上海机器人产业园发展规划研究2.docx
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上海机器人产业园发展规划研究2
2国内外机器人产业发展比较研究
1国外机器人产业发展经验
1.1国外机器人产业发展现状
（1）全球机器人产业发展现状
机器人这个词，众所周知，1961年，美国制造出了第一台机器人，经过五十几年的发展，机器人的发展已经进入发展到了第三代服务机器人，但是机器人的概念还是不统一。
一种普遍为大家所承认的定义是，机器人是一种自动执行任务的机械装置，机器人在执行任务之前，需要专业人员输入运行代码，在执行任务过程中，机器人按照操纵者的意图进行运动。
机器人有三类：
机械手、工业机器人、服务机器人。
机械手是最早的一代机器人，工业机器人其次，而服务机器人则是90年代出现的，为第三代机器人。
前两者主要应用在工业领域，服务机器人主要应用在家庭生活及一些特殊的领域中。
它们最大的区别在于智能化程度上，服务机器人最高，工业机器人其次，机械手最后。
根据国际机器人联盟（IFR）的统计，2011年全球服务机器人的市场规模是282.3亿元，同比增长14.3%；工业机器人为565.1亿元，同比增长49.5%;预计2011年全球机械手市场规模在400亿元左右。
总的来看，2011年全球机器人市场规模约1247.4亿元。
如果再加上工业机器人配套产业的价值，那么2011年工业机器人产业的市场规模大约为1700亿元，全球机器人市场总的规模能达到2377.4亿元左右。
图1全球机器人市场构成
数据来源：
国际机器人联盟（IFR）（2011）
欧美和日本是机器人产业的领导者，在机器人的各个核心零部件方面都占据着霸主地位，特别是日本，在控制器、传感器、精密减速机等核心零部件方面优势明显。
日本六十年代末从美国引进机器人技术之后，已经为了世界上机器人行业第一大生产国。
日本企业占全球工业机器人市场的60%，代表性品牌有安川、那智不二越、发那科等。
欧洲占比30%，如ABB（瑞士）、库卡（德国）、柯马（意大利）等。
而剩下的国家只占10%左右。
图2全球工业机器人供给格局
精密减速机、交流伺服电机与控制器及机器人关节是机器人制造过程中的核心。
目前全球机器人行业，出现了极其严重的垄断现象。
在精密减速机零部件上，日本的哈默纳科和纳博特斯克公司为主要垄断方，控制了74.6%的市场；日本、德国、美国占据了控制器及交流伺服电机领域，代表企业有松下、西门子、安川和PMAC;而在机器人关节领域，60%的市场份额为纳博特斯克所拥有。
图32011年全球工业机器人销量分下游构成
图42011年全球工业机器人销量分国家构成
汽车行业和电子行业的上游行业包括工业机器人，工业机器人销售量的59%是这两个行业。
在全球的销售市场上，亚洲是全球第一大销售区，欧洲为第二大销售区，北美为第三。
从上面两图也可以看出，2011年全球工业机器人销量分销下游构成前两名是汽车和电子行业；国家构成的前三名是日本（17%）、韩国（15%）、德国（12%）和美国（12%）。
（2）美国机器人产业发展现状
美国的机器人历史最长，世界上第一台机器人就诞生在美国。
经过30多年的发展，美国现已成为世界上的机器人强国之一，基础雄厚，技术先进。
起初，机器人在美国并没有得到应有的重视，机器人产业也没有列入国家产业政策中重点支持的一项。
只有少数公司和大学（如卡耐基-梅隆大学）在进行基础研究工作。
在企业方面，考虑到高达近7%的失业率的压力下，企业得不到政府财政支持，顾及眼前利益，不愿承担风险，不去应用或制造机器人，从而机器人在美国并未得到很好的发展。
到20世纪70年代后期，美国看到全球机器人发展趋势，意识到了其对经济的重要性，但一味幻想着赶超欧洲和日本，企业把重点放在了研究更高级的机器人方面——特殊机器人上，事与愿违，日本依旧占据着工业机器人市场，并在全球市场上占领了很大的比重，有着强有力的优势和国际竞争力。
20世纪80年代中后期，随着机器人技术的越来越成熟，需求越来越高，第一代机器人的技术能力出现了瓶颈，己经满足不了市场的需求，美国开始研食第二代机器人，这类机器人的特点是有一定的视觉和知觉功能，正是因为抢险占领了先机，美国机器人企业很快就占领了本国市场份额的60%。
回顾美国机器人的发展历程，不难知道美国机器人产业重在理论，注重技术的高精尖，在机器人应用工程上有所忽略，主张把机器人的制造与应用外包出去。
但是这并不妨碍美国机器人在世界的一流水平。
，其技术不仅先进，非常全面，并且适应能力很强，电影《变形金刚》正是这个体现。
具体表现在以下三个方面：
首先，功能全面可靠、精确度髙；其次，智能机器人的视觉和直觉能力强：
再次，机器人语言种类多。
（3）日本机器人产业发展现状
1945年，二战后的日本一片破败，劳动力日趋紧张，而日渐崛起的经济则加剧了劳动力严重不足的情况。
在1965年间的日本经济持续高速发展，年增长率达到了惊人的11%。
在这种背景下，日本川崎重工于20世纪60年代末从美国引进了一条生产机器人产品的生产线,并在第二年就试制出第一台自产的“优尼”式机器人。
正是由于日本当时劳动力显著不足，机器人在企业里受到了“救世主”般的欢迎。
同时日本政府采取了积极的引导和鼓励措施，如开展机器人产品的宣传，带领企业到国外的先进制造工厂去参观等，这一系列措施极大地激起了企业使用机器人的欲望。
尤其是政府对中小企业的一系列经济优惠政策，如由政府银行提供优惠的低息贷款，鼓励集资成立“机器人长期租赁公司”，公司出资购入机器人后长期租给用户，使用者每月只需支付较廉价的租金，大大减少了企业购入机器人所需的资金负担；日本政府对该行业进行了专门的信息指导和技术支持，并将由信息化、电子化控的示教再现型机器人定位为扶持照顾产品，使企业享受高达50%的税费补贴，极大的刺激的企业的发展兴趣。
机器人的优点——解决劳动力不足、提升产品的标准化层次和降低产品成本——在日本充分发挥了出来，为日本保持经济增长速度和产品竞争力打了一只强心针。
这也是日本政府和企业信任机器人、大力应用机器人的最好回报。
日本政府通过大力的资助扶持政策，在全国各行各业推广使用机器人、机械臂等装置，极大地提高了生产效率和准确率，使机器人产业快速地发展起来，到90年代初日本已经成为世界领先的机器人制造强国，其机器人的产量和安装数在全球跃居首位。
纵观日本机器人产业的发展历程，可划分为三个时期：
萌芽期（60年代）、成长期（70年代）和成熟期（80年代-至今），并且，日本机器人产业内人士普遍认为，1980年是日本产业机器人的元年，在这一年，日本机器人产业实现了质的飞跃，跨入了世界一流水平。
日本电子产品和汽车在全球销量的节节猛增，性价比的日益提高，正是由于日本制造厂商在某些岗位大规模进行机器人替代人力的结果。
从而使日本的丰田、本田、日产三大汽车公司能够以价廉物美的汽车产品席卷全球，并且向机器人的诞生国——美国，出口了自己生产的实用型机器人、机械臂装置。
与此同时日本优质低价的家用电器产品也打入了“山姆大叔”的后院，震惊了世人。
日本经济总量由此跃居世界第二，迫使欧美老牌工业国家不得不奋起直追。
（4）德国机器人产业发展现状
德国发展机器人的历史不算很早，但是德国后来居上，在工业机器人保存量上排在日本和美国之后，位列第三。
之所以会这样，是由于历史原因造成的。
因为机器人一开始在德国发展时，德国正处于经济低迷时期，所以，企业的机器人使用率不高。
但是德国有一个机器人使用的有利的宏观大环境，二战后，西德人口锐减，企业劳动力普遍缺乏。
上世纪七十年代末，德国经济已经复苏，政府开始大力推广机器人在企业中的使用，其中，有一条名为“改善工作环境（ImproveWorkingEnvironment）”规定：
为保障工人的人身安全，在一些高危和有毒的工作场所,雇主必须用机器人而非人力进行作业。
日耳曼民族是很严谨和勤勉的民族，他们始终坚持的原则，强调技术要与社会需求相契合。
德国工业机器人产品主要是用于汽车行业和纺织行业，尤其是汽车行业，正式因为有了优质的机器人的帮助，德国的大众、宝马和奔驰汽车才会在国际上具有竞争力，海外畅销。
同样，在70年代，德国的纺织行业完全没有竞争力，但是机器人的大量运用，迅速降低了成本，提高了质量，到1984年，这个被称之为“快要完蛋的产业”重新振兴起来。
德国制造一直是高质量的代名词。
即使在金融危机和欧债危机时，德国的机械产品还是实现了净出口，约百亿元。
2013年，德国机器人销售金额为105.6亿欧元，相比前一年增长3%。
1.2国外机器人产业的经验
总结以上各国机器人产业的发展现状，可以得到如下经验：
机器人产业的国家战略地位与劳动力的紧张与否无关。
在短期内，机器人产品大量投入到制造行业中，肯定会造成工人的大量失业。
但是，机器人作为未来的新兴行业之一，有着巨大的国家战略地位，未来机器人产业也必将成为国家之间的关键竞争行业。
所以，即使某个时间段劳动力短缺，也必须投入资金到国家研究机构进行机器人基础理论研究，鼓励制造型企业应用机器人产品。
政府应制定和出台关于机器人产业的指导纲要，从国家层面确定机器人产业的战略地位。
如日本机器人工业协会指出的那样，“机器人技术（RT）与3D打印（3DPrinting）、生物工程（BE）、信息技术（IT）一样，将会是21世纪支撑日本产业发展的一支重要力量，它具有很强的产业竞争力，将会改变日本的工业格局和家庭生活方式。
”2003年，韩国政府在“下一代成长动力战略产业报告会，,上划定了韩国的战略产业发展规划，确定智能机器人产业的战略发展地位。
同样，2011年，奥巴马在国家机器人中心作主题演讲，宣布正式启动7000万美元的国家机器人计划。
两年后，发布了美国关于机器人的路线图，该路线图描绘了美国的机器人技术应该遵循一个什么样的发展路径，在机器人发展中政府应该如何扶持机器人产业。
政府、银行等机构应对机器人产业研究和生产机构给予相关优惠政策，鼓励其研发和生产机器人产品。
如日本政府和相关银行提供给企业优惠的低息贷款，鼓励机器人企业集资成立长期租赁公司，韩国政府承诺增加国家研发经费投入，给予机器人企业金融支持和税收减免。
2012年，美国国家科学基金会联合三个部门出台了国家机器人技术研究计划，并共同出资5000万美元向社会和企业征集机器人研究项目。
机器人的商业化和产业化要与机器人的技术发展同时推进。
正如日本一位经济产业省官员所说，学术界远远走在了实务界的前面，学术界产生了很多的机器人技术，但是机器人工业还是停留在上世纪60年代，固步不前，这是不对的，我们需要将理论技术商业化，否则日本将会在全球机器人市场中失去竞争优势。
机器人产业的发展首先需要机器人基础理论和关键技术的研发，其次是机器人产品需和实际工业化生产和消费者需求相符。
各国在机器人产业化的发展都有各自的龙头企业，形成品牌效应，打造本国机器人产业的过硬质量品牌。
如日本的发那科、意大利的柯马、瑞士的史陶比尔等。
2我国机器人产业发展现状及应借鉴的经验
2.1我国机器人产业的发展现状
从世界上第一批机器人“尤尼梅物”诞生开始，机器人就受到人们广泛的关注，其发展速度相当快。
所谓机器人，就是指在人的程序设定下，能够自行运动的自动体，机器人是未来搞科技技术发展的内容之一（钱学森，1984）。
1999—2010年，工业机器人市场进入了发展高速期，市场保有量方面，从550台提高到52000台；销售量方面，增长率达到35%，2010年机器人年销售额约为93.1亿元。
根据2014年前三个月我国机器人需求量来看，今年机器人需求量很可能上升到全球第一。
梳理我国机器人40多年的发展历程，可划分为以下四个时期：
第一，基础理论研究阶段（20世纪70年代）。
70年代受经济因素的制约，只有大学在进行一些零散的机器人理论研究；第二，样机研发阶段（20世纪80年代）。
随着八十年代改革开放，机器人技术受到国家的重视，相关部门对机器人进行需求调研，随后组织专家全面进行基础技术、基础元器件的公关，并生产出一些样机；第三，示范应用阶段（20世纪90年代）。
进入90年代，机器人进入快速发展阶段，机器人企业全面研制工业机器人（7项）和特殊机器人（102项），并实施了百余项机器人应用工程。
“九五”期间，国家推出“863”高技术计划项目，其中的一项就是要打造一批中国知名机器人研发和生产品牌，项目通过评估确定了一批企业和科研院所作为国家智能机器人产业基地，例如沈阳新松机器人、上海机电一体化、北京机械工业自动化所等。
随着国内经济的发展，机器人市场持续发展，涌现了一批新生力量，这其中既有哈尔滨燥接研究所、首钢莫托曼等这样的国家队，又有像上海富安、安川北科、奇瑞汽车这些民营企业，这些单位或企业主要是凭借着研发和生产特色机器人与应用工程而在市场上薪露头角。
第四，初步产业化阶段（21世纪前十年）。
进入“十五”，我国工业机器人产业的发展达到了一个拐点，国内某些机器人企业占据着大部分市场份额，如新松AGV机器人占据了国内70%的份额，并且成功打入国际市场；巨一自动化公司为埃及、伊朗安装了40多条煌接生产线。
从总量上看，市场需求也有一个加速式的发展，企业年需求量在3000台左右，年销售额大约20亿元，目前中国市场企业已拥有的机器人总数约万台，占全球0.56%,机器人年需求量的增长达到15-20%。
另一方面，国内的机器人企业每年能实现约100台的出口。
年出口额为0.2亿以上。
通过自主研发和与国外机器人公司建立合资工资进行模仿等多种途径，国内机器人的研发水平已经达到国际一般水平，甚至在某些领域已经处于领先位置。
但是，同时中国机器人产品的价格比国际机器人价格要低，所以，我国机器人产品具有价格优势和性价比。
2.2我国机器人产业存在的一些问题
中科院的研究报告开篇写道，过去5年世界上机器人产业发展最快的是是中国，近3年中国制造型企业安装的工业机器人增长显著，翻了一番，智能机器人的销售量也增加显著，达到5%。
虽然中国的机器人产业发展可喜，但是也存在一些问题。
机器人产业存在的问题部分是由于历史选择原因造成的，部分是因为对工业机器人的认识和定位的原因，更重要的是在机器人产业的顶层设计上出了问题，具体表现在：
（1）发展模式不明确。
机器人产业的发展模式有日本模式、欧洲模式和美国模式这三种。
日本模式的特点是母子公司分工或者行业内的机器人上下游企业分工。
一般由某一公司负责研发新型机器人或者优质的机器人，而让其子公司负责生产或制造机器人产品，或者外包出去，这是模式比较高级；欧洲模式的特点是机器人企业具有研发和制造的双重功能，为客户提供一揽子方案，各个企业并没有行业的分工；美国模式的特点是，美国国内的机器人制造厂商基本上不制造机器人产品，而是从国外进口工业机器人产品，然后再重新设计，加上自己的创意和品牌，形成“美国制造”。
针对三种模式，中国工程院经分析认为，美国模式和日本模式应该是我国机器人发展的选择，在具体发展路径上，机器人产业先从“美国模式”着手，待发展到一定阶段后逐渐采用“日本模式”。
但是，现实情况是，国内机器人制造企业目前还处于无序化发展状态，企业都是靠量来取胜，并无什么发展模式之分。
（2）基础零部件制造能力差。
我国在80年代虽然花了大量资金投入到机器人基础技术和基础元件，但是与国外相比，还是存在差距，比如在精密减速器方面相差10年，现在依旧要从国外进口。
（3）无自主品牌和领导企业。
国家扶持了一批企业和科研机构从事机器人的研发，但是缺乏市场的品牌认知度。
制造型企业在购买机器人来替代人工时，还是会优先考虑国外知名机器人公司的产品，国内品牌在于国外同行竞争时一直面临国外机器人品牌的压制。
国外机器人产业的发展接近60年，已经形成了一个完整的产业链，国外机器人企业进入一个新的市场一般会采取先降价，吸引国内企业购买，然后当机器人需要维修时，其维修费用往往会很高，这通常也是企业购买机器人所忽略的，这样，国外机器人七叶逐步占领中国市场。
（4）国家认识不到位。
出现这种状况的原因在于我国一直以来都是劳动力很丰富、人民生活水平不高的状况，因此工厂也就没有必要去购买工业机器人来替代人力，家庭也没有能力购买昂贵的服务机器人。
但是，我们必须从国家的长期战略层面考虑。
毫不夸张地说，机器人产业同航空航天事业一样，具有同等位置，它们都可能未来带动中国新的一轮经济增长。
2.3我国发展机器人产业需吸取的经验
（1）机器人产业化的节点与经济发展相吻合。
目前，我国的经济处于快速增长阶段，工人的工资大幅增加，劳动力成本显著提高，人口红利也即将消失，此时，如果加速机器人产业化，将会促进经济继续高速增长，而且这种增长是持久的。
（2）机器人产业化的主体是行业内具有领导力的企业。
在产业化的主体之争方面，主要是企业与政府这两方的博弃。
当前，中央政府也强调要控制好政府这只有形之手，不改管的就不要管，让市场去决定，政府在产业园方面只要做好配套服务及相关公共服务就行了。
（3）机器人技术发展的活力在于产官学结合的科研体制。
机器人产业发展的30年，没有充分发挥产官学协同机制，往往各自为阵。
大学或者科研机构研发了一个机器人产品，很多时候做不到商业化；企业制造出来的机器人产品没有技术基础，只是简单的模仿国外产品；而政府主导的机器人公关出来的产品却没有市场需求，出现滞销。
所以，一个运转良好的机器人市场需要科研机构的技术基础、企业的主导和政府的政策支持与引导。
（4）机器人市场的开拓有赖于政府制定倾斜政策。
我国机器人技术水平与国际水平相差还有一段距离，为保护国内机器人产业的发展，政府有必要制定倾斜政策，减少机器人企业的竞争成本。
如企业购买机器人产品给予价格补贴；建立相关在危险环境下必须使用机器人的制度；国有企业必须购买国内生产厂商制造的机器人等等。
3上海市机器人行业的现状
3.1主要机器人企业
由于中国机器人市场未来发展潜力巨大，加之上海作为中国第一大城市，各大国际工业机器人主要厂商纷纷将总部设在上海。
它们分别是ABB（浦东区）、安川电机（黄浦区）、库卡自动化（松江区）、柯马（松江区）、发那科（宝山区）。
（1）ABB
上海ABB成立于1999年，为ABB的独资子企业。
ABB公司的母公司总部设在苏黎世，在瑞士、纽约和斯德哥尔摩三地上市，ABB是电力和自动化技术的全球领导厂商，其主要产品为电力产品、电力系统、自动化产品、过程自动化和机器人业务。
在1974推出了世界上第一个全电动马达驱动的机器人，在2001成为世界上第一个机器人销售10万台湾制造商。
上海ABB目前在上海拥有2000名员工。
上海ABB承担着总公司在华工业机器人及系统业务、集成分析系统、变电站自动化系统和仪器仪表的业务。
（2）安川电机（YASKAWA）
安川电机（中国）成立于1999年，其母公司是日本安川电机株式会社，日本安川电机是一家百年老字号企业，成立于1915年，在东京、大阪和福同三地上市。
安川电机从1983年开始把业务中心由机械设备转移到极限机器人的开发上，并成立了Motoman机器人中心，研制出了带电作业机器人。
安川电机（中国）在华主要从事机器人、控制器、伺服电机、变频器等各类系统工程设备业务。
（3）库卡（KUKA）
库卡自动化第一个机器人产品是1974年研发的微处理器控制的电动机器人。
1996年，库卡公司开发出了机器人的PC机的控制系统，并第一个实现了软件、控制系统和机械设备的完美结合，将机器人行业带入真正的机电一体化时代。
库卡的主要产品包括库卡小型机器人、机械手、六轴机器人、家电制造行业机器人、库卡弧傳机器人以及货盘堆燥机器人。
库卡的总部设在德国奥格斯堡市。
（4）柯马（CQMAU）
柯马（上海）成立于2000年，是总部位于意大利都灵的柯马的独资子公司，现拥有员工1000多人，母公司柯马于1978年研制出其第一台机器人“PolarHydraulic”，其最新一代的机器人为SMART系列，该系列的最突出特点是“中空腕”，它具有弧辉、搬运、涂胶和切割等功能。
母公司柯马则又是汽车集团菲亚特的子公司，意大利柯马的主要业务范围为机器人、工程设计、动力总成、车身焊装等。
柯马在中国的发展经历了三个阶段，1997-2001年的事业部特征的柯马，这时期在华的国产化达到15-20%;2001-2007年的独资子公司发展初期阶段，这期间柯马的国产化阶段达到40%;2007-至今的100%国产化阶段。
目前，柯马柯马争取实现机器人包边技术和激光傳接的国产化。
（5）发那科（FANUC）
上海发那科是日本发那科（FANUC）公司的子公司，日本发那科是日本一家老牌机械化公司，成立于1956年，占全球份额70%数控系统。
日本发那科和中国上海电气于1997年以1:
1的比例合资成立了上海发那科公司，目前后者在中国市场主要从事生产、销售机器人系统以及成套自动化系统，销售智能机器人并提供各种技术服务。
2010年在中国市场销售总额达到11.72亿元人民币，利润创下了该公司在中国的历史记录，达到了1.3亿元人民币。
3.2主要机器人企业活动
（1）工业机器人产业园
以发那科等国内外知名制造商为龙头，围绕钢铁、汽车、电子信息、航空航天等行业，以物料运输、辉接、喷涂、组装拆卸、清洁为主要应用方向，开展工业机器人的研发工作。
总投资约40亿元。
（2）服务机器人产业园
从国家战略、技术引领与民生科技出发，吸引企业入驻，进行高端研发，推动机器人模块化和标准化，研发家庭服务机器人、医疗康复机器人、公共安全机器人等先进产品。
总投资约40亿元。
（3）机器人动漫设计创新园
借鉴日本在动漫设计领域的研发优势和本土人才优势，开发系列机器人衍生产品——动漫产品，这些产品主要应用于影视、玩具、游戏等领域。
总投资约20亿元。
（4）高端装备制造
在机器人产业链配套高端装备制造方面，围绕发那科等国内外知名机器人制造商，做好机器人传感器、控制器、驱动系统、执行机构等基础件的产业配套工作。
总投资约30亿元。
依托优质企业，如东方栗业、法维莱交通等，大力发展高端交通装备制造。
总投资约40亿元。
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