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工业机器人:疫情之下彰显巨大价值

发布日期:2020-04-01 浏览次数:1770 来源:大众日报 作者:徐长生

工业机器人在抗疫一线承担了大量任务,也在复工复产中发挥了重要作用。未来,工业机器人在工业制造、物流配送、餐饮零售、安防巡逻、康复保健等领域的价值将进一步凸显。

习近平总书记指出:“疫情对产业发展既是挑战也是机遇。一些传统行业受冲击较大,而智能制造、无人配送、在线消费、医疗健康等新兴产业展现出强大成长潜力。要以此为契机,改造提升传统产业,培育壮大新兴产业。”

疫情发生以来,工业机器人的应用受到了更多关注。在抗疫一线,机器人承担了辅助医疗、送餐送药、测温消毒等工作,提高了效率,也降低了交叉感染的可能。在近期的复工复产中,自动化、智能化程度高的企业,受到“用工荒”的冲击最小,工业机器人在工业制造、物流配送、餐饮零售、安防巡逻、康复保健等领域的价值也得到进一步凸显。可以说,工业机器人在未来我国的新旧动能转换中,将扮演越来越重要的角色。

当前,我国工业机器人产业的发展,仍面临“大而不强”的难题。

自主创新能力不足,缺乏核心专利。相比发达国家,我国工业机器人发展起步较晚,技术相对落后。国内的企业普遍存在自主创新意识不强、研发投入不够等问题。核心专利缺失、国外企业技术壁垒高,将会限制国内工业机器人产业的进一步发展。工业机器人的三大核心零部件是伺服电机、控制器和减速器。近年来,发那科、ABB、安川、库卡等跨国巨头加大了在华的专利布局强度,在三大关键技术领域的专利申请量占到了跨国公司在华专利申请量的一半左右。由于核心零部件被国外企业垄断,国内申请人的专利多集中在末端执行器、关节、机械臂等非核心零部件领域。我国虽然是工业机器人的第一大应用市场,但约70%的市场被这些掌握了核心技术的外资企业占据。

产业链不够完善,核心零部件仍依赖进口。工业机器人产业链分为上游、中游和下游。其中,上游主要生产伺服电机、控制器、减速器等核心零部件,占工业机器人整体成本的65%-75%;中游为本体生产,包括手臂、底座、手腕等本体零部件;下游则是系统集成,包括单项系统集成和综合系统集成。目前,我国在中、下游产业发展较为迅速,约80%的工业机器人企业都集中在较有竞争优势的系统集成领域,但是普遍存在规模较小、产值较少的问题。而上游产业一直没有得到较大突破,三大核心零部件尤其是被称作“工业机器人大脑”的减速器严重依赖进口,且进口价格约为国外企业价格的5倍左右,导致国内工业机器人成本较高,产业面临空心化风险。

出口附加值低,产品缺乏竞争力。机器人行业本是技术、资金、人才的“三高”行业,目前却面临附加值低的困境。由于成本较高、缺乏核心技术,我国工业机器人不管在国内还是国外,都缺乏足够的竞争力。我国作为全球最大的工业机器人应用市场,国产工业机器人的市场占有率仅为30%,且集中在中低端领域,高端领域国产机器人的份额不足5%。在六轴以上多关节机器人市场,发那科、ABB、安川、库卡等跨国巨头占90%的市场份额;在高端应用集中的汽车行业,国外公司占九成。

行业标准体系不够完善,标准交叉重复现象严重。我国多个标准机构和行业组织在积极推动工业机器人标准建设,同时,国内多位专家也参与到工业机器人国际标准的制定中。虽然我国的标准化工作取得了一定的成果,但仍存在行业标准体系不够完善、标准交叉重复现象严重等问题,某些传统类机器人标准需要修订提升,系统集成和相关检测评定标准需要补充,新型产品和技术标准需要跟进,我国标准与国际工业机器人标准需要对接。

专业型人才缺失。在制造方面,伺服电机、控制器、减速器成为制约中国工业机器人产业的主要瓶颈,而我国这方面的技术人才极为匮乏。在应用方面,目前我国工业机器人应用人才缺口将近10万,根据工信部发展规划,到2020年,全国工业机器人的装机量将达到100万台,相应操作维护、系统安装调试、系统集成等工业机器人应用人才将达到20万左右。但是,目前我国高校尚未专门开设工业机器人相关专业,工业机器人编程、维护等工作人员主要来自电气自动化、机电工程等专业毕业生的二次培训,并且短期培训效果不好。在系统集成方面,涉及对工业机器人产业的改造,需要5年以上的工作经验积累,而这方面的人才也同样稀少。

工业机器人既是先进制造业的代表,也是“中国制造2025”确定的重点发展领域。作为工业机器人密度全球增速最快的国家,我国必须以更大的紧迫感抓住机遇、迎接挑战,推动工业机器人产业真正“由大变强”。

加大自主创新力度,完善产业链体系。在国家层面,应该对工业机器人产业的发展提供政策支持,推行鼓励研制机器人及其应用系统的优惠科研补贴政策。工业机器人生产企业应该加大研发投入,重点发展高精度减速器、谐波减速器、高速高性能机器人控制器、高精度机器人专用伺服电机和伺服驱动器等核心零部件;以应用为导向,与工业生产、制造企业合作,了解其具体需求,为其提供一体化的解决方案;关注尚未开发的应用领域,实施重点突破。同时,依托高校和科研机构,探索产学研的合作体系,促进科技成果的产业化应用。

加快产业标准化的制定和落实。政府应该加快工业机器人产业的立法进程,推动工业机器人产业化发展;下拨工业机器人标准化专项资金、建立机器人标准化、模块化等共享技术公共服务平台,推动工业机器人标准化的顺利推进。产业联盟应联合工业机器人生产制造企业、高校及科研机构,抓紧完善工业机器人标准体系的建设,修订某些传统类机器人标准,补充系统集成和检测评定标准,跟进新型产品和技术标准。优先研究和制定拥有自主知识产权的工业机器人基础标准和安全标准体系,为推进工业机器人走向市场奠定基础。

优化进出口政策,积极适应国际市场。针对我国进口国相对集中的问题,应扩大对外贸易,防范单一国家对我国的贸易锁定,维护多边贸易机制。工业机器人企业在进入国际市场时,要及时、全面了解市场信息,做好预防措施,一旦发生贸易摩擦,要及时采用应急预案,并积极应诉,减少损失。企业还应积极寻找利益同盟,联合外国供应商、销售商,共同对相关国家政府施加影响力,减少贸易摩擦给企业带来的不利影响。加强与国外相关标准化组织如ISO、IEC的交流与合作,争取让我国标准与国际标准接轨,减少不必要的贸易摩擦。

整合教育资源,大力培养应用型人才。工业机器人产品的生命周期需要经历产品方案、集成设计、技术实施、工艺应用及运行维护等环节,在专业设置上,需要根据每个岗位所需工作技能来建立相应的课程体系。在教学资源上,要整合优秀行业资源,把行业技术转变为相应的教育资源,并尽快将其落实到具体的教学课程中。在教学方式上,理论学习之外要增加实践环节,与相关工业机器人企业建立紧密联系,定期组织企业参观、实习实践等活动。同时,要建立工业机器人职业技能培训体系,加强对工业机器人从业人员的系列培训,并为考核合格者颁发相应的专业技能证书。

(作者系华中科技大学经济学院教授、博士生导师)

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