步,所以就是要有感知技术,包括视觉、力觉、超声和激光,机器人是在一个行为空间,不是在一个理想的非行为空间,所以要有很大的行为能力,包括我们的工业机器人、服务机器人,此外还有学习和决策等等能力,再就是交互能力,不管是语音交互、文字交互还是通过其它的身体语言Body Language。

机器人已经走出单机作业模式,现在进入物联时代、网联时代,这个时候安全既是机器人自身的安全,也包括网络安全和机器人环境之间的安全,所以安全技术现在也已经纳入到非常重要的体系。

我们来看机器人技术未来的发展方向,目前机器人主要经历了三个阶段:第一阶段更多地称之为自动化阶段,机器人和高端机器基本上是没有区别的,刚开始机器人是诞生在捷克一个小说家的一篇小说里面,但是真正实际过程中就是一个高端机器、高端设备,所以更多技术需要控制、驱动、伺服,这就是一个设备的概念。那么再往上发展进入第二阶段,就是现在的智能阶段,也就是人机协作、环境感知、数据采集、人机交互等等,所以这是技术发展的第二层次,现在机器人主要是在这个层次,已经逐步进入实用化。第三阶段就是下一步要发展的自主化,包括认知、学习、协同、场景、大数据分析等等,这是现在正在研究的,现在已经开始进入小批量的应用或者逐渐成熟。

按照这样的思路,机器人一方面是自身技术的进步,另一方面就是需要通过相关的产业升级、消费升级牵引机器人技术,或者机器人从本体来讲这些年来也有巨大的发展,一体功能到模块化和网络式的分布,包括近几年机器人的一些具体指标已经取得了非常大的发展,装机量达到300多万台,九十年代开始到现在机器人在负载能力、精度、速度、可靠性、控制能力和价格都有一个非常大的变化,功能、性能和可靠性不断提升,价格也在大幅度下降,未来的发展可能就是全新的协作机器人,已经进入了未来新的发展阶段。

机器人也一直在作业的灵活性、灵巧性有重要的进步和发展,但现在这一块还是机器人的短板,也就是说现在特别是工业机器人,更多的是一个工业机械臂,真正缺少手那样的灵活性,所以这是未来机器人发展非常关键的领域,也是现在最大的短板。

机器人正在从单元到智能系统方向发展,过去我们都是独立的工作单元,现在开始进入大的系统,机器人也由过去在笼子里作业的系统往人机共融的方向发展,所以这是协作机器人出现的一个非常重要的契机,就是和人、环境以及其它设备协作共融,这是机器人未来发展的一个趋势,现在协作机器人已经成为工业机器人的一个非常重要的新的分支、趋势和方向。

协作机器人起着非常重要的支撑作用,工业机器人的规模生产,需要大批量,协作机器人的人机融合、安全易用、灵敏精准、灵活通用等等,正好是弥补了工业机器人的缺点和短板,但协作机器人也有自己大的弱项和短板,就是负载能力和运行速度,一旦负载大了、运行速度快了,安全性就保障不了,所以这是一对非常重要的矛盾,很多产业应用要追求效率和负载能力,现在协作机器人恰恰是无能为力,所以跟工业机器人不是替代关系,而是一个非常好的互补关系。

现在协作机器人已经摆脱了过去一般的消费领域或者其它领域的应用,真正的工业领域也在开始大批量应用。这是新松在上海开发的各种协作机器人,真正在我们的生产过程中发挥作用,大家可以到我们的展台看一看,现在协作机器人在3C行业,特别是信息电子行业的最大应用。目前也有芯片制造的IC用机器人,就是在真空环境和超静环境中使用,和传统的机器人相比结构、控制方式、材料、润滑和可靠性是完全不一样的,也是全新的机器人,所以这是我们要解决芯片卡脖子的重要领域,新松在这方面也是中国唯一替代国外产品的种类,可以在各种芯片制造、半导体领域发挥越来越大的作用。

移动机器人是这几年机器人最大的风口,原因就是既在制造业发挥作用,同时在非制造业,智能物流、智慧生活,包括宾馆的服务,特别是其它公共场所,服务机器人的作用也是越来越大,所以很大一块也是相关的导航技术、网联和数据这些技术的发展在支撑和推动移动机器人的智能化发展。

我们来看机器人技术主要的问题和挑战,这里可以看到一个著名的巴威特悖论,对人很难的事情,机器人可以很容易地完成,比如速度、精度和负载能力,而对人类很容易的事情,就是灵活性和灵巧性,但对机器人来讲是无能为力的,所以机器人也是一直朝着解决这个悖论的方向发展,能不能既把机器人的碍事发挥出来,又能够把人类的灵活性、灵巧性呈现出来,这是未来机器人技术研究方向的重要支点。

中国机器人到底发展到了一个什么程度?我们说中国已经形成了五大区域格局,包括东北区域、京津区域、长三角、西南和整个珠三角,每个区域都有自己的优势和产业定位,比如长三角有大量的国外公司,西部区域也有自己的产业特点,目前就是按照五大集群发展不同的机器人,根据各地的特色以及科研的配套能力水平进行发展。

为什么机器人现在得到了这么大的重视,越来越成为国家和世界各国发展的战略产品和技术?因为机器人是重要的工业制造装备,不是简单的设备和产品,特种机器人又是国家战略的大国重器,很多人类生命禁区都是机器人发挥作用,服务机器人也是不断满足民生生活品质的提升,所以机器人的作用主要也是取决于自身能力的提升,包括应用范围、应用范畴的不断扩大。

那么在这样的背景下,中国机器人由过去非常小众的产品和行业成为资本市场非常大的分支,上市公司特别是科创板机器人蓬勃发展,整个资本市场上的融资,机器人也是成为了重要的热点和风口。

再和大家探讨一下未来机器人发展的机遇和挑战,前面我们讲了市场、技术和产品,包括行业的整体态势,未来发展的机遇和挑战是什么?这里我们梳理一下中国机器人的整体态势判断,中国机器人到底处在什么水平?我们还存在哪些问题?

首先,中国机器人这样一个大的体系通过十几年的发展已经基本建立起来了,包括我们的技术体系、创新体系,也包括零部件,中国这么多的企业做整机,整个应用集成、推广应用,更关键的是检验、检测、认证这样的平台,所以中国已经不是简单的机器人技术和产品的开发,而是整套产业体系已经基本建立完毕。

其次是技术层面,包括操作系统、控制软件、高端控制系统,现在基本上还是缺失,或者和国外相比我们是一个短板,但应用技术中国已经基本解决了,具备了非常大的竞争力。

再就是产品层面,中国解决了有无问题,相比国外没有任何一种产品我们自己没有,但现在我们缺少的是竞争力的产品,跟国外比还有一定的短板和弱项。

应用层面未来更多的是要解决智能应用软件,现在我们都是通过数据、智能把应用软件智能化,同时高端应用领域现在相比国外还是短板,中低端领域中国的产品已经应用非常广泛了。

整体来讲,中国现在还有比较大的弱项,差不多80%以上的企业还是把机器人作为低端机械设备和机械装备研发,没有真正把智能、网联和数据作为机器人开发,现在也存在低技术、低品质、低价格、低端应用的“四低”普遍现象,这是中国大的整体态势。

那么从机器人行业的特点再来分析一下,其它的领域和中国擅长的劳动密集型是完全不一样的。三高包括技术密集度高、人才密集度高、资本或者资金密集度高,回报周期也是相对比较长的,需要我们真正静下心来研发创新,不断成熟,打造精品,就是这样一个产品。中国人改革开放四十年来更多地擅长短平快,所以我们擅长的东西,我们的优势在机器人领域几乎体现不出来,甚至成为机器人创新的一个短板。

机器人的产品迭代越来越快、更新越来越快,创新能力要求也是非常高的。资源流动非常快,整合也非常快,因为这是一个风口,互联网和人工智能的很多东西在机器人这个平台上全展示出来了。市场就是门槛比较高、粘性好,要有非常好的口碑和品质,然后在竞争上是品质驱动。很多领域白给他们机器人用他们都不要,比如汽车生产线,要是一台机器人停机组织是承受不了的,过去我们说卖低价便宜产品,机器人这个领域是恰恰相反的,功能、性能、可靠性满足不了的话,对不起,你进不了这个门。

现在机器人领域是龙头隐性冠军的竞争,技术更多的是专项技术,产品就是定制化、个性化,能够做到批量,没有批量的话是没有意义的,过去那种大规模制造也没有意义,应用就是新增市场、精准市场、细分市场成为未来的主导竞争要素。

我们在技术和市场上面临着哪些挑战呢?目前核心技术空心化的问题没有解决,就是操作系统、软件平台和控制平台,高精度的控制系统,包括核心部件现在都有了非常大的进步,但和国外相比还是一个短板。高端产品的低端化,相比国外,高性能的产品国外几乎占到80%,中国只占1/4甚至1/5,所以差距还是很大的。主导市场的边缘化,就是汽车、电子这些高端市场、主导市场几乎全是国外的产品,很少见到中国产品的影子。要是这三化问题不解决,未来的发展可能会有非常大的制约。

目前我们的理念是错位的,中国人更强调物美价廉,这是一种消费理念,不是制造理念,制造要求的就是物美一定要价优,因为只有好的产品卖出好的价格,有了好的回报,才能再去研发创新,创造好的产品,就是需要物美价廉,用户需要的东西又好又便宜,但从制造理念来讲,就像德国人一定要卖一个好的价格,中国人在这方面恰恰是错误的理念。我们现在的产品竞争不是竞优,而是竞劣,谁的产品价格最低,所以导致机器人领域同样是劣币驱逐良币,几乎和其它的行业类似。

我们的产业环境比较恶劣,低价中标、拖欠付款,低价的东西不可能打造品牌,也不可能真正有通降,所以产业环境不改变,机器人的发展是很难真正有大的跨越。目前创新、自主技术、人才流动、数字时代、网络时代,创新首先是成功主要的要素,但创新的成果怎么保护?我们总是看国外说中国人没有IP保护,实际上这个现象非常严重,很多创新的成果都是人跑了,带着走了,要是这个问题不解决的话,未来中国在机器人领域很难走到世界一流。

可以看到我们有困难、有挑战,但机遇也是前所未有。首先我们面临大的技术突破机遇期,AI、Cloud、Big Data、让机器人处于颠覆式的阶段。除了Robot还有S-Bot和H-Bot,中国具有全球最大的市场,这是我们发展第二产业最大的信心,中国支撑全球机器人产业发展,我们自己肯定会有很好的市场环境,再就是金融和资本市场,中国有科创板、北交所,这些也在支撑我们的创新以及新的科技成果怎么孵化和转化。现在也有疫情、内循环和双碳,都在加速机器人新的智能制造、新的生活方式,所以这个发展机遇是前所未有的,无论是技术到市场产品的变革以及金融市场和大的外部环境。

我们要从过去的战略跟随到未来的战略进攻,未来很多产品技术要并跑甚至超跑,我们的技术途径就是由量到质,中国已经不缺量,而是缺质,更关键的是怎么打造品牌,这是我们首要的、重要的抓手,我们也要强调我们的技术性、先进性、功能、品质,包括可靠性,这是中国和国外最大的差别,再就是经济性、易用性,这些方面我们要下功夫。未来龙头企业更多的要集中于平台性技术,隐形冠军要在市场细分划类,核心部件一定要跟上全球的发展趋势,形成全面的支撑。新一代机器人要实现超越,中国在这方面和国外没有差距,很多东西中国做得比国外更好,新一轮产品为我们创造这种超越的机会。

最后祝愿中国机器人产业实现跨越式的发展,预祝大会圆满成功,谢谢大家!

主办单位

北京市人民政府 中华人民共和国工业和信息化部 中国科学技术协会

承办单位

中国电子学会 北京市经济和信息化局 北京经济技术开发区管委会
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