國內外工業(yè)機器人產業(yè)競爭力分析研究

1、工業(yè)機器人產業(yè)競爭力分析研究本文基于產業(yè)競爭理論五個要素 - 生產要素、 市場需求要素、技術競爭力、企業(yè)競爭力和政策因素，從市場、技術、企業(yè)、政策和人才五個方面對全球工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展競爭力進行分析，最后提出促進我國工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展的對策建議。一、工業(yè)競爭分析2017 年全球工業(yè)機器人銷量為萬臺， 而中國、 日本、 韓國、美國和德國等五大市場占據(jù)總市場的 73% 。中國的工業(yè)機器人市場占據(jù)全球市場的 37% ，完成了萬臺的銷量，超過歐洲和美洲市場總和，而隨著工業(yè)轉型升級、勞動力成本不斷攀升及機器人生產成本下降，今后中國工業(yè)機器人市場仍將維持增勢。日本擁有安川電機、川崎、歐地希、不二越、愛普生

2、等領導廠商， 2017 年供應了全球57% 的工業(yè)機器人產品， 比 2016增長了 45% 。其機器人產品大多銷往北美洲、中國、韓國和歐洲。此外，日本工業(yè)機器人在本土的銷量與上一年度相比增長18% ，為 45566 臺。韓國是全球工業(yè)機器人占有率最高的國家，超過全球平均數(shù)的 8 倍。但是 2017 年韓國工業(yè)機器人出貨量下降4% ，為39732 臺。美國作為機械化程度較高的國家， 2017 年保持了七年的工 業(yè)機器人連續(xù)增長，達到 33192 臺，增長 6% 。德國作為全球第五大工業(yè)機器人市場， 2017 年的工業(yè)機器人銷量達到 21404 臺，較上一年增加 7% ，穩(wěn)居歐洲第一。二、工業(yè)機器

3、人企業(yè)競爭情況工業(yè)機器人行業(yè)按產業(yè)鏈分為上游、中游和下游。上游生產核心零部件：包括減速器、伺服系統(tǒng)、控制器；中游是本體生產商，包括工業(yè)機器人本體。下游是系統(tǒng)集成商，包括單項系統(tǒng)集成商、綜合系統(tǒng)集成商?？刂破鳌p速機和伺服電機三大核心部件在工業(yè)機器人成本中所占比重較大，分別為 39% ，28% ，本體制造占比為 22% 。圖 2 企業(yè)產業(yè)鏈分布日本發(fā)那科、安川、德國庫卡、瑞典ABB “四大家族”在國內市場占據(jù)份額分別為 18% 、 12% 、 14% 、 % ， 合計近 60% 。眾多國產機器人企業(yè)只能在剩余35% 的市場份額中爭搶，同時由于國內關鍵零部件發(fā)展相對滯后，技術水平較低，因此，國內產

4、商大多進口國外的核心零部件，自主品牌機器人只占據(jù)不到 10% ，高端領域國產工業(yè)機器人的份額不到 5% 。2017 年在政策引導、市場需求等因素的帶動下，新松、埃斯頓、埃夫特、廣州數(shù)控、新時達、拓斯達、巨星科技、華昌達等國內本土品牌日益崛起，逐步推進核心零部件國產化。減速器：國產減速機企業(yè)快速發(fā)展，取得較好業(yè)績成績。國內市場主要減速機廠商銷量大增，如蘇州綠的、南通振康等 企業(yè)的生貨量均實現(xiàn) 100%以上增長，其中，蘇州綠的在國內 機器人諧波減速器市場的滲透率超過80%;國產減速機企業(yè)紛紛增資擴產，以搶占更多市場份額，如秦川機床建成年產量可 達6萬件的減速機數(shù)字化車間， 雙環(huán)傳動完成14個型號的

5、減速 機定型定標。伺服電機：國內伺服電機市場規(guī)模進一-步擴大，國產同服產品技術及自主配套能力有所提升，中小功率伺服電機的國產 化步伐加快，匯川技術、埃斯頓等企業(yè)表現(xiàn)較為突生?？刂破鳎簢a控制器所采用的硬件平臺和國外產品差距不 大，差距主要在軟件中的核心算法與二次開發(fā)。目前，國內控 制器市場尚未形成明顯競爭格局，國產廠商隨著技術的發(fā)展， 市場份額不斷擴大，如以控制器為主營方向的成都卡諾普，立 足中端市場，在國產控制器市場中占有率達45%;同時，國內本體企業(yè)積極布局控制器領域，如埃斯頓收購世界運動控制器 前十大品牌供應商之-TRIOMOTION,埃夫特收購意大利運動 控制生產商ROBOX 。表1國

6、內工業(yè)機器人優(yōu)秀企業(yè)國內企業(yè)產業(yè)鏈布局下游領域競爭優(yōu)勢新松機器人本體、集成航空航天、食品、煙草、3C、衛(wèi)陶隸屬中科院，國產機器人龍頭， 產品線最全埃斯頓零部件、本體、集成汽車、壓鑄、家電、3C、釀酒、制藥自主技術和核心零部件的國產 機器人主力軍埃夫特本體、集成汽車、衛(wèi)陶、五金、3C、釀酒大規(guī)模產業(yè)化應用邁向研發(fā)制 造新時達零部件、本體、集成汽車自主研發(fā)核心零部件，汽車柔 性機器人生產整線廣州數(shù)控零部件、本體家電、3C、汽車自主研發(fā)核心零部件拓斯達本體、集成注塑、3C、家電、汽車、醫(yī)療自主研發(fā)6軸機器人，注塑領 域差異化競爭博實股份本體、集成石化、化工、食品、醫(yī) 療自主研發(fā)機器人本體、 控制器，

7、石化行業(yè)滲透率高華中數(shù)控零部件、本體、集成鋰電、物流、包裝自主研發(fā)核心零部件，收購江 蘇錦明切入集成領域匯川技術零部件機器人核心部件伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、工業(yè)視覺系統(tǒng)華昌達集成汽車汽車機器人領域客戶資源優(yōu)質巨星科技本體、集成物流、安防（服務）物流機器人和安防機器人領域 客戶資源優(yōu)質瑞松科技本體、集成3C、汽車、電梯、核電國內最具規(guī)模的汽車智能裝備 技術研發(fā)制造商大富配天零部件、本體、集成搬運、碼垛、激光加工、焊接、噴漆高端6軸機器人研發(fā)生產廣州啟帆本體、集成沖床、油壓、鍛壓沖床、油壓拉伸、鍛壓自動化 領域龍頭蘇州綠的零部件機器人自主研發(fā)精密諧波減速器，實 現(xiàn)進口替代固高科技零部件機器人國內控制系

8、統(tǒng)與伺服驅動系統(tǒng)技術領先南通振康零部件機器人、焊接自主研發(fā)RV減速機，某些性能 超越進口產品秦川機床本體機器人、機床、塑機與ABB有初步合作卡諾普集成機器人8軸和4軸工業(yè)機器人控制系 統(tǒng)三、工業(yè)機器人技術創(chuàng)新分析截至2017年12月年全球涉及工業(yè)機器人的專利/申請共計304883件。中國和日本是工業(yè)機器人領域的重點專利布局國，其中中國的專利布局量最大，占全球總量的 % 。其次是日本，其專利布局量占全球總量的 % ，這兩國專利布局量占比高達 61% ， 占據(jù)絕對重要的技術地位。 美國是工業(yè)機器人領域最早研發(fā)也是最早進行專利布局的國家，雖然其專利布局總量排名第三， 但專利布局僅占全球總量的不到 1

9、0% 。 韓國與德國在工業(yè)機器人領域也進行了一定數(shù)量的專利申請， 但就數(shù)量而言，與中國和日本差距較大，兩個國家在該領域的申請量占總量的 % 。從專利分布分析，進一步可以看出中國工業(yè)機器人市場占全球第一。從技術構成來看：工業(yè)機器人總體涵蓋面比較廣，包括機械本體、控制系統(tǒng)、驅動機構和感知系統(tǒng)四大部分。從世界工業(yè)機器人專利技術構成可以看出機械本體的專利布局量最大，達到 140790 件， 占工業(yè)機器人總量的 % ； 其次是控制系統(tǒng)，其專利布局量為 130301 件，占工業(yè)機器人總量的 % ，驅動機構和感知系統(tǒng)分別占 %和 % 。從工業(yè)機器人中國專利技術構成可以看出，機械本體、控制系統(tǒng)申請量最多，相差

10、不大，驅動機構排第三，感知系統(tǒng)的專利布局量最少。結合產業(yè)鏈和技術專利分布看，我國基本掌握了本體設計制造、控制系統(tǒng)軟硬件、運動規(guī)劃等相關技術，但總體技術水平與國外相比，仍存在差距。核心及關鍵技術的原創(chuàng)性成果和 創(chuàng)新理念，精密、伺服驅動器、等高可靠性基礎功能部件方面 的技術差距尤為突生。表2中、美、歐、日工業(yè)機器人技術水平對比日本美國歐洲中國整機工業(yè)機器人非常先進非常先進先進落后相關技術系統(tǒng)集成先進先進先進先進人機對話落后非常先進非常落后非常落后:智能化技術落后非常先進落后非常落后感應測量、認知非常先進非常先進先進落后移動技術非常先進先進先進落后機械控制非常先進先進非常先進先進傳動裝置、機械裝置非

11、常先進先進非常先進先進關鍵零部 件精密減速器非常先進先進先進落后伺服驅動器非常先進先進先進落后伺服電機非常先進非常先進非常先進落后四、產業(yè)政策因素（一）主要國家和地區(qū)政策當前，世界主要經濟體將發(fā)展機器人產業(yè)上升為國家戰(zhàn)略, 并作為保持和重獲制造業(yè)優(yōu)勢的重要手段，美國、歐盟、日本 和韓國都分別制定了適合本國工業(yè)機器人發(fā)展的政策。表3主要國家和地區(qū)政策國家或 地區(qū)優(yōu)勢政策美國在系統(tǒng) 集成、醫(yī) 療機器 人和國 防軍工 機器人 等方面 存在優(yōu) 勢2011年正式啟動“先進制造業(yè)伙伴計劃”，計劃投入7000萬美元支持新一代機器人研發(fā)，重點發(fā)展工業(yè)、醫(yī)療、宇航機器人等。2012年制定了 “美國先進制造業(yè)國家

12、戰(zhàn)略計戈廣，提出要發(fā)展包括機器人在內的先進智能制造技術，力圖搶占全球先進制造業(yè)制高 點。2013年，美國發(fā)布了機器人技術路線圖：從互聯(lián)網(wǎng)到機器人，該路線圖強調了 機器人技術在美國制造業(yè)和衛(wèi)生保健領域的重要作用，同時也描繪了機器人技術在創(chuàng)造新市場、新就業(yè)崗位和改善人們生活方面的潛力。2014年又啟動“先進制造業(yè)伙伴計劃”，瞄準計劃制定的目標，提出了加快創(chuàng)新、確保人才輸送管道和改善商業(yè)環(huán)境三大戰(zhàn)略措 施。2015年以來，美國白宮科技政策辦公室連續(xù)發(fā)布的(為人工智能的未來做好準備國家人工智能研究和發(fā)展戰(zhàn)略計劃和人工智能、自動化與經濟報告3份重量級報告。2016年5月，美國白宮推動成立了機器學習與人工

13、智能分委會(MLAD,專門負責跨部門協(xié)調人工智能的研究與發(fā)展工作，并就人工智能相關問題提出技術和政策建議，同 時監(jiān)督各行業(yè)、研究機構以及政府的人工智能技術研發(fā)。2017年1月，美國國家科學基金會聯(lián)合美國國防部等政府機構發(fā)布了國家機器人計劃，宣布將在先期計劃基礎上 重點發(fā)展協(xié)作式機器人。為實現(xiàn)國家機器人計劃的愿景，該計劃將劃撥出資金支持 機器人科學與技術基礎研究，以及集成機器人系統(tǒng)領域的創(chuàng)新研究。歐盟在工業(yè) 機器人 和醫(yī)療 機器人 領域處 于領先 地位2013年歐委會和以殼牌公司為首的10家企業(yè)聯(lián)合啟動了石油化工檢測機器人研發(fā)項目(PETROBOT)旨在研發(fā)能夠替代人類的機器人，檢測用于石油、天

14、然氣、化工行業(yè)的壓 力容器和存儲罐。2014年歐委會和歐洲機器人協(xié)會下屬的180個公司及研發(fā)機構共同啟動全球最大的民用機器人研發(fā)計劃“SPARC o計劃到2020年，歐委會投資7億歐元，協(xié)會投資21億歐元，共同推動機器人研發(fā)。英國2014年發(fā)布機器人戰(zhàn)略 RAS2020目的是通過發(fā)展使其機器人產業(yè)能夠和全球領 先的國家競爭，到 2025年，市場份額達到全球產值 1200億美元的10%德國政府20世紀70年代中后期在推行“改善勞動條件計劃”中，強制規(guī)定部分有危險、 有毒、有害的工作崗位必須以機器人來代替人工，為機器人的應用開啟了初始市場。2012年德國推行了以“智能工廠”為重心的“工業(yè)計劃”，工

15、業(yè)機器人推動生產制造向靈活 化和個性化方向轉型。2015年9月聯(lián)邦政府內閣通過了聯(lián)邦交通部提交的“自動與互聯(lián)汽車”國家戰(zhàn)略。德國頂尖大學和研究機構對傳感器、車載智能系統(tǒng)、連通性、數(shù)字基 礎和驗證測試進行的廣泛研發(fā)使德國在技術領域又一次走在前沿。德國以設備制造商和大學的緊密科研合作為特點，通過公共補貼項目，支持更高水平的自動駕駛大規(guī)模研發(fā)。日本在機器 人生產、 應用、主 要零部 件供給 和研究 等各方 面全球 優(yōu)勢明 顯2004年5月日本發(fā)布的“新產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”指出重點發(fā)展包括機器人在內的7個產業(yè)領域，同時在進一步實施“新產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”的“新經濟成長戰(zhàn)略”報告中把機器人放在 使日本成為“世界技術

16、創(chuàng)新中心”的支柱地位上。2013年，日本在神奈川縣、茨城縣建立“機器人特區(qū)”，分別投資 5億日元，并給予稅收優(yōu)惠等特殊的財政金融政策，推動 看護機器人、救災機器人等服務機器人的研發(fā)及應用。2015年1月，日本國家機器人革命推進小組發(fā)布了機器人新戰(zhàn)略，計劃用5年時間完成成立機器人革命促進會、發(fā)展面向下一代技術、實施全球標準化戰(zhàn)略等八項重點任務。目標是到2020年使日本成為世界機器人創(chuàng)新基地，實現(xiàn)日本機器人應用廣度世界第一，邁向領先世界的機器人新 時代。2017年日本發(fā)布制造業(yè)白皮書，建議大規(guī)模利用機器人和人工智能，提升企 業(yè)生產效率。韓國機器人 產業(yè)起 步較晚， 但目前 已躋身 機器人 強國行

17、列2008年將服務機器人列為未來戰(zhàn)略性產業(yè)，并制定了智能機器人促進法，在人才培育、質量品牌和平臺搭建等方面進行了頂層設計。2009年發(fā)布了第一個智能機器人開發(fā)五年計劃，重點培育產品開發(fā)和推廣產業(yè)架構。2010年發(fā)布了服務型機器人產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，提出積極培育服務型機器人產業(yè)，計劃至2018年將韓國機器人的全球市場份額提升至20% 2012年發(fā)布了機器人未來戰(zhàn)略展望2022，焦點為支持韓國企業(yè)進軍國際市場，搶占智能機器人產業(yè)化的先機，計劃到2022年實現(xiàn)25萬億韓元的產業(yè)規(guī)模。2014年發(fā)布了第二個智能機器人開發(fā)五年計劃，側重于通過技術與其他產業(yè)如制造業(yè)和服務業(yè)的融合實現(xiàn)擴張，首要發(fā)展服務機器人。（

18、二）我國產業(yè)政策近年來，我國陸續(xù)由臺了一系列支持機器人產業(yè)發(fā)展的政 策。2012年國家在多個“十二五”專項規(guī)劃中對機器人產業(yè)的發(fā)展進行部署；2013年由臺了關于推進工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展 的指導意見；2015年發(fā)布的中國制造2025 »及其重點領域技術路線圖，進一步明確了我國機器人產業(yè)的發(fā)展方向；2016年發(fā)布的機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020 年）為機器人產業(yè)在“十三五”期間的發(fā)展起到指導作用。表4我國機器人產業(yè)政策出臺時間發(fā)布機構文件名稱工信部新一代人工智能產業(yè)創(chuàng)新重點任務揭榜工作方案工信部促進新一代人工智能產業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018-2020年）國務院關于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先

19、進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導 意見工信部高端智能再制造行動計劃（2018-2020 ）科技司中國人工智能產業(yè)發(fā)展聯(lián)盟成立大會工信部工業(yè)機器人行業(yè)規(guī)范條件工信部智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）工信部、發(fā)改委機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）五、人才競爭力生產要素劃分為初級生產要素和高級生產要素。高級生產要素是指基礎設施、高端研發(fā)人才等要素。隨著社會的發(fā)展，高端人才要素對產業(yè)競爭力影響越來越大。全球共有367 所具有人工智能研究方向的高校， 美國擁有 168 所， 占據(jù)全球的 % ，獨占鰲頭，加拿大、中國、印度、英國位于第二梯隊。當前，領英數(shù)據(jù)分析顯示，領英平臺上的全球人工智能人

20、才數(shù)量約為25 萬，主要分布在美國、歐洲、印度及中國。圖 6 全球人工智能高校數(shù)量分布圖我國機器人產業(yè)優(yōu)秀研發(fā)人才數(shù)量為 1011 人。按照人才所在城市進行統(tǒng)計，全國優(yōu)秀人才分布在39 個城市， 53% 的人才分布在北京、黑龍江和遼寧；長三角地區(qū)位于第二梯隊，占比分別為上海% ，江蘇 % ，浙江 % 。六、建議工業(yè)機器人產業(yè)已成為我國重點發(fā)展的戰(zhàn)略新興產業(yè)，地方政府也都出臺了相應的扶持政策大力支持本地發(fā)展機器人產業(yè)，雖然我國工業(yè)機器人發(fā)展取得了巨大進步，但與國際先進水平相比依然有較大差距。根據(jù)以上分析，為加速工業(yè)機器產業(yè)發(fā)展，提出以下幾點建議在全球工業(yè)的大背景下， 我國是全球最大工業(yè)機器人市場，應鼓勵企業(yè)瞄準高