近年來,世界各國在機器人領域大量的人、財、物投入,推動機器人產業迅速發展,機器人正逐漸被應用於生產和生活的各類場景之中。國際機器人聯合會(IFR)根據應用場景,將機器人分類爲工業機器人和服務機器人兩大類。其 2018 年 10 月的研究報告顯示,日本機器人產業起步較早,其機器人在市場規模、行業應用以及技術水平方面均處於世界領先地位。日本機器人產業的發展情況對我國發展機器人事業具有重要的借鑑意義。

一、 日本機器人發展情況

機器人是指採用傳感器、智能和控制系統以及驅動系統三種基本技術的智能機械系統 [1]。日本機器人在傳統制造業,以及勞動力嚴重不足的護理、醫療、基礎設施和災難響應等領域均有廣泛應用。當前,隨着人工智能等新技術與機器人不斷深度融合,先進人才培養等舉措的積極推進,智能機器人正爲工業 4.0 進程注入新活力。

1、 工業機器人

日本機器人產量逐年增長,已成爲世界第一大工業機器人生產國。世界約 60% 的工業機器人來自日本製造商。日本機器人協會統計,2017 年日本工業機器人產量爲 23.4 萬臺,同比增長 34%,生產總值約 82 億美元,已連續四年上升。

日本國內機器人市場內需增速緩慢,出口量增長迅速。雖然日本汽車製造業以及電子機械產業大量運用機器人進行作業,但由於日本製造基地逐漸轉移海外,造成外需擴大。2017 年工業機器人出口從 2016 年的水平大幅增長 31.1%至 61 億美元。預計到 2023 年的出口量將以每年 6.0%的速度增長,2023 年出口量將達到 92 億日元。機器人行業的國內需求與總出貨量(國內需求量+出口量)的比率處於持續下降狀態。

日本機器人產業發展對我國的啓示

圖 1 日本工業機器人需求量與出口量趨勢

日本工業機器人國際市場穩步增長,東南亞市場將迅速擴張。2017 年,由於全球面向智能手機和電視的有機電子顯示器的需求以及北美、歐洲、中國等主要國家對自動化的強烈需求,工業機器人國際需求量比 2016 年增長 21.0%。2018 年的中國市場,儘管出現蘋果手機銷售疲軟、半導體相關投資調整以及中美貿易摩等影響,中國機械化進程堅定且需求還會繼續增加。在北美和歐洲的主要地區,預計在金屬加工、食品和通用機械等主要行業(包括汽車零部件行業)工藝之間的裝配和轉移等機器人的應用及使用範圍將會擴大。總體出口市場前景良好。隨着越南、馬來西亞等國加工製造業的發展,東南亞地區工業機器人的需求也會增加。

日本機器人產業發展對我國的啓示

圖 2 世界主要國家工業機器人需求量(臺數)

日本機器人正與 AI 等新技術深度融合,強化產業互聯,加快工業 4.0 進程的推進。例如日本川崎重工、FANUC (發那科)等公司已經開始結合 AI 技術進行機器人操控,在多次嘗試後,機器人工作精度越來越高,最終脫離人工控制可以全自動進行作業。

2、 服務機器人

日本服務型機器人被廣泛應用於醫療護理業,在金融、旅遊等行業,催生出新的服務模式。機器人市場預計 2025 年爲 490 億美元,2035 年爲 910 億美元,其中服務業機器人將佔約 51%,成長爲工業機器人市場規模的兩倍 [2]。

醫療看護機器人需求量大,技術發展相對成熟。日本社會嚴重老齡化,出生率逐年下降,根據厚生勞動省的數據,2025 年日本護理人員的供需缺口約爲 38 萬人。在缺乏人力資源的背景下,日本迫切需要大量醫療護理機器人的開發和應用。松下公司在 2013 年推出了自動運輸機器人“HOSPI”,可在醫院自動運輸藥物、樣品等。在人手不足的週末以及夜間使用最爲頻繁,試用初期的 5 臺機器人在一個月進行了上千次準確無誤的運送工作,獲得試用醫院的信任。目前新加坡的醫院已引入 4 臺 HOSPI 機器人。

旅遊、餐飲業廣泛應用機器人進行輔助服務。日本旅遊業市場發達,交流機器人可以改善餐飲業、旅遊業中勞動力不足的問題,例如 Softbank 推出的“Pepper”以及夏普推出的“Robophone”等低價機器人已被 2000 餘家企業採用,總檯數超過 1 萬臺,活躍於各個線下店鋪,爲到店客人提供接待服務。在旅遊業中,服務機器人多被用作前臺接待、搬運工以提高業務效率。

二、 我國機器人產業現狀

我國政府高度重視機器人產業的發展,相繼推出“863 計劃”等高科技研究發展計劃,並從人才、政策和資金等方面積極扶持和推動。當前,我國機器人骨幹企業發展勢頭良好,各類機器人新產品不斷涌現,行業應用的廣度和深度不斷加強。中國機器人產業集聚進程加快,全國已形成珠三角、長三角、京津地區、沈哈和成渝等幾個機器人研發製造中心。

工業機器人國產速度加快,市場活躍,企業機器人普及率有待提高。2017 年國產工業機器人同比增長 68.1%,銷售臺數增長 67.7%,繼續保持良好的上升勢頭。而在機器人使用方面,工業機器人主要應用在汽車製造、家用電器製造等大型企業,中小企業工廠利用率低,工業機器人普及率雖在世界平均值之上,但相較韓國、日本、德國等還有一定的差距 [3]。

服務型機器人相關企業穩定增長,機器人種類多樣性發展。2017 年,中國新增服務型機器人相關企業 238 家,同比增長 25.9%。隨着電子商務的快速發展,物流自動化水平有所提高。醫療機器人領域的創新活動最爲活躍,其次是清潔機器人和娛樂機器人。

三、 日本機器人產業對我國的經驗借鑑和啓示

與日本相比,我國機器人產業仍存在覈心技術缺失、市場佔有率低、標準缺失等問題,需從技術創新、市場應用、標準制定等多方面加以引導和推動。

一是,加快機器人核心及關鍵技術的自主創新。產學研結合,強化機器人共性關鍵技術研究,加強高端機器人技術攻關,實現核心零部件、控制應用系統和製造工藝等關鍵環節的技術突破,全面提升我國機器人產品在國際間的競爭力。

二是,拓展機器人在各行各業中的應用。推動機器人示範應用類項目實施,加快產業智能化佈局,特別是在新零售、康復醫療以及教育等極具潛力的市場領域;加快機器人操作及維護等專業技能人才培養,促進小企業對於機器人的使用。

三是,建立完善機器人標準體系及檢測認證平臺。加強我國機器人標準的統籌規劃與頂層設計,加快國家標準和行業標準的制定,構建和完善機器人產業標準體系,積極參與國際標準的制定,加強國際機器人標準領域的影響力和話語權。

[1] 日本新能源產業技術綜合開發機構 (NEDO) 的“NEDO 機器人白皮書 2014”定義。

[2] 經濟產業省“機器人產業市場趨勢調查結果”(2013 年 7 月 18 日公佈)。

[3] 出處:日本經濟產業省《ロボットを取り巻く環境変化等について》,2019 年 5 月 8 日

作者簡介

祖子月,中國信息通信研究院數據研究中心數據分析師,日本筑波大學系統情報工學碩士,主要負責領域爲 ICT 領域的政策、戰略、市場等研究分析工作。

聯繫方式:zuziyue@caict.ac.cn

校 審 | 陳 力、 珊 珊

編 輯 | 凌 霄

日本機器人產業發展對我國的啓示

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