研发能力不足 中国机器人如何低谷崛起?
- 来源：第一财经日报
- 2015-10-30
在2013年开始成为全球最大市场后，2014年更以50%的增幅成为单项幅度的全球冠军。中国机器人产业联盟提供的数据显示，在接下来的10~15年时间里，中国的机器人产业将继续保持“全球最大市场”的体量，也将是增幅最快的市场。
在没有核心知识产权的产业背景下，甚至缺少研发能力的先天不足中，想要成功实现区域经济的“转型”，这样的创新型愿望寻找到了一个突破口：“机器人”。
一位长期从事机器人研究的专家表示，国内有感机器人产业发展的热情程度像是“拼了命”，这个可以从国内已经坚称要发展的约80个机器人产业园的数量上看得出来，但从中反映的现状却是，中国智能制造业想避免“低水平竞争”而直面“如何低谷崛起”的课题。
“机器人”=“机器”+“人”
就像手机从“移动电话”发展成今天的“智能通讯终端”，中国机器人产业联盟理事长、新松机器人(300024.SZ)自动化股份有限公司总裁曲道奎认为，虽然手机在名称上并没有发生任何的变化，但是“产品的内容”已经发生了实质性的变革，而“机器人”也同样面临着同样的变化。
“在工业4.0背景刺激下，产品需要重新定义。”曲道奎青睐于使用“机器+人”的概念，前面体现机器的属性，后者则是未来要重点发展的“智能”领域，也就是提高机器人的智力水平，并让它“越来越接近人”。
对于目前的机器人类型，大体上可以分为工业机器人、服务型机器人和特种机器人3种类别。
曲道奎称，“机器人”的名称在使用上有些“泛滥”的趋势，而很多不具智能的机械装置都被称为“机器人”。这在一定程度上导致了“机器人产业”的鱼龙混杂，也在表明该产业水平从低劣到高端的发展不均衡。
根据曲道奎的区分，机械装置的结构空间实现方式为3轴以下的可以称为“机械装置”，而非“机器人”，至于拥有3轴~5轴的数量则属于低端水平的“机器人”，只有达到6轴的才属于动力学意义上的“机器人”。这意味着，作业点在三维立体空间中可以使作业装置到达某个要求的作业点，同时在作业点上形成同样处于三维立体空间的作业方向。
就像人类的进化先进入单细胞生物的阶段，这也是现有的工业机器人的“鼻祖”。要是这个装置发现作业点存有障碍并能主动识别、修正、重新计算、调整时，某种意义上具备了“智能”，这就像人在步行时遇到水塘，是考虑跨过去，还是绕过去相类似。
曲道奎从事机器人工业研究长达数十年。“人的双手完成着70%的工作量，”曲道奎说，“所以工业机器人的出现正是出于人们对重复性、精确度、危险性工作的无法胜任，从而寻找更适合的替代物。”
但他提醒注意一个有趣的现象，工业机器人目前广泛为“机械臂”，而非“机械手”。“分解来看，手和臂的最大区别在于灵活性和智能程度。”曲道奎说，这也证明机器人发展的方向，从“臂”到“手”的不断升级，再给这“手臂”加上能识别物体、可以移动的“腿”，新型工业将具备足够的发展基础。
这还远远不够，曲道奎设想了未来的一幅图景，机器人可以解决物流输送、搬运等机械工作，一旦产生“机器人在智能上的联合”，将能形成物流、信息流的交互，这就是曲道奎眼中的工业4.0的图景之一。
为此，曲道奎深感有重新定义“机器人”的必要，他的定义公式有3项内容：工业机器人、移动机器人和按照制造环境加以区分的“洁净机器人”。后者的存在试图区别于自然环境和人造环境下的制造业，如对洁净度、温度、湿度、真空与否的环境提出要求的工业种类日益繁多，像生化制药、光伏太阳能、生命科学都存在客观上对机器人的需求。
作为中国机器人产业联盟的理事长，曲道奎可以了解到国内各类型机器人的发展水平。他解释，国内的工业机器人水平大多未达到“人”的程度，不仅灵活性保证不了，而且感知系统也没有“人的样子”。
“为什么引进‘人’的能力，就是‘机器人’应该逐渐具备网络通信能力、协调能力、感知能力和目标识别管理能力等多项本领。”曲道奎说。
于是，曲道奎更愿意将“机器人”=“机器”+“人”。
产业的“阿基米德点”
更进一步讲，“机械手”在机器人产业所占多大“容量”时，曲道奎的判断是“永远不会大”。而在形容这一产业规模时，曲道奎借用了麦肯锡的估算值估计，全球市场将在数年内达到每年数万亿美元的规模。
曲道奎认为，工业机器人的市场竞争最为激烈，也是迄今技术发展最为成熟的产业，但面临着“附加值最低”的竞争格局。
“99%的国内厂家在从事机械手等工业机器人的生产。”曲道奎给出的这一数字被认为反而成就了新松机器人公司的优势。
从产业发展的普遍规律来看，国内机器人产业寻找产业发展的支撑点并不是一件易事，但该产业有两个支撑点：技术和市场。
“没有市场支撑，就很难塑造成熟的产品，很多专利推送不出去，技术上并不成熟，也不全面。”曲道奎说，一旦脱离了市场，最高端的技术因为欠缺“成果转化能力”而成为“空中楼阁”。
这是要走上产业化的道路一定绕不开的话题，关键在于如何撬动市场和技术两个支撑点。
曲道奎的“信心”来自于新松着力建设的可以覆盖“三大领域”的产业链，“在99%国内厂家注重机器手等工业机器人的研发和生产时，只有新松正在全面布局各个领域。”
在曲道奎所定义的机器人产业领域中，工业机器人的生产技术位于龙头地位，达到了目前国际通用的先进水平，至于移动机器人领域，已经出口到了20多个国家和地区，更在国内汽车制造业中占据了90%以上的市场份额，但国内市场占有率目前并没有最新的统计数据。而出品30多种类型的洁净机器人则目前为国内唯一的供应商。
按照传统的工业、服务和特种进行产业区分的话，其中的服务型机器人在高端陪护、医疗手术、临床养老等领域也处于“国内前沿”。
曲道奎希望在技术和市场的支撑过程中，新松从核心技术的突破，到核心产业的形成，最终发展成为工业4.0背景下的系统方案解决商。
该产业的真正“阿基米德点”或许在于“顶层设计”。“应该在国家层面作产业的引导，解决发展趋势的问题，”曲道奎说，“让大家都明白，在第四次工业革命背景下，我们更应着眼于什么是应该发展的，以及面向未来发展的前沿产业，就像要发展汽车行业，可不能将汽车搞成拖拉机产业。”
深谙行业背景的曲道奎认为，很多机器人关联企业在从事二三十年前已被淘汰的事情。因此从国家决策层面而言，曲道奎建议，要尽快创设一些大的交流平台、创新工作机制，完善国家标准、解决具有行业共性和先进性的问题。
“简单来讲，就是不能作‘机械手’的规划，而应该从事‘机器人’的规划。”曲道奎说。
中国发展机器人产业格局
根据中国机器人产业联盟提供的数据，在工业机器人的市场份额中，来自国外的厂家占据了很大的市场，特别是在汽车制造领域，同类型的市场份额约为43%~46%。
曲道奎解释，这与中国汽车行业中，外资或中外合资的汽车公司占据半壁江山有关系，而且国外的汽车公司总是青睐于本国的机器人生产线。
相关数据还显示，在非汽车制造领域，未来的3~5年内，国产工业机器人的比例将提升至25%左右。在曲道奎看来，这比较符合后发市场的特征。
在中国机器人产业的格局中，曲道奎用了“热”和“乱”来形容。他认为，虽然任何事物在发展过程中会出现“无序”的过程，即便是“必经过程”，但也要避免低水平的恶性竞争。
然而，曲道奎认为，“发烧”的不仅只是产业，还有各级“机器人产业园”。“产业园作为‘集约式发展方式’之一，由于网络和现代物流对于产业的介入，该方式逐渐与地理位置的关系进一步弱化。”曲道奎称，但各类产业园的数量增多可能有几个方面的原因。
首先，机器人产业园所在地政府可能没分析清楚与当地经济结构的关系，园区是否足以配套当地的经济发展。
“其次，高新技术虽然是谁都想发展的好东西，但它需要一定的转化能力，尤其是机器人产业体现了技术、人才、资本高度密集的产业特征。”曲道奎说，虽然地方经济的发展从出发点上是对的。他同时又指出，产业集聚对供应链的运营成本降低有明显好处，在某种意义上并不是件完全的“坏事”。
认知智能要有所突破
曲道奎还对机器人行业的技术发展进行了预测。他认为，要实现智能化的设备，必须具备三方面的智能储备：计算智能、感知智能、认知智能。
“前两项是需要重点发展的，但目前技术尚未达到认知智能的阶段。”曲道奎说，而在行业的人才培养上，应用维护型人才会形成较大的缺口，会创造更多的工业机会。
但让这名专家感到忧虑的是，由于机器人将越来越多地介入生产领域，低技能的劳动者将被淘汰出局。这些原本属于人的工作由机器人所替代后，劳动者如何实现分流，会不会形成大批量的劳动力转型将是个大的社会问题。
但曲道奎乐观地表示，随着工业革命的升级，也必将实现人在劳动就业方面的转型和升级。
园区“全套产业链集聚”绝无可能
对于眼下的“机器人产业发展热潮”，一名长期从事科研的国内知名专家洪劲(化名)坦言“很担心”，他既想“泼冷水”，又不能“泼冷水”。
专家的“态度”和机器人产业发展现状有关：大型机器人产业园纷纷上马，全国多省市要大力推进机器人制造业，重庆、辽宁更是投资200亿元发展相关产业。
受访专家认为，作为高投入、高技术和综合集成的制造业，工业机器人产业存在较高的门槛。
“否则，这一行业为何发展至今，全球只有ABB、安川等屈指可数的‘四大家族’。”洪劲说，全球在整机生产和零部件方面的知名厂商也不过20～30家。
洪劲的学生们担任着多家知名机器人公司的高管，洪劲也熟知这一产业公开的前沿发展信息。
洪劲认为，从产业发展的角度来讲，全产业链在单一的区域进行完整的生产，这属于“优势平均”的做法，不仅布局不科学，也不符合现有的市场规律。
某重点高校智能制造及机器人重点实验室副教授王力也曾主导调研了国内机器人产业战略和布局。
其报告数据显示，国内机器人产业园已多达80余家，其中不乏县级的机器人产业园，多数声称要实现“全产业链发展”的园区。
“就拿‘四大家族’说事儿，它们自身也无法实现机器人生产的全套产业链，”王力说，“比如，德国库卡强在控制器上，其本体、传感器和减速机通常外购，日本发那科则擅长解决控制器和电机等问题，其他的不作过多产业投入，而这与眼下某些国内一些机器人产业园号称‘全产业链集成打造’的说法大相径庭。”
换句话说，在该行业中，要想实现全套产业链，从现有的园区技术水平和客观环境上不太现实，而生产完整的机器人产品则可能发生。
这从中也反映出机器人的产业布局并不合理。洪劲称，以工业机器人举例，它更多地与高度自动化的流水线结合在一起，因此在汽车、摩托等产业重点分布的城市，也具有了相应的机器人产业发展的可能，像是国内知名的机器人生产企业、安徽埃夫特智能装备有限公司的背后是庞大的奇瑞汽车生产线。
至于国内的技术水平能否“达标”，洪劲说，虽然国内实现了机器人产业通常的技术储备，但总体水平发展相对落后，最新的市场占有量仍为“四大家族”掌控。
洪劲想给过热的机器人产业“泼冷水”，原因就在此。
在这个泡沫过程中，国内现有的机器人产业发展过程中，多数智能制造生产厂家将在数年内被淘汰。
洪劲的数字是“50%”。但多位受访的业内人士称，该数字“略显保守”。业内部分观点为，同样的数字可以高达80%以上。
企业观念上的“泡沫”
洪劲认为，从长远来看，机器人产业的发展是个“好事”。该产业对于国内经济、社会的好处正在收获足够的例证，医疗、健康、养老、安保等产业的机器人应用前景广阔、影响深远。正因为机器人能体现国家的科研水平，所以要坚定不移地发展。
在该产业政府引导、高校支持、厂家落地的产业格局中，国内多所高校和科研院所正扮演着重要的角色，甚至“如果没有高校的研发能力，机器人产业要想在发展思路和人才梯队上获取支撑则根本无从谈起”。
另一方面，企业也具有在产业上的自身诉求和布局设计。研发和投产这两种思路是否可以谋划该产业的未来，也正是洪劲等专家所迫切要解决的问题之一。
王力在长期调研中对这一产业的发展“时限”制定出了一个量化指标：5～10年。
这一指标反映出某种行业的“危机感”，如果机器人产业未能在该时限内取得突破性进展，那将或许再等上30年。
他解释，任何产业都有发展的“窗口期”，而能否缩短产业距离，关键看这段时间里能否出现关键性的突破。
王力称，在和业界的交流中，有20%～25%的概率会碰到正在寻找科研力量、来自企业的“投资机会”，这反映出不具有研发能力的企业在商业嗅觉上的敏感程度。
但在更进一步的了解中，这些企业的“投资观念”会集中在诸如先进制造、工业4.0的“概念跟风”上，仅仅表现出兴趣，欠缺行业发展应有的深度和成熟的规划。
“企业往往想投资数千万、数亿试图打开局面，事实上这不光是资金的问题。”王力认为，科研上的这些想法与企业“迅速投产，早日收益”的思路无法完全吻合。
王力与企业交流时指出，投产机器人需要配备50～100个研发人员、周期至少2~3年时，企业家往往会感到“很惊讶”：“我如果向你们实验室购买技术，可以解决这一问题吗?”
洪劲在从事科研外，还时常作产业调研。就在采访进行的两月前，即今年8月中旬，洪劲走访了逐步实行“机器换人”的江浙多家制造企业。
“其中的一家表示，将投产6亿多元杀入机器人制造行业，”洪劲回忆，“该企业对发展哪种机器人事实上并不清楚，甚至声称要发展‘全套产业链’。”
王力称，企业在作机器人产业定位时，究竟是“生产机器人”，还是“使用机器人”，有时也会发生混淆。对于前者，则存在不低的门槛，而随着技术的发展和应用能力的加强，后者的门槛将越来越低。
对于眼下的机器人产业过热的现象，洪劲说，在产业热情高涨时，不能“泼冷水”了事，因为产业发展中总会发生“过程浪费”。
关键在于，“浪费”如何减少。换句话说，“泡沫”不要太大，又要发生得有意义。
需要系统开发产业链
在个人工作履历上，洪劲不仅长期从事智能制造设备的研究，而且曾数次主持地方以及全国的机器人产业发展的政策设计。
洪劲认为，如果过热的产生引发了一些思考和经验，那也是值得的，毕竟作为新兴产业，其发展还需要走很长的一段路。
然而，在应对机器人产业过热时，政府需要发挥引领的作用。洪劲认为，其中有3个方面的工作必不可少：各省市相关委办在该产业上形成集成办公、统一指挥的机制;科学制定的产业发展路线图一定要贯彻和执行，不能走走停停，因人而异;引导产业发展与科研紧密结合，在长期应用中得到完善和发展。
洪劲称，提出第一项“建议”的原因在于“过多部门”提出了机器人产业发展政策和路线图，涉及国家层面的就有多个部门，如发改委、工信部、科技部，到了省市层面，自然也少不了经信委、科委等单位的多头关心。
“产业政策扶植是好事，但政策混杂和繁多，容易出现管理缺口和盲区，产业交叉区域又会互相牵扯，形成不必要的浪费。”洪劲称，既定的发展路线也不能说变就变，或者变幻无常。
在他看来，机器人的产业链应该是个“系统”，因此政府部门在引导产业发展时，需要“系统地做好”。
用他的话来讲，机器人产业发展不能局限于设备制造，它应该与金融工具的使用、创新能力的提高密切结合，最终形成从产业布局到产品设计、制造出炉到市场培育、企业管理到产业扶植、科研成果转化成现实生产力的整一条产业系统，而非简单地以“机器人产业园”草草了事。
机器人产业有两个门槛，第一是技术上的门槛，即便头脑发热，也无法立即进入;第二是只能依靠积累，只有老老实实地走技术积累和长期应用的道路，中间没有捷径。
洪劲的担心在于，有些厂家利用“工业4.0”、“制造2025”等概念来从事与自身能力并不匹配的生产行为，而一些园区也只是借用“机器人”概念来拿地，走开发、招商、孵化、产出的老路。一旦不具备先天优势，这样做的后果可能是人财两空，光剩下空壳的园区。
“某种程度上，产业集聚还不如人才先集聚。”他说。
洪劲根据自己的设想，国内的北京、上海、沈阳、重庆和西安等地也极具产业实践的能力，“未来在中国出现10个颇具规模的产业发展区域应该没问题。”洪劲的信心部分来自国内正在从事研究的课题。
“国外进行的，国内也多数在研究性操作。”洪劲说，他之前在德国看到的脑电波机器人，也就是意念控制的机器人，现在国内有些实验室也在进行类似的研究。
但他提醒，在涉及机器人产业的政府机构、企业和配套政策之外，科研人员的“心理低谷”值得注意。
科研人员的“心理低谷”
王力目前负责国内智能制造及机器人重点实验室的研究和管理工作。在机器人工业所涉及的刚度、精度和速度3个领域中，该实验室力主解决这些问题。
但王力坦承，实验室最大问题在于研究成果向实践方向的转化。“在目前的研发体制上，科研成果在孵化后直到成果的分配中，科研人员所能得到的分配水平在整个生产链中处于最低位。”王力说，但实验室在运营过程中需要不停地“拆东墙，补西墙”。
王力指的是，用已经转化为应用的研究收益再次投入到科研的基础研究中，即便如此，经费非常入不敷出。
王力分析其中的原因，发现“高速发展的机器人产业对于知识重视程度不够”。
“企业家显得急功近利，对基础投入较为轻视，而现有的保障制度对科研人员来说并不完整，在实验室的市场成果转化行为上，基本都自负盈亏。”王力认为，若这一问题长期得不到解决，不仅阻碍科技成果的孵化，而且会再次引发一些传统制造业的“老路”，即“低价竞争”。
由于企业通过购买国外专利、核心技术来组装、实现自己的生产能力，所参与的竞争无非是“人工成本的高低”，而非“技术的领先与否”，所激烈参与的都是“低端市场”。更严重的情况或是，厂家只学会了“抄袭”，而漠视了根本的基础投入。
王力认为，只要有产业局限于这一模式，将很难形成自主发展能力，自然无法实现“中国制造2025”。
产业节奏如何“不温不火”?
王力在指出机器人产业发展“短板”的同时，建议可以分析两个现象来更好地理解这个行业的发展前景。这两个现象分别是“3D打印热”和“机器人热”。
“在美国四五年前提出先进制造业的回归，对3D打印的投资不到2亿美元，但国内号称要用5年的时间花费150亿元来发展这一产业，这当然有我们产业落后，以及先进国家工业体系完整的客观因素，但我们是否如此花费巨大，就能短时间内起色呢?”王力说。
他认为，国内的机器人产业也可以发现“急忙赶超”的动力原因，投资方式几乎都是巨大的，问题在于我们是否足够重视基础投入，人才培养是否形成了梯队，而衡量这一产业引导方式的“成本产出”是否在合理范围内?
“你可以发现，国外在发展这一产业时总是‘不温不火’，却在合理的发展节奏上，也就是在资源配置过程中避免了过多的不科学的浪费。相比较，我们总是‘行业红火，有的时候需要人为冷却’。”王力说，只有不作出巨大的资源浪费，却能引领技术潮流的发展变局才是机器人行业所真正需要的。
采访的最后，洪劲向记者描绘了一幅机器人未来的产业图景：在医疗机器人的世界里，机器人懂医生要什么，医生也明白作为助理的“机器人”能做什么。
但他也毫不客气地指出国内这一产业的现状：先进的机器人已经学会了自行站立，即便摔倒后也能重新站起来，我们也才刚刚起步。
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