中國工業機器人發展勢頭強勁,展現燈塔國地位
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窺鏡手術也得以現場呈現。這些展示不僅展現了我國在機器人技術上的領先地位,更彰顯了我國對未來科技發展的堅定信心。
據預測,到2024年,全球機器人產業規模將突破420億美元,其中中國市場將占據7億美元的份額,約合人民幣20%。在這龐大的市場中,服務機器人占據了超過四分之三的份額,而工業機器人則占據了剩余部分。盡管中國在兩類機器人領域均取得了顯著進展,但鑒于中國在全球制造業中的領先地位,工業機器人的發展尤為引人注目。
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的研發,旨在應對人口老齡化和勞動力成本上升的挑戰。而德國,則因嚴格的工人安全法規而投資于機器人技術,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,因為這些國家的人力成本相對較高。同時,電子和汽車行業的工業機器人廣泛應用,也推動了這些行業的自動化進程。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。
中國在機器人領域的成功,與其作為消費者的角色密不可分。中國已連續11年成為工業機器人市場的領頭羊。僅在2021年,中國就安裝了243300臺工業機器人,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公司的正相關關系)、市場因素(如工資總額、自愿離職率、勞動力成本以及對產品質量的擔憂)、任務手動性質,以及政府關系。值得注意的是,中國的機器人實施速度之快,超出了僅用企業層面經濟來解釋的范圍。據ITIF研究顯示,中國的機器人數量與其工資水平的預測相比,高出5倍。
這引發了一個問題:為何工業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。盡管中國是一個工業超級大國,但最近的人口變化可能會對其未來的經濟增長構成威脅。中國的勞動年齡人口正在減少,無論是從絕對規模還是占總人口的比例來看。到2050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制造業工作的不感興趣,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布了一份面臨勞動力短缺的100個職業的名單,其中41個與制造業相關。該部特別強調了汽車行業的壓力,這有助于解釋近期汽車制造業中機器人安裝的顯著增加。此外,新冠肺炎疫情的爆發進一步推動了全球對工業機器人的采用,突顯了它們在抵御健康相關供應鏈中斷方面的能力。
研究還支持機器人與全要素生產率之間的正相關關系。機器人能夠彌補勞動力短缺,降低錯誤率,提高安全性,并提升生產率。面對政府預測的2025年制造業將出現近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,再到所執行任務的手動性質和政府關系,這些因素共同推動了中國在機器人領域的快速發展。同時,中國也面臨著人口變化和勞動力市場挑戰,這進一步激發了企業對機器人的需求。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域繼續保持領先地位。
因此,對于中國而言,工業機器人在鞏固其制造業領先地位方面扮演著至關重要的角色。隨著國家對技術進步和自給自足的日益強調,中國正積極采取措施,力求在機器人領域實現創新與生產。
自第十個五年計劃開始,中國政府便明確了開發新技術、提升工業競爭力的目標。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的佼佼者。該計劃特別強調了“高端數控機床和機器人”等關鍵領域的發展。
為了推動工業機器人技術的進步,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,“機器人產業發展規劃(2016-2020)”旨在促進機器人在制造業中的廣泛應用,并推動國內機器人生產。該計劃已成功實現工業機器人年產量的翻倍增長,提前完成了預定目標。
此外,中國還成立了國家機器人創新中心,匯聚了沈陽自動化研究所、中國科學院、哈爾濱工業大學等頂尖機構的資源。2023年的“機器人+”計劃更是提出了到2025年翻番制造業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略,為工業機器人產業提供全方位的支持。截至目前,已有21個城市和5個省出臺了針對工業機器人的補貼政策。這些措施不僅推動了機器人產業的發展,也為制造業的轉型升級注入了新的動力。
東莞得益于其松山湖工業開發區的發展。在松山湖,眾多機器人企業受益于政府扶持的創業孵化器,以及當地強大的機器人制造能力,這極大地縮短了他們的研發周期并降低了成本。
松山湖的機器人產業蓬勃發展,但背后也面臨著諸多挑戰。隨著中國機器人制造業的迅猛增長,國內制造商在市場上的份額不斷攀升。2022年,中國安裝的工業機器人中有高達36%的比例來自國內企業,相較于2013年的25%取得了顯著進步。在創新層面,中國在機器人相關研究出版物和專利申請方面穩居全球領先地位。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——以眾多中小型企業為主,而非少數大型企業主導——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儲備來應對市場沖擊并保持持續競爭力。盡管如此,仍有一些中國機器人企業脫穎而出,成為行業的佼佼者。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生產商,提供64種不同的工業機器人產品,并擁有4874多項專利授權。而位于深圳的人形機器人專家優必選則與一汽大眾和富士康等知名企業合作,計劃將其人形機器人從汽車制造業拓展至其他行業。
盡管中國機器人產業在國內外取得了一定的成就,但仍然面臨一些挑戰。目前,中國的國內機器人產業在某種程度上仍然依賴外國企業。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存在,成為中國機器人產業進一步發展的瓶頸。
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,摒棄了傳統的電機和減速器。中國企業正利用成本優勢來逐漸減少對進口部件的依賴。盡管中國仍需進口關鍵機器人部件,但其產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優勢,中國企業有望擊敗外國競爭對手,為未來的國際擴張積累經驗,同時將利潤再投資于更高端的技術研發。
人工智能驅動的協同效應
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了國家對推進人工智能驅動的機器人技術的期望。在中國,這類技術通常被稱為“具身智能”。近期,北京經濟技術開發區發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業新城。該計劃聚焦于人工智能、運動控制和平衡技術,以及機器人身體組件的研發。成功的具身智能將實現“一腦多形”和“一機多用”的創新目標。
人工智能在機器人領域的應用展現出巨大的潛力。通過優化和預測能力,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域的應用主要集中在半導體制造等上游環節,但隨著技術的進步,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,機器人在工業領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系統集成、初期投資成本、數據管理以及內部專業知識不足等方面的共同挑戰,但機器人在制造自動化方面已經取得了顯著進展。許多常規的制造任務要么已經被自動化,要么找到了更經濟高效的替代方案。
然而,中國企業并未止步于此。他們正在不斷創新,以應對行業的新需求。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。上海快倉智能科技則為廣東的一家醫療倉庫提供了230多輛自動引導車(AGV),優化了倉庫管理。此外,鎂伽機器人正在助力實驗室自動化的發展,而協作機器人市場也正在中國崛起。這些機器人旨在與人類協同工作,兼具安全與靈活,為制造業帶來了新的生產力。
值得一提的是,中國在全球燈塔網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、可持續性和生產力方面表現卓越的制造商,其中超過40%的燈塔位于中國。這些燈塔企業在藥品、鋼鐵、空調等多個領域的應用中展現了人工智能的巨大潛力。隨著這些企業的引領,人工智能和機器人技術有望在中國制造業中開辟出更廣闊的天地。
展望未來,中國機器人技術在世界范圍內的關注度日益提升。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,中國政府和企業也在積極推動國內工業機器人產業的發展,旨在打造一個具有國際競爭力的機器人產業集群。盡管面臨挑戰,但中國機器人有望沿著價格下降、安裝率上升的軌跡持續發展,最終在全球機器人市場中占據一席之地。