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关于常州机器人产业发展的对策建议

常州市科技工作者建议

2017年第5期(总第36期)


建议人:江苏中科院智能科学技术应用研究院常务副院长  马炘


关于常州机器人产业发展的对策建议

 

一、中国工业机器人市场的“长尾效应”

(一)中国工业机器人应用存在巨大“蓝海市场”

2017年全国工业机器人销售量约为10万台,大部分应用在汽车、高铁、军工、航天等高端制造领域,这些高端制造业领域被日本安川、日本发那科、瑞士ABB、德国库卡等国际机器人巨头公司占据,已经是红海市场,市场竞争白热化,产品、服务同质化严重,行业进入门槛高,工业机器人需求体量小,国产机器人在品质、价格上均不具备优势,进入该市场难度很大。

而中国有着规模最大,门类最多的基础制造业,市场竞争变化促使以地板行业、汽车零部件行业、灯具行业为代表的基础制造业生产效率的革新,而工业机器人的特点正迎合了这一制造趋势:高强度、高柔性、高精度,工业机器人市场的增长空间远没有达到天花板,潜力巨大。这些基础制造业领域存在着对工业机器人巨大的需求,将成为工业机器人应用的“蓝海市场”。根据相关部门统计,中国劳动工人数量是1.5亿,占全国人口比例为11%;日本劳动工人数量是900万,占其全国人口比例为7%;美国劳动工人数量是1400万,占其全国人口比例为4.4%。以上劳动力结构数据与国家制造业生产水平相对应。中国的劳动力主要分布在工作内容重复度高、工作强度高、工作环境恶劣的基础制造业,同时,中国出现劳动力供给拐点,人口红利逐渐消失,中国过去依赖的劳动成本优势减弱,劳动力成本上升。这些基础制造业是最适合开展“机器换人”,被机器人换下来的劳动力可以通过知识充电去胜任更富创造性的工作,从而提升劳动者的素质,盘活人力资源。如果中国劳动工人比例降为7%(同日本水平相当),那么将有5000万劳动工人会被工业机器人替代;以50%的劳动力工人用机器人替代计算,目前平均按照每台机器人可替代2-3名劳动工人,则基础制造业的工业机器人需求将达到1000万台左右,是一个有中国特色的庞大“蓝海市场”。

这个蓝海市场的存在,我们通过调研得到了映证。以常州市横林镇地板产业为例,横林镇被誉为“中国强化木地板之都”,强化木地板的产销量一直位居全国首位,占到了国内市场40%以上,同类产品出口份额占全国总量的65%左右。截止到2016年,横林地板产业集群已拥有地板终端企业174家,配套企业230余家,从业人员3万余人。在品牌建设方面,目前,横林地板特色产业集聚区内已拥有自主商标525只。但是横林镇整个地板产业现状是自动化程度低,目前主要还是靠使用人力上下料,工作强度大(一块大板重达34千克),时间长,节奏快,有一定的危险性,上下板工位平均用工成本在6000元/人/月,且存在招工难的问题。实行“机器换人”,一台机器人可替换2-3名劳动力,企业一年半左右就可以收回机器人使用成本。一般来说,一条地板生产线需要机器人7台,大中型地板生产企业平均2条生产线,平均一家企业需求机器人16台,整个横林镇机器人需求量就有2000台左右。

扬州高邮市灯具产业是该市主导产业之一,拥有各类企业500多家,大部分是劳动力密集型企业。实行“机器换人”,打磨工位的机器人需求约1000台,焊接工位的机器人需求约2000台。扬州宝应县的汽车零部件产业是该县五大支柱产业之一,现有各类企业150多家,自动化程度低,生产效率低下,实行“机器换人”,点焊、冲压、切割工位需求约为3000台机器人,打磨、包边工位需求约为1000台机器人。

通过对这三个地方的调研,我们看到了近一万台的市场需求。由此可见,汽车等高端制造领域,单个领域对机器人需求很大,但在许多细分领域中存在每个看起来不大,但加起来却非常庞大的“蓝海市场”。而这样的细分领域难以穷举。这就是中国工业机器人的“长尾效应”。

(二)“蓝海市场”对工业机器人提出非常高的技术、解决方案要求

仔细分析这些需求,我们不难发现,以工业机器人为核心的系统解决方案需具备三大特点:

1、低成本:系统成本直接与原有的劳动力成本对比,成为用户选择解决方案首先要考虑的问题,通常能接受的系统成本大约可核算为1-1.5年劳动力成本,但目前大部分机器人制造厂商能做到的大约是4-5年劳动力成本,这就是目前机器人在基础制造业难以大面积推广的主要原因,因此“低成本自动化解决方案”势在必行。降低工业机器人应用成本,需要综合考虑软硬件成本,运营管理成本,商业模式成本等几个方面。

2、高可靠:工业机器人使用者通常不具备专业的机器人维护、检测、校准能力,因此要求系统必须高可靠、傻瓜化。这是目前国产机器人与世界顶级品牌机器人差距的核心所在。为应对这个要求,一方面必须选择高可靠性产品,掌握完整的底层技术;另一方面必须发展机器人的远程在线实施监控与校准技术,同时发展工业大数据系统。

3、个性化:每个细分行业适用的机器人本体有所差异,更重要的是以机器人为核心形成的解决方案差异更大,因此必须为不同行业提供适用的个性化定制方案。

由此可见,这三大特点决定了这个“蓝海市场”尚存在许多的技术与适应性解决方案的瓶颈,既是巨大的机遇,同时也将面对巨大的挑战。

(三)应对这个庞大蓝海市场需求是制造业供给侧改革的关键,也是自主品牌国产机器人的根本出路

上文提到的我国基础制造业对工业机器人需求大约为1000万台左右,按每年10万台销售计算,则是“百年大计”;按每台平均20万计算,是2万亿的市场。同时这是我国的基础制造业发展智能制造业,提升整体制造业水平的关键而不可或缺的一部分。这个“蓝海市场”的庞大体现了需求端的旺盛。当前的任务是如何在供给侧提供关键的技术和适用的产品,而要完成此任务,进口机器人是不可能达到的,原因有二:一是进口机器人价格昂贵,二是进口机器人产量有限。通过“蓝海市场”的倒逼机制,促使机器人关键零部件国产化。

二、常州机器人产业发展情况

(一)常州已形成相对完善的产业链

常州形成了机器人本体、核心部件、软件、系统集成的完整生产链。机器人本体生产企业有日本安川、铭赛机器人、金石机器人、遨博自动化等公司,是常州智能装备制造产业基地的重要组成部分;机器人核心零部件企业有纳博特斯克、霓达科技、钴领刀具等公司,形成机器人关键核心部件产业集群;软件代表企业有数码大方公司,是中国领先的工业软件和工业云服务公司;系统集成代表企业有固高智能控制公司,该公司致力于运动控制、图像与视觉传感、机械优化设计、伺服驱动等工业自动化技术的研发应用。

在机器人应用方面,常州已有工业机器人、医疗康复机器人、教育机器人、服务机器人、无人机(飞行机器人)五大类整机制造商。全市已形成研究开发、生产制造、系统制成、人才培养、产业孵化的完整机器人产业链。

(二)技术研发与产业服务体系趋渐完善

1、研发创新体系日益完善

以科教城为核心,依托江苏中科院智能科学技术应用研究院、中科院常州先进制造技术研发与产业化中心、中科院常州先进制造技术研究所、中科院常州光电技术研究所、机械科学总院江苏分院等20多家科研院所,构建机器人研发创新体系。

2、高职教育常州模式打造应用型技术人才

常州科教城高职教育园区以“统一规划、资源共享、开放合作、内涵发展”为理念,大力发展现代高等职业教育。园区有五所高职院校,拥有96000名在读大学生。德国“双元制”人才培养,提供综合应用人才和专业技能人才,接受企业订单式培养,为智能装备企业提供实用性人才。

3、机器人及智能硬件知识产权协同保护体系完善

中国(常州•机器人及智能硬件)知识产权保护中心是全国首个围绕高新技术领域建立的知识产权保护机构。未来,该中心将立足常州,辐射全国,围绕机器人及智能硬件产业,打造全国一流的知识产权协同保护平台,能够为机器人及智能硬件领域内企业在外观设计、实用新型和发明专利提供快速审查、快速确权和快速维权,以及协同保护、专利预警与导航等方面提供全面服务,其中,发明专利或将实现3个月内授权,实用新型专利1个月内授权。知识产权保护中心推动机器人及智能硬件产业知识产权数量和质量明显提升,促进产业健康发展,为机器人及智能硬件产业在知识产权方面提供全类别、全功能、全流程的保护,大力推动区域产业集群发展。

4、创新型园区发展水平成效显著

常州科教城在智能制造领域,集聚发展高速高精度工业机器人和智能化服务机器人、智能传感器与控制系统;高端无人驾驶直升机和多旋翼无人机、AGV与智能车间物流系统;核心芯片、嵌入式操作系统和无线数据通信、多态工业网络集成,诞生了一批充满新动能的生力军。常州科教城每天诞生1家高科技公司,新增4件授权专利;园区科技人才总数超过1.8万人,入驻创新型科技企业近2000家;近4年,园区科技企业营业收入年均增长率35%。

2017年,武进国家高新区成功获批江苏省高端装备制造业特色和示范产业基地,成为全省首个以机器人为主导产业的特色产业基地,跻身国内机器人产业第一阵营。2017年1-8月,武进高新区机器人产业实现产值超20亿元,比去年同期增长了43.7%。

三、发展建议——建设机器人产业生态圈

随着信息化、工业化不断融合,以机器人为代表的智能制造产业蓬勃兴起,成为现代科技创新的一个重要标志,《中国制造2025》更是将机器人作为建设制造强国的重要领域之一。

自2013年起,中国就超越日本,成为全球第一大工业机器人市场。根据国际机器人联合会(IFR)和中国机器人产业联盟最新数据显示,2016年全球工业机器人销量为29万台,增长14%;2016年我国市场工业机器人总销量为88992台,增长26.6%。预计中国未来将达到千亿级市场规模,特别是在人口红利边际效应递减或是“刘易斯拐点”影响下,机器人应用已经逼近行业爆发增长点。

常州机器人产业及技术创新体系稳步发展,取得了开创性的成就,同时,机遇与挑战并存。面对南京和昆山机器人产业的迅猛发展势头,面对机器人发展新浪潮中的未来竞争,常州以什么样的姿态参与其中?如何能保持领头羊地位?如何使机器人源源不断释放出技术红利,为我市转型发展提供新引擎?这些都是我们值得思考的问题。

基于此,结合我市机器人产业特色,我们建议:我市智能制造产业以发展机器人产业为突破口,大力推动两化深度融合,以扩大产业规模,坚持以示范应用带动市场需求,以企业为主体、市场为导向、应用为核心,引导机器人产业集中集聚快速发展,形成全产业链协同发展模式,“五位一体”打造常州市机器人产业生态圈。

(一)打造常州机器人特色小镇

2017年5月份,江苏发布25家省级特色小镇创建名单,其中常州市独占3家(分别为石墨烯小镇、智能传感小镇、殷村职教小镇)。目前,武进国家高新区全面启动“常州双创示范园”建设,规划面积5平方公里,以科技创新为核心、产城融合为目标、统筹协调为手段、特色环境为品牌、各方共赢为原则,打造一个具有国际竞争力的产业科技创新中心和先进制造业基地。“常州双创示范园”的规划与江苏省特色小镇建设高度契合,我们建议在“常州双创示范园”范围内选择3平方公里左右的区域,打造江苏省首个机器人特色小镇,借力PPP模式助推特色小镇发展。

(二)组建国家机器人应用产业技术创新中心

围绕工业机器人、教育机器人、服务机器人、康复机器人、无人机等五大核心元素,通过组建“机器人应用推广产业联盟”和“无人机产业技术联盟”,积极培育纳恩博、钱璟康复、未来伙伴、遨博等机器人自主品牌做大做强,充分发挥龙头企业的引领带动作用,组建由国家发改委审批的国家机器人应用产业技术创新中心。

(三)组建国家机器人与智能装备产业计量中心

依托常州市计量测试技术研究所和江苏中科院智能科学技术应用研究院,组建由国家质检总局审批的国家工业机器人产业计量中心。该中心是面向机器人及其应用产业开展计量校准、检验检测、标准、认证认可和技术咨询服务的产业公共服务平台,力争通过3年的努力将其打造为功能齐全、国际一流的工业机器人产业质量效益服务中心。

2017年9月8日,作为国家机器人与智能装备产业计量中心重要组成部分的工业机器人性能测试中心已获得中国合格评定国家认可委员会(CNAS)颁发的证书,正式获得国家实验室认可资质,涉及工业机器人检测的39个检测项目通过认可。该测试中心的建成,不仅标志着常州具备了工业机器人权威第三方性能测试和认定能力,同时也弥补了我省在工业机器人整机性能测试方面的短板。

(四)组建江苏省机器人与智能装备标准化技术委员会

由常州检验检测标准认证研究院组织机器人龙头企业、核心零部件企业、科研机构、检测和标准化机构等相关单位组建江苏省机器人与机器人装备标准化技术委员会,开展机器人领域地方标准制修订工作、建立健全行业地方标准体系,为我省机器人产业健康发展提供技术支撑,实现标准引领产业进步。

(五)组建常州市智能制造专项产业发展基金

机器人产业属于资金密集型,投资额大、回收期长,对资金需求较大,目前,企业融资渠道狭窄、成本过高。基于此,建议联合各方资本设立常州市智能制造专项产业发展基金,重点支持符合我市机器人、增材制造、智电汽车等产业导向的种子期、初创期成长型中小微企业。基金运行遵循“社会主导、政府引导、市场运作、专业管理、风险防范、科学决策”的原则,资金主要来源于上市民营企业、上市国有企业、金融机构配资、政府引导资金,以财政资金的杠杆作用放大乘数效应,撬动更多社会资本为实体经济“添薪加火”。

力争通过“五位一体”的整体布局,至2020年,我市机器人产业规模达到500亿元,培育上市龙头企业2至3家,初步打造集设计研发、生产制造、集成应用为一体的机器人产业生态圈,使常州市机器人产业引领国内第一阵营,力争跻身国际第一阵营。


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