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趙乃育/繪 |
我國目前已成為全球第一大機器人市場，但本土機器人研發(fā)制造水平在國際競爭中仍處于劣勢。其中,，核心零部件關(guān)鍵技術(shù)久攻不克，嚴(yán)重阻滯我國機器人產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展,，并加劇產(chǎn)業(yè)“國退洋進(jìn)”風(fēng)險。
國際機器人聯(lián)合會統(tǒng)計顯示,，2013年外資企業(yè)在華銷售工業(yè)機器人總量超過27000臺,，較上年增長20％，占據(jù)中國市場70％以上的份額,。
核心零部件短板
減速器、控制器和伺服電機被稱為機器人的三大核心零部件,，這三大核心零部件再加上本體,，就可以成為一臺完整的工業(yè)機器人。雖然當(dāng)下我國本土機器人企業(yè)眾多,，但RV減速機,、諧波減速器、伺服電機與驅(qū)動,、控制器等工業(yè)機器人核心零部件技術(shù)仍跟國外品牌有相當(dāng)差距,，不少企業(yè)依賴進(jìn)口。
比如,，中國企業(yè)制造工業(yè)機器人所需的減速器很大部分向日本減速器生產(chǎn)商購買,，有代表性的是日本的納博特斯克和哈默雷科，這兩家的減速器在市場上占有絕對主導(dǎo)地位,。伺服電機以歐美品牌最為高端,，日本安川則是世界上最大的伺服電機供應(yīng)商。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，核心零部件之所以如此重要,，是因為它跟機器人性能息息相關(guān),。以核心零部件中最關(guān)鍵的減速器為例，精密減速器使機器人伺服電機在一個合適的速度下運轉(zhuǎn),，并精確地將轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機器人各部位需要的速度,，提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩，因此機器人關(guān)節(jié)減速器要求具有傳動鏈短,、體積小,、功率大、質(zhì)量輕和易于控制等特點,。
與國外產(chǎn)品相比,，國產(chǎn)核心零部件仍有不少差距。中國工程院院士,、哈爾濱工業(yè)大學(xué)機電控制及自動化系教授蔡鶴皋表示,，我國核心零部件，特別是減速器的壽命,、性能,、噪音控制等都不行�,！袄�,，機械臂運動很復(fù)雜，有快有慢有正有反,，我們的減速器就達(dá)不到要求,，可靠性和質(zhì)量也不行。我們減速器噪音大,，人家的很安靜,。”
哈爾濱工業(yè)大學(xué)機器人研究所副所長李瑞峰表示,，國外機器人經(jīng)過了大量驗證,，而國產(chǎn)機器人的穩(wěn)定性、壽命,、精度等往往達(dá)不到預(yù)期,。機器人要求高性能動態(tài)過程，只有在不斷試驗中才能對性能做測試,，靜態(tài)是很難測的,。
“人家的都經(jīng)過了大量驗證，你這個剛生產(chǎn),，能保證幾年不壞嗎,？所以它必須有口碑支持,，要等待示范運用�,！崩钊鸱逭f,。
這在東莞盈動高科自動化有限公司的經(jīng)歷中體現(xiàn)得尤為明顯。該公司是國家“千人計劃”專家,、美國堪薩斯州立大學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)博士莊德津及其團(tuán)隊領(lǐng)銜成立的,，企業(yè)進(jìn)駐廣東東莞松山湖僅數(shù)年便成功申請了6項專利，其中3項為發(fā)明專利,。
經(jīng)過多年的潛心攻堅,，莊德津及其團(tuán)隊研發(fā)出達(dá)到世界領(lǐng)先水平的絕對值編碼器，這是跟伺服電機緊密相關(guān)的一個基礎(chǔ)核心零部件,，打破了國外行業(yè)巨頭對該領(lǐng)域的壟斷局面,，產(chǎn)品不僅獲得了包括來自德國等地行業(yè)權(quán)威的認(rèn)可，且銷售價格僅為國外行業(yè)巨頭的幾十分之一,。
然而,，公司副總經(jīng)理羅日輝在將擁有自主創(chuàng)新技術(shù)的領(lǐng)先產(chǎn)品拿到東莞一家大型制造企業(yè)推廣時卻碰了壁。
該大型制造企業(yè)主直言,，其所使用的機器人設(shè)備每臺價值數(shù)百萬元,，核心零部件全部來自國外廠家，而盈動高科生產(chǎn)的編碼器沒有經(jīng)過長時間穩(wěn)定測試,，企業(yè)不可能為了節(jié)省編碼器這一核心零部件的成本,，冒上整套設(shè)備可能因盈動高科提供的編碼器不匹配而損壞的風(fēng)險。該企業(yè)主提出,，除非盈動高科能夠拿出長期測試穩(wěn)定的報告,，不然即便編碼器的質(zhì)量再好，價格再便宜,，他們也無法使用,。
產(chǎn)業(yè)競爭力削弱
目前國內(nèi)機器人本體公司中只有廣州數(shù)控、南京埃斯頓,、沈陽新松機器人等少數(shù)公司在進(jìn)行控制系統(tǒng)、驅(qū)動和伺服電機等核心零部件自主研發(fā),。不少國內(nèi)企業(yè)只是購買進(jìn)口零部件后集成組裝機器人,，缺乏核心技術(shù)。業(yè)內(nèi)人士擔(dān)憂,，長此以往,，“核心零部件之短”將致本土企業(yè)生存空間被擠壓，“國退洋進(jìn)”風(fēng)險放大,。
由于缺乏核心零部件技術(shù),，我國企業(yè)在采購中議價空間狹窄,，導(dǎo)致成本居高不下，市場競爭力不強,。
中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院智能仿生中心副主任,、廣東省機器人與智能系統(tǒng)重點實驗室副主任吳新宇表示，在工業(yè)機器人成本中,，成本占比最高的為減速機,，約占35%，伺服電機約占25%,，控制器約占15%,，機器人本體在總成本中占比不到25%。若缺乏核心技術(shù),，本體機器人企業(yè)可掌控利潤著實有限,。南京某機器人生產(chǎn)企業(yè)，電機,、控制器,、減速機均從日本進(jìn)口，因成本過高入不敷出,。
與國內(nèi)機器人企業(yè)核心零部件嚴(yán)重依賴進(jìn)口形成鮮明對比,，國際品牌工業(yè)機器人廠商很多本身就是核心部件的提供商，如日本發(fā)那科是世界上最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠商,，安川和松下都是全球最大的電機制造商之一,，這使得他們在成本上具有天然優(yōu)勢。此外,，國外工業(yè)機器人廠商還通過與主要核心零部件廠商的長期合作關(guān)系行成了戰(zhàn)略默契,，因采購量大而得以拿到更加優(yōu)惠的價格。
“種種因素加起來,，導(dǎo)致自主品牌工業(yè)機器人廠商對核心零部件的采購價通常遠(yuǎn)高于國際品牌工業(yè)機器人廠商,，傳遞到終端就是價格競爭力并不是很強或者只能選擇性能難以保證的自主品牌零部件�,！睒I(yè)內(nèi)人士稱,。
缺乏核心技術(shù)，本土企業(yè)難進(jìn)主流市場,�,！督�(jīng)濟參考報》記者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，與國外產(chǎn)品相比,，目前國產(chǎn)機器人大多為非標(biāo)產(chǎn)品,。
“核心零部件拿不下，生產(chǎn)非標(biāo)只是權(quán)宜之策,。雖然能適應(yīng)國內(nèi)中小企業(yè)復(fù)雜多變的需求,，但難以量產(chǎn),，10％的市場份額，有100多家企業(yè)激烈競爭,，很難產(chǎn)生巨頭企業(yè),。”高工產(chǎn)業(yè)研究院機器人高級分析師陳超鵬說,。
天津一家機器人生產(chǎn)企業(yè)的總經(jīng)理直言,，囿于成本等考慮，企業(yè)退而求其次使用國產(chǎn)減速器,，無論精度還是壽命都難與國外產(chǎn)品媲美,，這決定了產(chǎn)品只能走中低端路線。
另外,，核心零部件難以自產(chǎn)還致使后期維護(hù)受制于人,。2009年，上海振華重工的迪拜自動化碼頭某國外品牌減速器出現(xiàn)大面積故障,，收費昂貴,、維修效率低下讓企業(yè)十分被動。工作人員何鋼說,，現(xiàn)在振華使用的減速器由自己生產(chǎn),，單算制造的經(jīng)濟賬確實不如全球采購實惠，但加上國外減速器高昂的售后成本來看,，自己生產(chǎn)還是劃算的,。
而在運用端，這種負(fù)面效果也顯現(xiàn)出來,。中節(jié)能太陽能科技（鎮(zhèn)江）有限公司眼下使用的30多臺機器人價值4500余萬元,，無一例外是國外品牌。該公司設(shè)備管理部副部長徐利民說,，這些國外品牌的機械手極大節(jié)省了人力成本,，提高了公司生產(chǎn)率。但是,，由于技術(shù)壁壘的存在,，后期維護(hù)很多時候都要尋求這些廠商的支持，而每一次都是收費的,，這導(dǎo)致使用機器人成本居高不下,。但是，相比較這種維護(hù)成本擔(dān)憂,，他更擔(dān)憂的是使用穩(wěn)定性未經(jīng)過驗證的國產(chǎn)機器人產(chǎn)品而出現(xiàn)問題,。
“工業(yè)機器人如果安裝在生產(chǎn)線上,，一旦壞掉,，就意味著整條生產(chǎn)線都會受影響,，這是我們無法承受之重。所以現(xiàn)在使用國外品牌機器人,，也是無奈之舉,。”他說,。
就在國內(nèi)機器人企業(yè)處處受制的同時,，外資機器人廠商已開始在國內(nèi)大舉“攻城略地”。目前,，ABB,、庫卡、發(fā)那科,、安川等國際機器人龍頭企業(yè)加快在我國設(shè)立或擴大直屬工廠的步伐,。庫卡2012年在上海開設(shè)其在德國以外的全球首家海外工廠，年生產(chǎn)能力5000臺,，占其全球產(chǎn)量的三分之一,。
技術(shù)攻關(guān)竹籃打水
早在20世紀(jì)80年代中期國家863計劃啟動之初，機器人就被列入重點攻關(guān)領(lǐng)域,；“七五”以來,，機器人產(chǎn)業(yè)亦始終榜上有名，“十二五”規(guī)劃中更將其列為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),。但近30年過去,，機器人核心零部件技術(shù)卻依然攻而不克、制而不精,。
對此,，多位業(yè)內(nèi)人士直言難以理解：“核心零部件搞了多輪技術(shù)攻關(guān)，錢也投了不計其數(shù),，為什么到頭來卻竹籃打水一場空,？”
一名參與過863計劃機器人項目的科學(xué)家說，863計劃在推動機器人發(fā)展中有積極作用,，不過也走了不少彎路,。
他說，863計劃一開始定位是跟蹤國外先進(jìn)水平,，追求高性能,、高指標(biāo)，對國內(nèi)需要什么并沒有太多關(guān)注,，后來指導(dǎo)思想有所轉(zhuǎn)變,，提出了“要跟蹤也要沿途下蛋”。現(xiàn)在的指導(dǎo)思想是要為國家經(jīng)濟發(fā)展重大需求服務(wù),，很多項目要以企業(yè)為主導(dǎo),，要產(chǎn)業(yè)化,。
“中國一開始搞機器人就是學(xué)外國，20世紀(jì)80年代才列入計劃,，但日本80年代已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化了,。過了30年，我們的產(chǎn)業(yè)化程度還沒有日本元年的程度高,，我們比人家慢,。有人說2014是我們的機器人元年，我們其實起碼慢走了30年,�,！彼f。
除了發(fā)展方向上曾經(jīng)走過偏差外,，研發(fā)和運用脫節(jié)嚴(yán)重也是長期制約核心零部件攻關(guān)的重要原因,。一位機器人廠商直言，對一些高校和企業(yè)而言,，科研項目就是拿錢工具,。“我們曾與某高校合作,，項目到手就開始分錢,，真正用于研發(fā)的不足一成，效果可想而知,�,！�
南京埃斯頓自動化股份有限公司總工程師王杰高認(rèn)為，研發(fā)成果“下不去實驗臺,，邁不進(jìn)市場”現(xiàn)象普遍,，長期以來一些重大科技專項課題成果均出自高校和研究所，科研機構(gòu)往往關(guān)注成果鑒定和評獎,，而不是市場,。發(fā)表一篇論文，老師評職稱,、學(xué)生得學(xué)位,，唯一想不到的就是如何面向應(yīng)用。
“研究所出來的機器人乍一看能走能動,，但真正需要它精密焊接時,，卻對不準(zhǔn)焊點。技術(shù)創(chuàng)新不是做個樣品,，而是要制成商品,，技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品同樣存在‘最后一公里’，我們恰恰在這個環(huán)節(jié)差了一口氣�,！崩ド饺A恒焊接股份有限公司副總經(jīng)理錢魯泓說,。
核心零部件技術(shù)長期上不去，也跟整個國家工業(yè)體系基礎(chǔ)薄弱有關(guān)系,。多名業(yè)內(nèi)人士表示，機器人的發(fā)展依賴于國家裝備制造業(yè)整體的提高,，這是一個系統(tǒng)性的問題,。即便是該領(lǐng)域的巨頭，也是在一個技術(shù)共享平臺上才能持續(xù)推進(jìn),。
比如,，減速機和伺服電機對軸承、齒輪的精度要求非常高,，國內(nèi)材料也無法滿足機器人的要求,，而齒輪的加工精度取決于高端數(shù)控機床的能力，與數(shù)控機床等設(shè)備的精度密切相關(guān),，在數(shù)控機床領(lǐng)域,，中國尚處于技術(shù)追趕階段。加工工藝的差距涵蓋了基礎(chǔ)材料和制造工藝水平兩方面差距,。
未來我國工業(yè)機器人對核心零部件需求巨大,。受訪企業(yè)及專家認(rèn)為，在創(chuàng)造良好的市場環(huán)境,，讓機器人企業(yè)得到健康發(fā)展的同時,，國家也要推動完善多層次的研發(fā)體系，加快基礎(chǔ)性研究,，另一方面宜盡快出臺機器人產(chǎn)業(yè)及相關(guān)技術(shù)的國家標(biāo)準(zhǔn),，助推核心技術(shù)研發(fā)攻關(guān)。
（本稿件由記者孫洪磊,、劉巍巍,、馬曉澄、孔祥鑫,、賈遠(yuǎn)琨,、王瑩采寫）
