中國工業(yè)機器人發(fā)展勢頭強勁,展現(xiàn)燈塔國地位
在北京舉辦的2024年世界機器人大會上,一場全機器人足球比賽吸引了眾多目光。當一個人形機器人巧妙進球時,觀眾席上頓時響起了熱烈的掌聲。此外,大會還展示了中國象棋、石頭剪刀布等互動游戲,以及由機器人演奏的揚琴和武術(shù)表演,令人嘆為觀止。更令人震撼的是,機器人輔助的復雜截骨和內(nèi)窺鏡手術(shù)也得以現(xiàn)場呈現(xiàn)。這些展示不僅展現(xiàn)了我國在機器人技術(shù)上的領(lǐng)先地位,更彰顯了我國對未來科技發(fā)展的堅定信心。
據(jù)預測,到2024年,全球機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模將突破420億美元,其中中國市場將占據(jù)7億美元的份額,約合人民幣20%。在這龐大的市場中,服務機器人占據(jù)了超過四分之三的份額,而工業(yè)機器人則占據(jù)了剩余部分。盡管中國在兩類機器人領(lǐng)域均取得了顯著進展,但鑒于中國在全球制造業(yè)中的領(lǐng)先地位,工業(yè)機器人的發(fā)展尤為引人注目。
中國的機器人采用率及全球排名
不同國家推動機器人采用的因素各不相同。日本致力于機器人技術(shù)的研發(fā),旨在應對人口老齡化和勞動力成本上升的挑戰(zhàn)。而德國,則因嚴格的工人安全法規(guī)而投資于機器人技術(shù),以替代人力勞動。總體而言,高收入國家相較于低收入國家,更有動力采用機器人技術(shù),因為這些國家的人力成本相對較高。同時,電子和汽車行業(yè)的工業(yè)機器人廣泛應用,也推動了這些行業(yè)的自動化進程。因此,韓國、新加坡、德國和日本在全球機器人競賽中脫穎而出,成為領(lǐng)先者。
衡量國家機器人采用率的指標是“機器人密度”,即每10000名工人所安裝的機器人數(shù)量。中國在過去的幾年里,機器人密度迅速提升。2022年,中國位列全球第五大自動化國家,自2016年排名第25位以來,進步顯著。截至2024年,中國的機器人密度已達到每萬名員工470臺,并立志在2025年提升至500臺。
中國在機器人領(lǐng)域的成功,與其作為消費者的角色密不可分。中國已連續(xù)11年成為工業(yè)機器人市場的領(lǐng)頭羊。僅在2021年,中國就安裝了243300臺工業(yè)機器人,占全球總量的一半以上。
中國制造商在采用機器人方面的選擇,深受其他國家自動化驅(qū)動因素的影響。這些因素包括公司特征(如大公司與汽車和電子行業(yè)公司的正相關(guān)關(guān)系)、市場因素(如工資總額、自愿離職率、勞動力成本以及對產(chǎn)品質(zhì)量的擔憂)、任務手動性質(zhì),以及政府關(guān)系。值得注意的是,中國的機器人實施速度之快,超出了僅用企業(yè)層面經(jīng)濟來解釋的范圍。據(jù)ITIF研究顯示,中國的機器人數(shù)量與其工資水平的預測相比,高出5倍。
這引發(fā)了一個問題:為何工業(yè)機器人在中國如此重要?與西方媒體對機器人可能讓人類過時的擔憂不同,中國媒體和政府對此持不同觀點。政府文件很少表達對工作替代的擔憂,反而宣傳機器人是中國勞動力挑戰(zhàn)的積極解決方案。隨著公眾對機器人的接受度不斷提高,中國更像日本,而非美國或歐洲,在那里,公眾對工作替代的擔憂可能會成為進一步采用機器人的障礙。
然而,中國也面臨著人口變化的挑戰(zhàn)。盡管中國是一個工業(yè)超級大國,但最近的人口變化可能會對其未來的經(jīng)濟增長構(gòu)成威脅。中國的勞動年齡人口正在減少,無論是從絕對規(guī)模還是占總?cè)丝诘谋壤齺砜?。?050年,勞動年齡人口預計將下降20%以上。工資上漲、勞動力成本上升以及年輕一代對傳統(tǒng)制造業(yè)工作的不感興趣,都可能加劇這一人口下降的影響。
因此,在2023年,人力資源和社會保障部發(fā)布了一份面臨勞動力短缺的100個職業(yè)的名單,其中41個與制造業(yè)相關(guān)。該部特別強調(diào)了汽車行業(yè)的壓力,這有助于解釋近期汽車制造業(yè)中機器人安裝的顯著增加。此外,新冠肺炎疫情的爆發(fā)進一步推動了全球?qū)I(yè)機器人的采用,突顯了它們在抵御健康相關(guān)供應鏈中斷方面的能力。
研究還支持機器人與全要素生產(chǎn)率之間的正相關(guān)關(guān)系。機器人能夠彌補勞動力短缺,降低錯誤率,提高安全性,并提升生產(chǎn)率。面對政府預測的2025年制造業(yè)將出現(xiàn)近3000萬人的短缺,一些中國公司寄望于機器人能夠填補這一勞動力缺口。
綜上所述,中國制造商在采用機器人方面的選擇反映了多方面的考量。從公司特征到市場因素,再到所執(zhí)行任務的手動性質(zhì)和政府關(guān)系,這些因素共同推動了中國在機器人領(lǐng)域的快速發(fā)展。同時,中國也面臨著人口變化和勞動力市場挑戰(zhàn),這進一步激發(fā)了企業(yè)對機器人的需求。隨著公眾對機器人的接受度不斷提高,以及政府對機器人作為積極解決方案的認可,中國有望在機器人領(lǐng)域繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。
因此,對于中國而言,工業(yè)機器人在鞏固其制造業(yè)領(lǐng)先地位方面扮演著至關(guān)重要的角色。隨著國家對技術(shù)進步和自給自足的日益強調(diào),中國正積極采取措施,力求在機器人領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新與生產(chǎn)。
自第十個五年計劃開始,中國政府便明確了開發(fā)新技術(shù)、提升工業(yè)競爭力的目標。2015年,《中國制造2025》倡議的提出,更是標志著中國決心成為制造業(yè)的佼佼者。該計劃特別強調(diào)了“高端數(shù)控機床和機器人”等關(guān)鍵領(lǐng)域的發(fā)展。
為了推動工業(yè)機器人技術(shù)的進步,中國不僅提出了明確的投資目標,還制定了一系列激勵措施。例如,“機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020)”旨在促進機器人在制造業(yè)中的廣泛應用,并推動國內(nèi)機器人生產(chǎn)。該計劃已成功實現(xiàn)工業(yè)機器人年產(chǎn)量的翻倍增長,提前完成了預定目標。
此外,中國還成立了國家機器人創(chuàng)新中心,匯聚了沈陽自動化研究所、中國科學院、哈爾濱工業(yè)大學等頂尖機構(gòu)的資源。2023年的“機器人+”計劃更是提出了到2025年翻番制造業(yè)機器人密度的宏偉目標。
地方和省級政府也紛紛響應國家戰(zhàn)略,為工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)提供全方位的支持。截至目前,已有21個城市和5個省出臺了針對工業(yè)機器人的補貼政策。這些措施不僅推動了機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,也為制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級注入了新的動力。
東莞得益于其松山湖工業(yè)開發(fā)區(qū)的發(fā)展。在松山湖,眾多機器人企業(yè)受益于政府扶持的創(chuàng)業(yè)孵化器,以及當?shù)貜姶蟮臋C器人制造能力,這極大地縮短了他們的研發(fā)周期并降低了成本。
松山湖的機器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,但背后也面臨著諸多挑戰(zhàn)。隨著中國機器人制造業(yè)的迅猛增長,國內(nèi)制造商在市場上的份額不斷攀升。2022年,中國安裝的工業(yè)機器人中有高達36%的比例來自國內(nèi)企業(yè),相較于2013年的25%取得了顯著進步。在創(chuàng)新層面,中國在機器人相關(guān)研究出版物和專利申請方面穩(wěn)居全球領(lǐng)先地位。截至2024年7月,中國已擁有19萬項機器人專利,令人矚目。值得注意的是,與美國、日本、韓國或德國等私營公司占主導地位的國家不同,中國絕大多數(shù)的機器人專利申請源自大學。
然而,中國機器人市場的特征——以眾多中小型企業(yè)為主,而非少數(shù)大型企業(yè)主導——也帶來了一些問題。這些小公司往往缺乏足夠的資本和技術(shù)儲備來應對市場沖擊并保持持續(xù)競爭力。盡管如此,仍有一些中國機器人企業(yè)脫穎而出,成為行業(yè)的佼佼者。例如,新松隸屬于中國科學院,已在40多個國家建立了國際影響力,年收入超過39億元人民幣。埃斯頓自動化作為一家知名的國內(nèi)生產(chǎn)商,提供64種不同的工業(yè)機器人產(chǎn)品,并擁有4874多項專利授權(quán)。而位于深圳的人形機器人專家優(yōu)必選則與一汽大眾和富士康等知名企業(yè)合作,計劃將其人形機器人從汽車制造業(yè)拓展至其他行業(yè)。
盡管中國機器人產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)外取得了一定的成就,但仍然面臨一些挑戰(zhàn)。目前,中國的國內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)在某種程度上仍然依賴外國企業(yè)。2019年,高達71%的中國新機器人是從國外進口的。此外,由于伺服電機和控制器等核心增值組件的能力相對滯后,中國工業(yè)機器人在進口方面存在9億美元的赤字。這種不平衡狀況可能會持續(xù)存在,成為中國機器人產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展的瓶頸。
與此同時,今年的世界機器人大會揭示了中國打破對外國依賴的潛在突破。例如,深圳的萬勛科技創(chuàng)新性地采用3D打印塑料和氣動人工肌肉為機器人提供動力,摒棄了傳統(tǒng)的電機和減速器。中國企業(yè)正利用成本優(yōu)勢來逐漸減少對進口部件的依賴。盡管中國仍需進口關(guān)鍵機器人部件,但其產(chǎn)品的價格相較于歐洲和日本同行低廉30%。自2016年至2023年,中國工業(yè)機器人的平均售價已從30萬元人民幣大幅降至8萬元人民幣。通過在中低端市場占據(jù)優(yōu)勢,中國企業(yè)有望擊敗外國競爭對手,為未來的國際擴張積累經(jīng)驗,同時將利潤再投資于更高端的技術(shù)研發(fā)。
人工智能驅(qū)動的協(xié)同效應
值得一提的是,2024年世界機器人大會及中國機器人政策中均強調(diào)了國家對推進人工智能驅(qū)動的機器人技術(shù)的期望。在中國,這類技術(shù)通常被稱為“具身智能”。近期,北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)發(fā)布了為期三年的行動計劃,旨在成為全球一流的具身智能機器人產(chǎn)業(yè)新城。該計劃聚焦于人工智能、運動控制和平衡技術(shù),以及機器人身體組件的研發(fā)。成功的具身智能將實現(xiàn)“一腦多形”和“一機多用”的創(chuàng)新目標。
人工智能在機器人領(lǐng)域的應用展現(xiàn)出巨大的潛力。通過優(yōu)化和預測能力,人工智能能夠簡化機器人的設計和維護流程。其類人認知能力更是直接提升了機器人的性能,增強了感官功能,優(yōu)化了人機交互,并支持自適應學習。盡管目前人工智能在機器人領(lǐng)域的應用主要集中在半導體制造等上游環(huán)節(jié),但隨著技術(shù)的進步,我們有理由期待其在下游運營升級中的應用也將取得顯著進展。
此外,機器人在工業(yè)領(lǐng)域的應用歷史遠長于人工智能。盡管面臨著與人工智能在傳統(tǒng)系統(tǒng)集成、初期投資成本、數(shù)據(jù)管理以及內(nèi)部專業(yè)知識不足等方面的共同挑戰(zhàn),但機器人在制造自動化方面已經(jīng)取得了顯著進展。許多常規(guī)的制造任務要么已經(jīng)被自動化,要么找到了更經(jīng)濟高效的替代方案。
然而,中國企業(yè)并未止步于此。他們正在不斷創(chuàng)新,以應對行業(yè)的新需求。例如,未來機器人和EP Equipment等公司將手動叉車升級為自主移動機器人(AMR),提高了物流效率。上??靷}智能科技則為廣東的一家醫(yī)療倉庫提供了230多輛自動引導車(AGV),優(yōu)化了倉庫管理。此外,鎂伽機器人正在助力實驗室自動化的發(fā)展,而協(xié)作機器人市場也正在中國崛起。這些機器人旨在與人類協(xié)同工作,兼具安全與靈活,為制造業(yè)帶來了新的生產(chǎn)力。
值得一提的是,中國在全球燈塔網(wǎng)絡中的占比也在不斷提升。這份名單匯集了眾多在先進技術(shù)、可持續(xù)性和生產(chǎn)力方面表現(xiàn)卓越的制造商,其中超過40%的燈塔位于中國。這些燈塔企業(yè)在藥品、鋼鐵、空調(diào)等多個領(lǐng)域的應用中展現(xiàn)了人工智能的巨大潛力。隨著這些企業(yè)的引領(lǐng),人工智能和機器人技術(shù)有望在中國制造業(yè)中開辟出更廣闊的天地。
展望未來,中國機器人技術(shù)在世界范圍內(nèi)的關(guān)注度日益提升。從早期的笨拙形象,到如今因模仿面部表情和制作漢堡技巧而受到矚目,中國機器人正在不斷刷新人們的認知。同時,中國政府和企業(yè)也在積極推動國內(nèi)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,旨在打造一個具有國際競爭力的機器人產(chǎn)業(yè)集群。盡管面臨挑戰(zhàn),但中國機器人有望沿著價格下降、安裝率上升的軌跡持續(xù)發(fā)展,最終在全球機器人市場中占據(jù)一席之地。