在北京举办的2024年世界机器人大会上,一场全机器人足球比赛吸引了众多目光。当一个人形机器人巧妙进球时,观众席上顿时响起了热烈的掌声。此外,大会还展示了中国象棋、石头剪刀布等互动游戏,以及由机器人演奏的扬琴和武术表演,令人叹为观止。更令人震撼的是,机器人辅助的复杂截骨和内窥镜手术也得以现场呈现。这些展示不仅展现了我国在机器人技术上的领先地位,更彰显了我国对未来科技发展的坚定信心。
       据预测,到2024年,全球机器人产业规模将突破420亿美元,其中中国市场将占据7亿美元的份额,约合人民币20%。在这庞大的市场中,服务机器人占据了超过四分之三的份额,而工业机器人则占据了剩余部分。尽管中国在两类机器人领域均取得了显著进展,但鉴于中国在全球制造业中的领先地位,工业机器人的发展尤为引人注目。

中国的机器人采用率及全球排名

       不同国家推动机器人采用的因素各不相同。日本致力于机器人技术的研发,旨在应对人口老龄化和劳动力成本上升的挑战。而德国,则因严格的工人安全法规而投资于机器人技术,以替代人力劳动。总体而言,高收入国家相较于低收入国家,更有动力采用机器人技术,因为这些国家的人力成本相对较高。同时,电子和汽车行业的工业机器人广泛应用,也推动了这些行业的自动化进程。因此,韩国、新加坡、德国和日本在全球机器人竞赛中脱颖而出,成为领先者。

       衡量国家机器人采用率的指标是“机器人密度”,即每10000名工人所安装的机器人数量。中国在过去的几年里,机器人密度迅速提升。2022年,中国位列全球第五大自动化国家,自2016年排名第25位以来,进步显著。截至2024年,中国的机器人密度已达到每万名员工470台,并立志在2025年提升至500台。

中国在机器人领域的成功,与其作为消费者的角色密不可分。中国已连续11年成为工业机器人市场的领头羊。仅在2021年,中国就安装了243300台工业机器人,占全球总量的一半以上。
       中国制造商在采用机器人方面的选择,深受其他国家自动化驱动因素的影响。这些因素包括公司特征(如大公司与汽车和电子行业公司的正相关关系)、市场因素(如工资总额、自愿离职率、劳动力成本以及对产品质量的担忧)、任务手动性质,以及政府关系。值得注意的是,中国的机器人实施速度之快,超出了仅用企业层面经济来解释的范围。据ITIF研究显示,中国的机器人数量与其工资水平的预测相比,高出5倍。
这引发了一个问题:为何工业机器人在中国如此重要?与西方媒体对机器人可能让人类过时的担忧不同,中国媒体和政府对此持不同观点。政府文件很少表达对工作替代的担忧,反而宣传机器人是中国劳动力挑战的积极解决方案。随着公众对机器人的接受度不断提高,中国更像日本,而非美国或欧洲,在那里,公众对工作替代的担忧可能会成为进一步采用机器人的障碍。

       然而,中国也面临着人口变化的挑战。尽管中国是一个工业超级大国,但最近的人口变化可能会对其未来的经济增长构成威胁。中国的劳动年龄人口正在减少,无论是从绝对规模还是占总人口的比例来看。到2050年,劳动年龄人口预计将下降20%以上。工资上涨、劳动力成本上升以及年轻一代对传统制造业工作的不感兴趣,都可能加剧这一人口下降的影响。

       因此,在2023年,人力资源和社会保障部发布了一份面临劳动力短缺的100个职业的名单,其中41个与制造业相关。该部特别强调了汽车行业的压力,这有助于解释近期汽车制造业中机器人安装的显著增加。此外,新冠肺炎疫情的爆发进一步推动了全球对工业机器人的采用,突显了它们在抵御健康相关供应链中断方面的能力。

研究还支持机器人与全要素生产率之间的正相关关系。机器人能够弥补劳动力短缺,降低错误率,提高安全性,并提升生产率。面对政府预测的2025年制造业将出现近3000万人的短缺,一些中国公司寄望于机器人能够填补这一劳动力缺口。

       综上所述,中国制造商在采用机器人方面的选择反映了多方面的考量。从公司特征到市场因素,再到所执行任务的手动性质和政府关系,这些因素共同推动了中国在机器人领域的快速发展。同时,中国也面临着人口变化和劳动力市场挑战,这进一步激发了企业对机器人的需求。随着公众对机器人的接受度不断提高,以及政府对机器人作为积极解决方案的认可,中国有望在机器人领域继续保持领先地位。
因此,对于中国而言,工业机器人在巩固其制造业领先地位方面扮演着至关重要的角色。随着国家对技术进步和自给自足的日益强调,中国正积极采取措施,力求在机器人领域实现创新与生产。

       自第十个五年计划开始,中国政府便明确了开发新技术、提升工业竞争力的目标。2015年,《中国制造2025》倡议的提出,更是标志着中国决心成为制造业的佼佼者。该计划特别强调了“高端数控机床和机器人”等关键领域的发展。

为了推动工业机器人技术的进步,中国不仅提出了明确的投资目标,还制定了一系列激励措施。例如,“机器人产业发展规划(2016-2020)”旨在促进机器人在制造业中的广泛应用,并推动国内机器人生产。该计划已成功实现工业机器人年产量的翻倍增长,提前完成了预定目标。

此外,中国还成立了国家机器人创新中心,汇聚了沈阳自动化研究所、中国科学院、哈尔滨工业大学等顶尖机构的资源。2023年的“机器人+”计划更是提出了到2025年翻番制造业机器人密度的宏伟目标。

       地方和省级政府也纷纷响应国家战略,为工业机器人产业提供全方位的支持。截至目前,已有21个城市和5个省出台了针对工业机器人的补贴政策。这些措施不仅推动了机器人产业的发展,也为制造业的转型升级注入了新的动力。
       东莞得益于其松山湖工业开发区的发展。在松山湖,众多机器人企业受益于政府扶持的创业孵化器,以及当地强大的机器人制造能力,这极大地缩短了他们的研发周期并降低了成本。


        松山湖的机器人产业蓬勃发展,但背后也面临着诸多挑战。随着中国机器人制造业的迅猛增长,国内制造商在市场上的份额不断攀升。2022年,中国安装的工业机器人中有高达36%的比例来自国内企业,相较于2013年的25%取得了显著进步。在创新层面,中国在机器人相关研究出版物和专利申请方面稳居全球领先地位。截至2024年7月,中国已拥有19万项机器人专利,令人瞩目。值得注意的是,与美国、日本、韩国或德国等私营公司占主导地位的国家不同,中国绝大多数的机器人专利申请源自大学。

然而,中国机器人市场的特征——以众多中小型企业为主,而非少数大型企业主导——也带来了一些问题。这些小公司往往缺乏足够的资本和技术储备来应对市场冲击并保持持续竞争力。尽管如此,仍有一些中国机器人企业脱颖而出,成为行业的佼佼者。例如,新松隶属于中国科学院,已在40多个国家建立了国际影响力,年收入超过39亿元人民币。埃斯顿自动化作为一家知名的国内生产商,提供64种不同的工业机器人产品,并拥有4874多项专利授权。而位于深圳的人形机器人专家优必选则与一汽大众和富士康等知名企业合作,计划将其人形机器人从汽车制造业拓展至其他行业。

尽管中国机器人产业在国内外取得了一定的成就,但仍然面临一些挑战。目前,中国的国内机器人产业在某种程度上仍然依赖外国企业。2019年,高达71%的中国新机器人是从国外进口的。此外,由于伺服电机和控制器等核心增值组件的能力相对滞后,中国工业机器人在进口方面存在9亿美元的赤字。这种不平衡状况可能会持续存在,成为中国机器人产业进一步发展的瓶颈。
与此同时,今年的世界机器人大会揭示了中国打破对外国依赖的潜在突破。例如,深圳的万勋科技创新性地采用3D打印塑料和气动人工肌肉为机器人提供动力,摒弃了传统的电机和减速器。中国企业正利用成本优势来逐渐减少对进口部件的依赖。尽管中国仍需进口关键机器人部件,但其产品的价格相较于欧洲和日本同行低廉30%。自2016年至2023年,中国工业机器人的平均售价已从30万元人民币大幅降至8万元人民币。通过在中低端市场占据优势,中国企业有望击败外国竞争对手,为未来的国际扩张积累经验,同时将利润再投资于更高端的技术研发。

人工智能驱动的协同效应

       值得一提的是,2024年世界机器人大会及中国机器人政策中均强调了国家对推进人工智能驱动的机器人技术的期望。在中国,这类技术通常被称为“具身智能”。近期,北京经济技术开发区发布了为期三年的行动计划,旨在成为全球一流的具身智能机器人产业新城。该计划聚焦于人工智能、运动控制和平衡技术,以及机器人身体组件的研发。成功的具身智能将实现“一脑多形”和“一机多用”的创新目标。

       人工智能在机器人领域的应用展现出巨大的潜力。通过优化和预测能力,人工智能能够简化机器人的设计和维护流程。其类人认知能力更是直接提升了机器人的性能,增强了感官功能,优化了人机交互,并支持自适应学习。尽管目前人工智能在机器人领域的应用主要集中在半导体制造等上游环节,但随着技术的进步,我们有理由期待其在下游运营升级中的应用也将取得显著进展。
       此外,机器人在工业领域的应用历史远长于人工智能。尽管面临着与人工智能在传统系统集成、初期投资成本、数据管理以及内部专业知识不足等方面的共同挑战,但机器人在制造自动化方面已经取得了显著进展。许多常规的制造任务要么已经被自动化,要么找到了更经济高效的替代方案。

       然而,中国企业并未止步于此。他们正在不断创新,以应对行业的新需求。例如,未来机器人和EP Equipment等公司将手动叉车升级为自主移动机器人(AMR),提高了物流效率。上海快仓智能科技则为广东的一家医疗仓库提供了230多辆自动引导车(AGV),优化了仓库管理。此外,镁伽机器人正在助力实验室自动化的发展,而协作机器人市场也正在中国崛起。这些机器人旨在与人类协同工作,兼具安全与灵活,为制造业带来了新的生产力。

       值得一提的是,中国在全球灯塔网络中的占比也在不断提升。这份名单汇集了众多在先进技术、可持续性和生产力方面表现卓越的制造商,其中超过40%的灯塔位于中国。这些灯塔企业在药品、钢铁、空调等多个领域的应用中展现了人工智能的巨大潜力。随着这些企业的引领,人工智能和机器人技术有望在中国制造业中开辟出更广阔的天地。

       展望未来,中国机器人技术在世界范围内的关注度日益提升。从早期的笨拙形象,到如今因模仿面部表情和制作汉堡技巧而受到瞩目,中国机器人正在不断刷新人们的认知。同时,中国政府和企业也在积极推动国内工业机器人产业的发展,旨在打造一个具有国际竞争力的机器人产业集群。尽管面临挑战,但中国机器人有望沿着价格下降、安装率上升的轨迹持续发展,最终在全球机器人市场中占据一席之地。