中国工业机器人产业发展困境与对策研究

张睿萱 陈佳琪（.渤海大学 马克思主义学院，辽宁 锦州 03；.渤海大学经济学院，辽宁 锦州 03）

在“中国制造2025”的推进过程中，机器人产业率先突破。近年来，依托于智能制造业与数字化和智能化的有序结合，工业机器人不断颠覆人类的认知与想象，逐渐细化到家居生活、物流运输、基础教育、疫情防控等领域。如今，工业机器人在长三角和珠三角的众多企业及全国范围内的各类大型工厂投入使用，提高了企业的自动化与智能化效能。在一些高强度、高危险、高重复的工作条件下，工业机器人克服了恶劣工作条件的困难。在我国人口老龄化加速需求下，提高自主创新能力与合理的人才培养及资源配置迫在眉睫，正如李克强总理说：“‘人口红利’加速向‘人才红利’转变，这是中国发展的最大‘底气’。”[1]从当前的趋势来看，用技术优势代替人口红利已成为共识，未来几年，不仅面临着技术的更新换代，还要不断拓展应用领域。

一、工业机器人的相关概述

从持久战角度来看，我国作为全球规模最大、种类最全、覆盖面最广的制造业大国，在新发展格局下开发工业机器人的新业态正逢其时。得益于智能时代的爆发，再加上新冠疫情期间，传统接触式的线下消费受到影响，为新兴智能制造业提供巨大动能。机器代替人工可以极大程度地避免人员的流动，有效降低低成本劳动的工作强度，实现制造业数字化与智能化的完美契合，其应用也极大地推动中国制造产业的优化升级，但转型升级之路仍道阻且长。

从功能角度讲，工业机器人指在人的直接或间接的控制下智能工作，在部分工作平台替代人类的劳动力，相比于人们“九九六”的工作压力，工业机器人可以24 小时不停歇地工作。虽然我国人口基数大，但我国人口结构中15～64岁所占的比例自2010年以来就呈现出逐渐下降的趋势，2018年开始，降幅仍处于增长的趋势，劳动力优势不再显著[2]。从应用方面看，工业机器人最初应用是在制造业产业领域，后来开始应用于服务、信息、家居等，智能化的制造业发展至今，工业机器人的应用逐渐多元化，在公共场合与现代工业工厂的各个场景，甚至办公室、教室都会出现机器人的身影。

二、工业机器人产业的机遇与困境

在“十四五”规划的开局之年，中国正积极推动产业升级，智能制造业的发展大有可为，正在拓展人类社会生存发展的新疆域。在全社会自动化、智能化浪潮的驱动下，并伴随着新冠疫情，极大地推动了大量消费群体对人工智能技术的选择，部分无法在线为客户提供服务的公司面临生存危机，消费者对智能机器与线上服务的需求如日中天。技术创新是引领发展的第一动力，技术升级是与社会选择相辅相成的战略支撑，社会系统各要素之间紧密联系，并随着科技的发展而不断演化。加快新一轮工业机器人的进展就必须抓住“工业4.0”这一机遇，看清我国工业机器人当前的机遇与挑战，在这一历史性交会期是顺势而为,还是擦肩而过，是我们必须要面临的问题。

（一）工业机器人面临的机遇

后疫情时代，中国作为少数顺利复工复产的国家，迎来了新一轮的智能制造业需求暴增，促进了机器换人、线下改线上的脚步，工业机器人到了最好的发展时机。当下劳动力成本过高问题凸显，极大激发了大量企业的刚性需求，部分零部件国产化，减少依附进口零部件，在这些背景和需求下，加速了工业机器人的发展。制造业借助国家智能制造转型升级的战略契机，以及人类对于机器人“同事”的急切需求，各个类型的工业机器人都迎来了爆发性机遇，人们对工业机器人的发展前景一片看好。

1.人力资源短缺加速“机器换人”。众所周知，我国于2000年跨进老龄化社会行列,这是历史发展的必然。根据第七次人口普查数据，我国有149 城进入深度老龄化[3]。随着老龄化的进程加快，人力资源供给不足，劳动力总量短缺，我们必须开发工业机器人等一系列智能装备，补足高危、高温、高强度工作岗位的缺口，使工业机器人替代重复率高且容易实施的工作，从而弥补老龄化带来的人力资源短缺问题，这也是社会适应新型的“机器换人”潮流。

2.机器人应用走向多元化。新理念、新技术、新领域的诞生与开拓，使工业机器人从边缘走向中心，越来越多的人打破传统的保守观念，对新技术的认识逐步提高，正是机器人节能、高效、便利的优势，使中国用户对智能产业有了认知及认可，工业机器人发展至今，除了大工业生产呈现多元化趋势，家居与服务机器人也开始大范围普及，为人们生活提供更优质的服务。比如，帮人类同事分担过于疲劳与不快的协作机器人；在发达国家市场步入成熟且重心开始转向亚太地区的手术机器人；开始面向政务、零售、情感陪护等方面的商用服务机器人；适合家用可以为孩子提供叫醒服务、讲故事、日程提醒等功能的教育机器人，等等[4]。

（二）工业机器人面临的困境

与大部分科技产业相同，工业机器人产业的发展始终跟在人们的想象力与需求后面，国产替代进口任重道远，想要在工业机器人领域寻求突破达到国产化、自主化，仍面临众多挑战。即使基础核心部件实现国产化，但整体上国产品牌相对落后，技术、人才遇到瓶颈，仍存在贸易、管理压力过重等一系列社会问题。

1.自主创新能力不强。我国工业机器人与发达国家相比起步较晚，人工智能技术虽然在努力自主研发但仍相对落后，相关产业的自主创新能力不够强，研究也不够深入。即使2021年我国在减速器技术上取得关键性的突破，但是核心专利依旧较少，被国外企业垄断现象仍旧显著。创新理论大于实践，没有根据我国行业需要与公众要求有的放矢地进行创新，一旦市场上的工业机器人达到饱和，其普及率就会慢慢下降，这样也不利于突破目前的发展困境。

2.美国加大技术封锁力度。美国为保持其科技大国的地位，相继出台限制、打压我国科技发展的各种政策，甚至对我国部分“卡脖子”技术实施立体式封锁。这不利于中国，也不利于美国，更不利于整个世界。2019年5月、8月美国将华为及其116 家关联公司列入了出口管制“实体清单”[5]，且实体清单的范围逐渐增大，除了人工智能还有通信技术、互联网等领域，并且从硬件层面拓展到软件层面，一旦被列入“实体清单”的单位，在技术、材料、资源等供应链都会被阻绝。目前，我国已经有多家人工智能单位被列入“实体清单”，美国通过打压中国特定企业和产业，对我国工业机器人的发展带来极大阻碍，甚至对国际经贸秩序形成严重破坏。

3.产学研衔接不力。当前工业机器人在产学研面临的“卡脖子”的主要问题，在于学校与研究所进行的技术研发走向社会的渠道有限，而占据发挥市场优势的企业在基础研发方面积极性又不高，技术创新投入的资源配置效率低，转化效果不理想。企业、学校、科研机构的融合共享意识不强，分工不明确，并没有深入贯彻产学研的精髓与目的，最终导致三方各司其职，造成资源浪费及人才培养方向重复等问题，很难形成有序衔接的产业链。工业机器人的种类众多、零部件结构复杂，其功能各有不同，所以通用率很低，由于无法得到大规模使用，其需求量也不多。因此，很少有厂商愿意制造小众零部件，最终关键零部件主要还是依靠国外进口[6]。

4.缺乏顶尖人才。全国工业机器人产业人才缺口上百万，针对我国机器人市场技术缺乏的现状，李贻斌教授认为关键要解决人才问题，人才驱动创新，创新推动技术进步[7]。有关数据显示，我国长期投入必要的科技研发费用，并引进大批专业创新型人才致力于工业机器人的产业攻关，但是由于忽略了人才培养机制及系统化的奖励机制和适当的政策调整，造成人才的培养与管理体系不健全，导致培养与需求不协调，仍难以造就一批能够胜任重大项目需要的领军人才与工程关键技术顶尖人才。

5.同质化严重。同质化是指同一种类中不同品牌的商品差异性小，最后导致这类商品逐渐趋同的现象。我国机器人产业大部分以中小企业为主，其创新能力与资源有限，模型反复利用现象严重，久而久之，形成了“搭便车现象”[8]。大部分企业都是在已有成果基础上做些细微的变化，再以某个突出的特点作为噱头宣传。工业机器人领域的“同质化”就是针对不同种类的机器人发挥类似功能，可利用程度相差不多，而核心技术没有改变、功能没有太大更新，最后得以应用的工业机器人几乎大同小异，没有质的飞跃，也没有突破“卡脖子”难题。产品一旦没有新奇之处，便很难取得消费者的认可，因此不免担心这一产业走向“下坡路”。

三、应对当前挑战的对策建议

（一）完善自主创新模式

只有将更多核心技术掌握在自己手中，在人工智能之路上才更有发言权。因此，我们一定要建立健全自主创新机制，提升自主创新能力，完善资源配置模式，提高科技投入产出率，营造良好的创新氛围。明晰创新主攻方向，在医疗、配送、家用等领域支持建设工业机器人制造业重大研发平台，引进工业机器人企业总部和研发总部落户，补充技术空白，尽快突破关键核心技术，赢得长远发展优势。华晨宝马的铁西工厂2020年就已经形成机器为主、人工为辅的智能操作运行体系，光是拣货机器人的载重最多就可以达到1 吨，改变了传统意义上的物流流程，实现了从“人拣货”升级为“货到人”[9]。

（二）重视人工智能技术开发

人工智能技术发展是工业机器人突破瓶颈的推动器，深度的智能算法可以促进工业机器人更高比例还原拟人化，从2016年智能语音识别准确率首次达到人类水平，到英伟达、微软等科技巨头，在2018年围绕深度学习推出一系列开源框架，我国在人工智能领域的研究始终保持稳步增长的态势。随着美国逐渐扩大我国企业进入“实体清单”的范围，美国越是有意遏制中国高新技术的发展，我国越是要增强自身实力，尤其是软件实力，形成自己的工业机器人芯片系统，化封锁挑战为发展机遇，积极应对“实体清单”对我国智能产业的负面影响，争取早日化解我国工业机器人在人工智能领域进出口问题的危机。

（三）加速产学研科技成果转化

近年来，尽管科研投入较以往有所增加，论文和专利数量也显著提高，但是我们在科学技术方面的贡献还远远不够。我们可以坚持“科技与生产紧密结合”，充分发挥政府的主导作用，加快形成“政产学研用”协同创新的运行体系，并利用好工业机器人在技术创新上的每一项突破性成就。在科研机构、企业和高等院校之间有效衔接，避免人才和资源的重复利用，提高生产、教育和科研的效率，增加人才、资金等方面支持，促进科技成果转化，变“噱头”为“实用”。

长期以来，我国几乎依靠进口高价格零部件生产机器人，然而在2021年4月22日这一情况发生扭转，在重庆大学国家重点实验室，王家序教授带领的创新团队系统攻克了工业机器人核心零部件关键技术，成功研制出减速器系列化产品，且建立配套生产线，实现了关键部件国产化，打破日本在此领域的垄断[10]；而这一重要突破意味着我国国产工业机器人技术水平产生质的飞跃，其核心竞争力会随之上升，为我国国产机器人的产业化发展提供了关键技术支撑，做到了“研”与“产”的有效衔接。中国已初步具备全产业链替代的实力，一旦研究成果被企业有效利用，成果转化率加快，那么我国有望尽快实现国产替代进口。

（四）出台政策激励人才引入

人才是智能制造产业发展中必不可少的因素。为了打造业务更加精湛的创新人才队伍，可以升级各类人才政策，比如企业补贴问题、配套保障问题等。当某个工程师或高精尖技术人才想投入某个产业基地或企业时，他们不仅要考虑自身的发展方向、该城市的经济发展情况，还要考虑其一家人的日常起居与未来发展问题，如配偶的工作迁移、孩子的上学问题、父母的养老问题等，这些问题也要加入其权衡考量的范围中。这时，政府与企业可采取适当的税收减免、房租优惠补贴及各项补助政策，鼓励科研院所、高等院校和企业创新人才多向交流。如此一来，可以吸引人才并有效降低当地人才流失率，使一批技术创新的先行者脱颖而出，充分利用他们的智慧与创新促使我国工业机器人产业发展得更快、更好。

（五）加强差异化建设

同一产业之间同质化严重会导致集群内部形成恶性竞争，如此循环下去，市场上自主品牌的工业机器人会越来越少，这会极大地降低消费者群体的关注度及购买欲。加强差异化建设可以在一定程度上阻碍工业机器人产业走向“下坡路”，可以合理利用高等院校与科研院所的信息交互，形成合理、合法的资源共享机制，促进骨干企业和关键零部件企业融合发展。在人工智能发展过程中，中国在技术开发上有过硬的能力与经验。因此，一定要抢抓机遇，寻找创新点和突破点，升级改良技术，将机器人的应用领域和方向多元化，以工业机器人的社会影响为出发点，在全球范围内寻找共同的价值基础，并发现资源缺口，形成产品差异化战略，在技术短板处赢得创新，争取早日突破智能制造产业同质化的桎梏。

综上所述，我国制造业的发展正处于模式转型和产业升级过程中，正在以自动化、信息化、智能化、绿色化的优势，拓展人类生存发展新疆域。人工智能对于生活便利与经济健康从来没有像现在这样重要，即使全球贸易的激烈竞争、人力资源供给不足、产业管理及政策条例的不完善，对我国制造业的发展起到阻碍作用，但是我国工业机器人产业的发展潜力巨大，待发掘的人才和资源还有很多。在完成了部分核心零部件国产化以后，国家出台的激励政策极大地激发了研究人员的积极性与动力，而且工业机器人已经逐渐走进我们的生活，越来越大众化，在未来的几年中国机器人产业，也将迎来井喷增长期。我们应该制定切实可行的机器人发展战略，出台利好政策鼓励人才引入，统筹兼顾企业、科研院所、高等院校三方力量，合理利用各项资源与技术手段，加速科技成果转化，深化产学研合作模式创新，重视人工智能软件工具的开发，加强国际交流与合作，使各项优质资源得到广泛应用，并对整个市场进行规范，开发相应领域的工业机器人，在智能时代实现全人类的物质条件与精神世界的共同美好！