国产工业机器人究竟差在哪里？

虽然中国机器人市场需求量很大，机器人市场也非常火爆，但是由于高端技术的缺失，很多需求商宁愿从库卡、ABB等外国机器人生产商处进口二手机器人，而非采购国产工业机器人来投入到生产线当中。这究竟是怎么一回事呢？国产机器人和国外机器人差距到底有多大？

工业机器人市场被国外占据大半

由于人形机器人的双足平衡技术相对于履带式、轮式机器人更加复杂，必然带来相当高昂的成本，而且在可靠性方面还不如履带式、轮式机器人。因此，相对于大家在电影中见到的终结者T800这种人形机器人，现在机器人市场上占主流的却是“奇形怪状”的工业机器人。

早在2013年，中国就已成为世界第一大工业机器人市场。2014年销量达到5.7万台，同比增长56%，占全球销量的1/4，同比增长55%，保有量增长至19万台。

然而，就在机器人市场持续火爆的情况下，ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA占据全球工业机器人绝大部分市场份额。国内机器人企业和国外ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA四大巨头差距较大。

2014年，自主品牌工业机器人销量为1.7万台，占全球工业机器人总销量的7.45%；2015年，自主品牌工业机器人销量为2.2万台，国内市场份额依旧不足20%，在全球工业机器人市场中的份额依旧不足两位数。2016年，国外品牌占据了中国工业机器人市场60％以上的份额，在相对高端的六轴以上的多关节机器人方面，国外品牌占据的市场份额超过了80％。

由于国家对机器人产业的大力扶持，国内企业中也不乏借着政策浑水摸鱼的企业。不少企业玩概念上市融资或者套取政策，真正有核心技术的相对较少。而且整个产业还存在小而散的问题，中国工业机器人相关企业数量达到1000余家，但超过90%的机器人公司年产值在1亿元以下，很多厂家每年销量都不超过1000台（只有年产量破千才能初步形成规模效应），即便是像沈阳新松这样的国内机器人龙头企业，2015年营业收入也只有16.9亿元，2016年1季度实现营业收入3.54亿元，与国外巨头动辄上百亿元的营业收入相比差距明显（2016年日本FANUC公司的净现金流量就有6866亿日元，约为415亿人民币）。

核心技术和国外差距较大

机器人的核心技术有人机交互技术、控制技术、环境感知和传感技术、材料技术、人工智能等方面，关键的零部件有精密减速机、控制器、伺服电机以及高性能驱动器等，而上述关键零部件很大程度依赖进口，以占机器人硬件成本比例最高的减速器为例：

精密减速器可以分为谐波齿轮减速器、摆线针轮行星减速器、RV减速器、精密行星减速器和滤波齿轮减速器等等，是工业机器人的核心零部件，占机器人整机成本的35%左右。

目前，全球精密减速器市场大半被日本企业占据，日本Harmonic是谐波减速器领域的领军者，占据了约全球15%的市场份额，日本Nabtesco是全球最大的RV减速器和摆线针轮减速器制造商，在RV减速器领域的全球市场份额约为60%……

虽然在中国着力于精密减速器国产化研究后，涌现出一些单位或企业，并可以在高精度摆线针轮减速器和谐波减速器领域局部替换国外产品，但在2015年，依旧有75%精密减速器从日本进口。

控制器相当于机器人的大脑，用来发布和传递动作指令，包括硬件和软件两部分：

硬件就是工业控制板卡，包括一些主控单元、信号处理部分等电路。虽然不少自主品牌已经掌握了控制器的相关技术，并研发出基于CPU、DSP和FPGA的工业机器人控制器，但所采用的CPU大多是ARM，所采用DSP和FPGA不少是源自美国德州仪器和赛灵思，虽然有基于龙芯的机器人控制器，但由于产品推出时间较短，目前还鲜有厂商采购。

软件部分主要是控制算法、二次开发等，自主品牌已经解决了有无的问题，但在稳定性、响应速度、易用性等方面和国外还有差距。

另外，在伺服电机方面，日系公司约占全球市场份额的40%，西门子、博世、施耐德等德系品牌占据全球市场份额的30%左右。而国内公司整体份额大约占10%左右。在驱动器方面，国内80%的驱动器从欧美和日本进口。

运用领域和国外机器人的差距

由于之前提到的技术差距方面的原因，国外机器人在技术先进性和成熟度上优于国产机器人，在相对较复杂的多关节机器人市场，国外公司占据国内市场的90%以上，诸如汽车制造、焊接等高端行业领域的六轴或以上高端工业机器人市场主要被日本和欧美企业占据，国产六轴工业机器人占全国工业机器人新装机量不足10%。

相比之下，国产工业机器人多集中于低端应用领域，比如搬运、码垛等低端机器人，应用领域多在家电、基础制造领域，附加值偏低。进而导致近些年，虽然中国机器人市场需求和国内机器人企业产品销量双双增长，但不少机器人企业却处于亏损状态。

成本控制存在一定问题

之前提到，由于很多国产机器人的关键零部件依赖进口，这导致很多国内企业要以高出国外本土厂商的价格去购买减速器和伺服电机等零部件。而且国内企业采购国外减速器的价格一度曾经是国外本土厂商采购价的3倍，采购国外伺服电机的价格一度是国外本土厂商的2倍……由于减速器、伺服电机、控制器分别占机器人整机成本的35%、25%、15%左右，导致中国机器人企业生产成本控制的难度相当高。

相比之下，国外工业机器人厂商很多本身就是核心部件的提供商——日本发那科是世界上最大的专业数控系统生产厂商，安川和松下都是全球最大的电机制造商之一，这使得国外机器人厂商在成本上具有天然优势。

另外，国外机器人厂商还能以巨大的采购量和签署排他性协议获得比较优惠的采购价格。这些因素共同导致中国机器人企业如果要和国外同类产品保证相同的产品质量，在价格上就很难与国外企业竞争。

差距的历史原因

对于机器人产业和国外的差距，大家应该拿平常心来对待，切不可以局部落后否定整个中国制造业。在机器人产业上落后于人一方面是历史原因造成的，也有长期以来在资源投入方面和西方国家存在差距的因素。

现代工业机器人的发展开始于20世纪中期，最初的直接发展动力之一是为了在核辐射环境下作业。1947年美国阿尔贡研究所研发了可以在核辐射环境下作业的遥控操作机械手。1948年，又研制出机械式主从机械手。

1954年，美国的戴沃尔设计出第一台电子可编程序的工业机器人。1965年，美国麻省理工大学成功研制出一种具有视觉传感器并能对简单积木进行识别、定位的机器人系统。1967年，日本川崎重工业公司从美国引进机器人及技术，建立生产厂房，并于1968年试制出第一台日本产通用机械手机器人，随后在各个领域中推广机器人。

至80年代，工业机器人开始在全球汽车制造业广泛应用。至90年代，由于采用工业机器人可以避免工人身体携带的尘埃污染车间环境，进而在半导体产业等对车间环境要求较高领域得到应用。

正是经过数十年如一日的技术积累，国外机器人企业积累了丰富的行业经验和技术，这是其在当今国际机器人市场叱咤风云的原因所在。相比之下，国内在机器人产业上的发展就要晚很多，在20世纪70年代初期才起步，自然在技术上和国外存在一定差距。

另外，在早些年国家对机器人产业的资金投入相对于西方国家在同时期的投入而言也相对偏少。就以日本为例，日本在引进美国机器人技术后，曾不惜血本发展和推广，而欧盟则耗费巨资支持机器人新研究项目，覆盖从技术研发到产品部署的完整价值链，并与产业界和学术界达成战略合作。

国产机器人的许多问题并不是机器人制造企业本身的问题，而是我国工业基础薄弱的问题。何况机器人是综合了计算机、机械工程、电子、信息传感器、控制理论、材料、人工智能、仿生等诸多学科而形成的高新技术，作为工业后发国，在当下这个时间节点上，中国民用机器人相对于欧美和日本处于劣势，其根源在于过去数十年的人力、物力、财力投入差距，以及中国和西方在工业基础上的差距，国人不必因暂时的落后自怨自艾。

能否重复从模仿到超越的历程

在官方《机器人产业发展规划（2016-2020 年） 》中指出，要重点攻克高精密减速器、高性能机器人专用伺服电机和驱动器、高速高性能控制器、传感器、末端执行器等核心零部件，最终实现核心零件的国产化替代。

该规划强调，要突破弧焊机器人、真空（洁净）机器人、全自主编程智能工业机器人、人机协作机器人、双臂机器人、重载AGV、消防救援机器人、手术机器人、智能型公共服务机器人、智能护理机器人十大标志性产品。

那么，和国外的技术差距摆在这里，具体有哪些措施呢？

针对现在国内不少所谓机器人企业并非真心实意的在做技术，反而颇有从政策和股市中套利的情况，应当加强审核力度，减少各地借政策的东风一窝蜂的上项目，避免资源的分散和浪费，实现好钢用在刀刃上，实现资源整合优化。

另外，现在整个机器人产业存在一个问题，那就是机器人需求商更愿意采购国外巨头的二手机器人而非国产机器人。同样，国内机器人整机厂商在价格合适的情况下，更愿意采购国外核心零部件而非国产零部件（不少国内零部件价格也不便宜）……进而使国内做精密减速机、控制器、伺服电机以及高性能驱动器的公司很难在市场上立足。因此，政府应该加强宏观统筹协调，通过资金和政策扶持，引导整个产业链从局部开始逐步尝试从核心零部件到机器人整机，再到整条生产线的全面国产化替代。

政府还可以出台优惠财税政策，比如利用科技扶持资金，或者给予税收优惠，给国内真正做技术的机器人企业有充足的资金用于技术研发。同时，政府可以拓宽投融资渠道，引导民间资本进入该行业，支持符合条件的机器人企业直接融资和并购。

最后，机器人行业落后于西方的关键是在于基础工业，而基础工业要进步就必须有赖于鼓励国有企业自主研发，并结合民营企业做大做强。韩国和日本由于本国市场狭小，企业稍微做大一点就必须开拓国际市场，直面国际竞争，因此有比较高的积极性致力于向国际产业分工的上游拓展。而中国市场大，商业市场纵深大，线下模式破碎。人力资源和矿产资源丰富而且相对西方便宜，政治安定政策连续，尽管经济全球化浪潮早已来临，民营企业生存依然相对容易，受外来冲击不强。加上机器人产业民营企业存在小而散的问题，大多数民营企业在研发基础核心的技术方面无论在意愿上，还是能力上相对而言都存在先天不足的问题。相比之下，国有企业既面临国际竞争，又有市场经验，还集中了科技人才，可以放心大力鼓励和培育它们进行创新，这些国有企业能够提升中国的基础工业技术水平，通过技术转让，形成国有企业做强，民营企业做大的格局。

由于中国坐拥全球最大的机器人市场，而且随着人工成本逐年上涨和人口老龄化的大趋势，用工荒的问题会越来越显著，机器人市场潜力巨大，国家以政策、资金扶持，加上去年美的收购德国库卡，有实现局部技术转移的可能性。笔者祝愿，随着时间的沉淀和技术积累，中国机器人产业也能复制中国白色家电、通信产业、电子产品整机制造等行业从模仿到超越的历程。

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