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中国工业机器人的突破只是时间问题了。 这句话可不是我说的，而是美国智库说的 今年3月，美国一家智库发布了一篇工业机器人的报告，文中写道：“虽然中国工业机器人还存在被卡脖子的问题，但从种种迹象来看，中国在工业机器人行业实现超越只是一个时间问题了。”  听到美国智库的夸奖，总觉得是他们在忽悠我们。 但是我查了一下数据才知道，原来我们工业机器人正在以惊人的速度席卷全球。 2013年始，中国的工业机器人装机量就超越了日本，成功登顶全球，在此后的11年时间里，中国工业机器人的装机量都排在世界第一，而且增长率也在排在第一。 2022年，中国工业机器人的装机量占全球的50%以上，超过了其他所有国家的总和。  可以说中国主导了全球工业机器人产业。 因此在工业机器人行业，有一种说法就是“世界看亚洲，亚洲看中国”，任何一家工业机器人企业都离不开中国的市场。 在几十年前，中国工业机器人还被欧美垄断，但是几十年后，中国却主导了全球工业机器人。 美国智库为啥这么重视工业机器人？ 有两点原因，一个是它的技术含量非常高，被称为制造业“皇冠上的明珠”。 这种明珠太多了，都说烂了。  但是不可否认的是，能被冠于“皇冠上明珠”的称号，那么它就代表了先进的技术，有了它一定程度上反映了一个国家的整体实力。 还有一点非常特殊，就是它对于制造业的加成太高了。 工业机器人早已渗透到现代工业的方方面面了，甚至可以说已经成为了制造业的基石了。 就拿汽车制造业领域来说。 汽车生产主要有冲压、焊接、喷涂、总装四大环节，以前这四大环节里都有大量的人工，但是现在，工业机器人应用率已经达90%以上。  甚至在部分环节已经实现了无人化，比如焊接车间，一辆汽车有4000多个焊点，如果用人工来焊接，不仅效率慢，而且容易出错，现在都是几台焊接机器人在配合操作，速度非常快。 除了焊接，在冲压等环节也实现了100%的自动化。 汽车还只是一个缩影，半导体行业、光伏、锂电等等高端制造业中，越是高端的领域，工业机器人越不可替代。 谁掌握了更先进的工业机器人技术，谁就将在未来的制造业升级中占据巨大的优势。 中国制造业本来就全球领先，现在工业机器人用的也这么多，那么中美制造业差距只会越拉越大。 因此美国智库才会这么敏感。 为什么中国工业机器人突破如此快？  美国智库至今也想不明白，因为工业机器人就是用来代替人工的。 美国产业界很早就做出过预测，他们认为：美国的人工成本远超过中国，那么他们应该大量采用工业机器人。只有这样，他们的制造业才能赶上中国的成本和效率。 然而事实却出乎他们的预料！ 美国企业根本不愿意使用工业机器人，他们每1万名员工里工业机器人密度是292个，采用率只有预期中的70%，而中国则高达是392个，比预期的还要高12.5倍。  如此反常的现象让美国智库大跌眼镜，他们自嘲的说：“美国人发明了世界上第一台工业机器人，但生产应用上，美国只是一个“失败者。日德打败了美国，而中国正在颠覆日德”。 工业机器人始于美国，兴于日德，却在中国开启了盛世。 大家好呀，我是熊猫。 工业机器人我们曾经聊过，但是没有说我们是如何突破的，这里也是十年藏剑的故事，有必要详细给大家介绍一下。 早在1958年，美国就研制出了世界上第一台工业机器人Unimate。  1961年，通用汽车公司将它正式应用在生产线上，用它来运输有毒区域的零部件，工业机器人正式开启了流水线的时代。 当时的美国可以说在工业机器人领域一支独立，日德工业机器人的技术都源于Unimation公司 日本川崎重工在1967年，从美国Unimation公司引进了机器人技术，开启了日本工业机器人生产浪潮。 1973年，德国库卡研制出了世界第一台拥有六个机电驱动轴的工业机器人。  此时，中国的工业机器人甚至都还未起步。 一直到1977年，当时中科院蒋新松教授呼吁国家重视工业机器人，他非常有远见地预测道：“机器人将是21世纪具有代表性的高技术，如果我们失去了这个领域的技术优势，就可能失去一个时代。” 正是这句话点醒了中国。 在当年的会议上，正式机将器人项目列入了“1978年-1985年自动化科学发展规划”之中，中国的工业机器人研究这才正式起步。 算下时间，我们的工业机器人整整落后美国20年左右。 当时的中国工业机器人研究基本上是一片空白，所有的资料只是从国外翻译来的只言片语，研制工作根本无从下手。 美日欧还对中国进行了严密的封锁。 1979年，日本东京举办了首届国际人工智能研讨会，大量欧美机器人企业在一起展示和讨论。 中国也派出了以蒋劲松所长为首的专家团队，他们抱着了解和学习的态度参与了这次会议。  但是当蒋所长提出想要购买一台机器人时，日本企业不仅拒绝了，还傲慢的表示：“15年内，我们不准备与中国进行任何有关机器人方面的合作。原因很简单，即使我们把机器人卖给你们，你们也不会用！” 这番话深深地触动了在场的中国专家。 他们下定决心一定要研制出我们自己的工业机器人。 1982年，在蒋劲松等人的不懈努力下，中国第一台工业机器人——“SZJ-1型”在沈阳自动化所诞生。  中国工业机器人从无到有，证明了我们依靠自己也有能力攻克这项技术，打脸了当初看不起我们的日本企业。 但是，中国科学家们并没有被成功冲昏头脑。 他们反而深刻意识到我们的工业机器人打破垄断有多难。 “SZJ-1型”许多核心零部件同样依赖进口，因为受到技术封锁，这些零部件也不是最先进的，因此“SZJ-1型”机器人只相当于美国60年代的水平。 整体依然落后了大概二十年。 中国的工业机器人此时只能算是一个刚出生的婴儿，完全无力与国际厂商竞争。  国内工业机器人市场依然长期被欧美日韩企业垄断，一台工业机器人卖给中国，往往要卖出天价，有时候甚至有钱都买不到。 1991年，沈阳金杯汽车厂想要从美国引进一套自动搬运机器人（AGV），组建汽车生产线，合同都谈好了，美国政府却以防止技术泄露的名义，禁止出口相关的机器人，让这一交易最终夭折。 但也正是欧美日韩的这种封锁和垄断，给了中国机会。 沈阳自动化所主动与企业沟通，承接了相关的研发任务，并将国产搬运机器人项目申请成为“863计划”的攻关项目。 反正你也买不到进口货了，不如一起来试试自主研发吧。 沈阳自动化所这么做不是没有底气的。 他们自研的“SZJ-1型”工业机器人，已经证明了中国可以造出工业机器人，只要核心零部件能跟上，那么性能先进的工业机器人并非没有可能。 工业机器人的核心零部件有三大类，分别是减速器、控制器和伺服系统。  这三大核心零部件就占到整台工业机器人总成本的60%以上，同时也有着最高的利润，伺服系统和控制器的毛利率都在25%以上，减速器的毛利率更是高达40%。 可以说，要实现工业机器人产业的突破，其实就是要实现这三大零部件产业的国产化。 沈阳自动化所瞄准的就是控制器领域。 自动搬运机器人最重要的就是搬运时的准确度，因此需要非常精准的控制器才行，它就是 控制机器人工作的部件，相当于我们人体的大脑。  只有一个优秀的大脑，才能指挥机器人准确搬运物体。 控制器本身由硬件和软件两部分组成，硬件上就是由一整套芯片组成，类似我们人体的控制中枢，软件上则是一整套控制机器人工作的系统和算法。 因为工业机器人的控制器对芯片制程的要求并不高，所以在硬件上并不存在很高的门槛，真正难住我们的是软件系统。 尤其是最底层的软件架构和核心的控制算法上。 这些内容都是各家机器人厂商的核心机密，美日欧企业根本不可能分享给我们，国产只能自己慢慢突破，但是这种突破却面临着近乎无解的难题：没人敢用。  一个工业机器人的软件系统需要测试后才能正式推广，以往欧美企业研发出工业机器人系统，都会有生产企业帮忙找出问题，再针对性的更新和迭代系统，进而完善系统。 但是这个模式却不适用中国。 因为国外已经有成熟的技术，国内企业压根就不会选择你的产品，你连测试和搜集数据的机会都没有，更别说更新和迭代了。 没有用户配合，你的软件就不好用，软件不好用更没有企业选择你的产品，这几乎是一个死循环。 如果不是美国拒绝了金杯汽车，或许沈阳自动化所就得不到这么好的机会。 在沈阳自动化所与金杯汽车厂无数次的实验和修改下，他们最终用了2年时间，研发出了这套系统。 有了大脑，搬运机器人的研发难度直线下降。 1993年11月，国产搬运机器人项目正式通过了专家验收，并且投入金杯汽车的生产中。这条生产线也成为了我国首条使用自主研发工业机器人的汽车生产线。  国产搬运机器人的诞生引起了国内外的巨大轰动！ 有一些企业还特地前来考察，这才发现中国生产的搬运机器人在某些性能上甚至超越了当时最先进的日本产品。 这让他们非常惊讶和惊喜。 尤其是韩国企业，他们本身和日本是竞争关系，有时候也买不到性价比高的机器人，中国工业机器人的出现让他们有了更好的选择。 在1994年，三星花费30万美元，从沈阳自动化所引进了搬运机器人。 这是中国工业机器人技术第一次实现出口，这也证明了我们不仅能造出性能优秀的机器人，连核心技术也不是不能攻克。 更重要的是，因为我们实现了突破，进口搬运机器人的价格直接腰斩，原本150万元的售价，直接降到了100万元。 美日欧躺着挣钱的时代过去了。 有了沈阳自动化所的经验，国产自动搬运机器人的发展速度 越来越快，时至今日，这款工业机器人的保有量已经超过了30万台，国产化率更是超过90%。 控制器实现突破后，中国开始盯着工业机器人的另外一项核心技术：减速器。  减速器是工业机器人本体的核心零部件，工机器人的手臂，腕部等部件做弯曲、加速和减速动作的时候，都靠这东西，没有它，工业机器人就无法参与精确生产。 因此它也是整个工业机器人产业中最关键、成本最贵的零部件，单单这一个零部件就能占到总成本的30%以上。 如此重要的零部件，却长期被纳博特斯克和哈默纳科这两家日本企业垄断。 他们要么不卖给中国，要么售价卖的更贵，像国外工业机器人巨头只要几万就可以买到的减速器，我们需要十几万才能买到。 而且花了更贵的钱，你还得排更长的队，供货时间往往需要3到6个月之久。 如此区别对待，中国企业怎么能不感到屈辱？ 因此减速器就成为国产工业机器人必须要攻克的技术。 2010年，国家工信部发布《机械基础零部件产业振兴实施方案》，将减速器列为国家重点发展项目之一。  原本中国科学家以为这又将是一次艰难的攻关时，我们却仅仅用了一年就完成了突破，而突破这项技术的还是一家民营企业：绿的谐波。 绿的谐波的突破也非常有传奇性。 他们原本是一家金属加工企业，因为不甘心在低端加工领域挣扎，于是开始谋求转型。 2001年时，他们向更高精尖的精密金属加工领域进军，并且一举成为国际工业机器人巨头的供应商，积累了大量的精密零件加工经验。 与国际巨头合作两年后，他们突然发现自己好像也能做减速器了。 减速器最核心的要求就是金属材料、加工工艺以及专利技术，金属这块本来就是绿的谐波的强项，唯一限制他们就是日本企业设置的专利壁垒。  如果能攻克这个问题，那么中国就能突破技术封锁。 2003年，绿的谐波就开始布局谐波减速器。 没想到这一布局就是八年，直到国家将减速器列为重大项目后，绿的谐波这才发现自己研究的技术竟然如此重要。 也就是在这时，他们实现了技术突破，不仅成功绕开日本企业的专利墙，而且开发出一种更加高效，使用寿命更长的P形齿结构减速器，实现了对减速器领域的弯道超车。 国产减速器迎来了变革时刻。 2023年，绿的谐波的减速器产品已经占到国内市场60%以上的份额，彻底打破了日本企业的垄断，甚至反过来向发那科、安川电机等日本工业机器人集成商供货。 自此工业机器人的三大核心技术只剩下了伺服系统还未攻克。 伺服系统也叫位置随动系统：顾名思义就是控制工业机器人的位置移动、移动速度的。 作为工业机器人三大核心零部件之一，伺服系统非常特别。 它是工业机器人动力源和控制神经，相当于人的心脏和肌肉，不仅需要它做到响应快，速度高，还要稳定不晃动等等。 因此伺服系统也是技术含量非常高的零部件，在以前，这个属于长期被国外垄断的技术，其中最难以突破的就是芯片，比如IGBT芯片、驱动电机的DSP芯片、通用芯片等等。  其中IGBT芯片最为关键，它被称为电力电子装置的“CPU”，然而这项技术长期被英飞凌等企业垄断，他们通过高价售卖，赚得盆满钵满。 以前咱们起步慢，所以工业机器人的芯片，都是直接购买他们的产品，然后再装在我们的机器上。 但是随着中国制造业的崛起，对于工业机器人和伺服系统的需求越来越大，国外企业的产能根本不够，而且价格贵，再购买他们的产品就很不划算了。 于是一大批的企业瞄准了这个赛道，比亚迪、华为、时代电气等国产新兴厂商迅速崛起。 他们不断的抢占份额，已经逐渐打破了垄断。 2015年时，IGBT芯片的国产化率只有10%，但是2023年却超过了30%，目前还在不断增长当中。  一旦IGBT完成大规模国产化后，那么伺服系统的市场也将是国产主阵地。 综上，我们工业机器人的三大系统几乎都完成了突破，国产工业机器人的崛起已经是势不可当了。 就连美国智库都已经感到了威胁，他们说在中国珠三角、长三角等地区，有大量的工业机器人初创企业开始涌现出来。 这些工业机器人企业开发新技术的速度，是美国硅谷和欧洲的五到十倍，而成本却只有他们的四分之一甚至五分之一。 这带来的是我们国产工业机器人的突飞猛进。 2015年，工业机器人的国产化率仅有17.5%，而到2022年，国产化率就达到了35.5%，短短七年时间就近乎翻倍； 而在2023年第一季度，国产化率就再次飙升，达到了41%。  也正因此，美国智库才会羡慕地表示，中国的工业机器人超越对手只是一个时间问题。因为按照中国制造业崛起的规律：技术突破后，就会大规模国产化，然后反超欧美企业，甚至将它们赶出中国市场。 因此我才说，国产工业机器人必在中国迎来盛世。 好了，我是熊猫，我们下期见! |
