挺进资本市场 机器人产业创新提速

挺进资本市场 机器人产业创新提速

两年前北京的地铁还需人工检票进站,现在乘客只需在自动刷卡机上轻轻刷一下即可过关,而自动刷卡机的核心技术就是机器人的应用。其实,各式各样的机器人就在我们身边。
  随着沈阳新松机器人自动化股份有限公司(下称“新松机器人”)登陆创业板,并且受到资本市场追捧,普通投资者也开始关注中国机器人产业的发展。

  受到资本追捧,不仅因为这是国内首家以工业机器人制造及应用工程为主业的上市公司,同时也因为投资者普遍看好以机器人为代表的先进制造领域广阔的市场前景。对于机器人行业前景,拥有863计划“十一五”先进制造技术领域专家组组长、北京航空航天大学机械工程及自动化学院院长两重身份的王田苗有深入的认识,他告诉《中国投资》:“机器人是具有战略高度的行业,每个国家都非常重视这个行业,中国也不例外”。

  从早期的机械手到工业机器人,再到服务型机器人,机器人时代正在慢慢向我们走来,而资本市场无疑将为机器人的技术创新注凤凰彩票注册入新的活力。

  攀登战略高度

  工业机器人是指广泛适用的能够自主动作且多轴联动的机械设备。在必要情况下配备有传感器,在工作过程中,无需任何外力干预。它们通常配备有机械手、刀具或其他可装配的加工工具以及能够执行搬运操作与加工制造的任务,目前已大量应用于汽车、电子、信息产品等现代制造业。

  “在工业生产中,存在很多单调、机械、频繁、重复和长时间的作业,完全可以用机器人取代人工”,中国机器人事业的开创者之一、原北京机械工业自动化研究所机器人研究室主任曹祥康告诉记者。

  特别是一些在危险、恶劣环境下的作业,如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上以及在原子能工业等部门中,完成对人体有害物料的搬运或工艺操作,都需要由机器人来完成。

  “此外,还有一些对精度要求较高的作业,如弧焊、叶片制造等,人工完成难免存在误差,因此,从对产品质量和可靠性角度出发,也要由计算机控制的工业机器人实现高精度、高质量的工艺需求”,曹祥康说。

  早在上世纪70年代,上海、东北等地工厂的技术人员自发地研发机械手,如上海汽车配件二厂研制的汽车灯壳冲压机械手、天津锻压机械厂研制的锻件上下料机械手,成为我国最早的一批工业机器人。

  1985年,工业机器人被正式列入国家“七五”科技攻关计划研究重点,目标锁定在工业机器人基础技术、基础器件开发、搬运、喷涂和焊接机器人的开发研究等5个方面。在原国家计委、原机械工业部等部门的大力支持下,国内多家科研机构和院所投入了机器人研发。

  1986年底,中共中央24号文件将智能机器人列为国家863计划自动化领域两大主题之一,其主要目标是“跟踪世界先进水平,研发水下机器人等极限环境下作业的特种机器人”。

  1990年,由北京机械工业自动化研究所研制开发的工业喷漆机器人PJ-1如期完成凤凰彩票。这是我国第一台喷漆机器人。同时,新松机器人前身中科院沈阳自动化研究所也完成了焊接机器人的研发。一些工业机器人的商品样机分别在一汽、二汽和南京汽车厂建立了自动喷漆生产线、驾驶室焊接线、弧焊工作站等应用示范点。

  在王田苗印象中,还有几大事件堪称中国机器人技术的里程碑:

  1997年6月18日,一个被机器人业内人士看作是“成功发射返回式‘海洋卫星’”的日子,我国6000米无缆水下机器人试验应用成功。这标志着我国水下机器人技术已达到世界先进水平,成为世界上少数具有深海探测能力的国家之一,为新世纪开发海洋资源赢得了主动权。

  2007年10月,反恐排爆机器人在公安、武警等进行了装备,一些企业也生产了系列化产品。

  2008年1月,在我国第24次南极科考中,低空飞行机器人成功完成了150米低空稳定飞行,并通过自带的红外传感器实现了对海冰温度的精确测量。同年,水下机器人首次用于我国第三次北极科考冰下试验,获取了海冰厚度、冰底形态等大量第一手科研资料。

  北京奥运会给了国产机器人一次大显身手的机会——在奥运会期间,我国研制的移动式车底检查机器人成功应用于天安门广场车底安检。

  在2008年初的特大冰灾中,依靠人工除冰虽然保住了岌岌可危的湖南电网,但对人身安全和设备质量造成了威胁,同时除冰效率也低。2008年12月29日,湖南省电力公司科研项目“人工除冰方法研究”通过技术评审,针对不同类型的电气设备和除冰需求,研制出包括除冰机器人在内的一批在国内处于领先水平的除冰“新武器”。

  在医疗领域,也已经研制出像药丸大小的微纳机器人,通过内设传感器,对人体内脏进行检查,大大减轻了病人的检查痛苦,此外,机器人还应用于脑外科等微创手术。

  “实际上,像包括探月在内的深空探测、资源勘探等,都需要机器人替代人”,王田苗说。

  在“863”等国家科技攻关项目等的带动下,国内机器人领域的高精尖制造技术已经完全可以和国外一较高下,而一些企业研制的AGV(自动导引车)等还出口到韩国等国家。

  正是因为国内可以自主生产机器人,使得外国企业原本几十万元一台的机器人,如今也只卖到十几万元。

  抢占产品高地

  各种迹象表明,世界机器人市场的需求即将进入喷发期,中国潜在的巨大市场需求才初露端倪,统一的国内和国际标准还未形成,其核心技术还存在巨大的发展空间,并且与原有产业和制造系统具有自然的联系,产品的利润空间极大。

  方正证券分析报告显示,未来几年,随着我国制造业的发展,特别是作为工业机器人主要应用领域的汽车及汽车零部件制造业的发展,工业机器人的装配量将会快速增长上升。加之工业机器人应用领域正逐渐向电子信息产业以及建筑,采矿等领域延伸,预计未来3-5年工业机器人年均增速有望达到25%左右。此外,由于自动化立体仓库以每年40-60座水平快速增长,用于物流、搬运的移动机器人每年增幅也将不低于20%。

  工业机器人伴随国内汽车工业、电子工业等行业的发展逐步壮大。光大证券分析报告也显示,我国将在2011年新安装各类工业机器人9500台,市场容量约57亿元,市场保有量将达到48600 台,折合约292亿元。

  实际上,除了工业机器人外,服务机器人、特殊机器人与之并称为机器人三大应用领域。

  随着技术不断创新,人们也开始期冀机器人能够像动画片里那些“变形金刚”、阿童木、机器猫等一样,给人们的日常生活带来便利。

  2006年,发展智能服务机器人被列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》。机器人概念不再局限于工业领域,而已逐渐渗透到服务和特殊领域中。

  2008年11月25日,国内首台家用网络智能机器人——塔米(Tami)在北京亮相。塔米不但能像人一样自由说话,识别主人和物体,还能根据电脑或手机接受主人发布的指令工作。

  在服务机器人领域,日本是较早进行相关研发的国家之一。本田、索尼、松下电工、NEC、丰田等公司看准服务机器人将新创出数万亿美元的产值前景,每年都投资上亿美元进行服务机器人的开发工作。而许多日本企业都希望将自己的产品标准升级为行业标准、国家标准,甚至是未来的国际标准,力图抢占未来服务机器人新兴市场。

  近5年来,全球服务机器人产量以每年40%左右的速度增长。预计到今年年底,全球投入使用的服务机器人将达到450万台。根据权威研究机构预计,2012年服务机器人市场需求至少有800亿美元,市场规模将成长至2500亿美元。

  随着中国老龄化社会的到来,在未来10年,服务机器人在中国的需求会有明显的增长,家庭护理机器人、玩具机器人、安控机器人、清洁机器人将是最为需要的。其中仅儿童玩具机器人一项,预计到2010年在中国消费量将达到100亿元以上。

  就机器人应用软件来说,目前机器人内置软件的市场销售总额约为990亿美元。假设20年后的机器人已经有了像如今电脑一样的成熟产业链以及巨大的产能、数量庞大的代工厂、销售公司、设计公司,并培育出巨大需求量的话,那么机器人产业链的价值将不可限量。

  此外,在军用机器人领域,美国iRobot公司研制的排爆侦察机器人,已进入批量生产,实际进入阿富汗与伊拉克战场。特种机器人工作在极限和特殊环境中,包括军事机器人、水下机器人、空间机器人、飞行机器人、极地机器人、反恐防爆机器人、医疗机器人、微纳机器人、机器人化工程机械等,是一个国家综合国力的高度体现。“这是任何一个国家都希望能够自己研制并使用的领域,在这方面,我们必须依靠自己的力量”,王田苗说。

  在服务型机器人领域,国内差不多是和发达国家一起开始研究的,国内可以说是和发达国家研究方面在同一起跑线上。王田苗说:“但是在工程化与产业化方面我们还存在相当差距,尤其是目前缺乏有竞争实力的中国企业参与和推动,缺乏投资助力”。

  产业化仍需政策扶持

  目前国内使用的机器人数量约为47000多台套,50%-60%集中在汽车领域,其他如电子装配、物流等领域也有应用,但遗憾的是,这些设备中进口机器人占有相当大的比例。一方面是国产机器人可靠性不高,使用寿命远不及外资产品,同时从价格上也不具备优势。由于没有量产,从国外厂商那里采购关键零部件的价格就比ABB等企业的采购价贵,所以国内机器人造价仍高于发达国家。

  以目前国外汽车生产使用的焊接机器人为例,价格主要与其负重和自由度相关。一般来说,6个自由度的机器人,负重165公斤的单台价格约为30-35万元,负重6公斤的价格为15-20万元之间。而一条生产线往往需要十几台机器人,加上辅助设备,造价仍偏高。


  记者了解到,在工业机器人领域,目前技术与产业已相对成熟,已形成日本发那科(FANUC)、德国库卡(KUKA)、瑞士ABB、日本安川(YASKAW)等垄断性跨国企业集团。国内早期研发机器人的企业现多数已经不再生产机器人,而转向机器人应用工程。在这方面,北京机械工业自动化研究所等一批科研单位具有较强实力。

  然而,机器人制造大鳄们无不睁大眼睛,关注着国内的机器人产业,也感受到了来自中国机器人制造企业的竞争压力。

  专家建议,目前中国机器人产业在两条线路上取得突破后,才可能实现大批量的生产。

  首先是成套工艺的应用和设计。“过去我们总是简单谈一个机器人,而往往一条汽车生产线上需要50-100台机器人,各个机器人有不同的动作,彼此形成一个系统,必须是成套的工艺和设计,这是我们的一个瓶颈”,王田苗说。实际上,机器人技术还需从产品制造角度来研究,若干机器人如何在一条生产线上布放,完成什么功能,通过什么卡具进行组装,实现什么任务。“这个如果克服不了,光有一个机器人是实现不了价值的”,北京机械工业自动化研究所研究员、中国机器人标准化委员会主任委员聂尔来也认为,成套机器人是中国目前比较欠缺的。

  其次是核心的高附加值的功能部件需要突破,如伺服电机与控制器、RV减速器以及为机器人安装的焊接、喷涂等配套工具。如果这个不突破,仅仅是把国外部件集成起来的话,在实现产业化和规模生产上,和国外产品相比,性价比就差,竞争力也不强。

  此外,在服务机器人方面也有几个需要把握好的关键因素。一是模块化高性能、低成本的软件和功能构件的设计技术。就像组合家具一样,形成模块化后,手、上肢、头等能组装到一起,形成若干具有不同功能的机器人。二是人机交互智能信息技术和控制技术。毕竟服务型机器人是为人服务的,需要和人打交道。三是需要从老人和残疾人角度,对需求重新定位和定义,更加实用化和简单化。四是安全标准和安全协议,包括产品制造标准、技术标准和使用标准。

  “中国作为制造业大国,工业机器人已成为其中不可或缺的重要组成部分”,曹祥康说,如果要想抢占新的制高点,光靠国家科技投入是远远不够的。“新松机器人采用上市方式募集资金,不啻为一条新路”,曹祥康表示,“这是个好事”。以新松机器人为例,在招股说明书中,明确提出,按发行价计算的6.17亿元募集资金中,将有4886万元用于工业机器人制造工程。

  “企业应成为推动机器人产业发展的主体”,聂尔来认为,企业作为技术创新的主体,这一特性在工业机器人领域表现得更为明显。从发达国家机器人产业化进程来看,也多是大型企业集团自主研发,逐渐发展起来的。

  聂尔来建议,一方面可以给予机器人应用企业税收等优惠政策,鼓励其使用国产机器人,使其愿意承担新技术、新产品方面的风险。另一方面,国家科技经费能更多地给予企业,由企业与科研院所结成对子,共同进行机器人相关技术研发,国家投入才能更好地促进机器人的产业化发展。

  因此,参考国际经验,专家建议,对于机器人研发企业,遵照高新技术企业,减按15%的税率征收企业所得税,对机器人生产企业实行财政补贴。在工业机器人产业化初期,为了支持国产机器人的发展,对规模化生产的企业,可按其实际销售的工业机器人产品,参照国际市场的平均价格,给予一定比例的补贴,这也是日本当初的经验。

  而随着中国机器人工艺水平和产业化不断推进,企业可以采取长短期租赁方式,普及新兴产品和扩大市场,有利于减少用户购买产品的风险,通过出租可增加与顾客接触的机会,掌握顾客的需求,增加销售机会。

 
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