李耀貴，劉 睿

(廣東理工學(xué)院 廣東肇慶526100)

隨著新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的到來，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等一批前沿技術(shù)成為引領(lǐng)未來全球產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略領(lǐng)域，是當(dāng)前各國科技博弈的主戰(zhàn)場。機(jī)器人作為工業(yè)發(fā)展的主流趨勢，在21 世紀(jì)以后逐步與信息技術(shù)融合，向智能化延伸，儼然成為世界科技發(fā)展的新焦點(diǎn)。鑒于這一領(lǐng)域發(fā)展的重要意義，世界各國紛紛將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提升至國家戰(zhàn)略層面[1]。我國作為發(fā)展中國家，全球制造大國，步入新世紀(jì)以來，先后制定了“中國制造2025”[2]、“人工智能三年國家戰(zhàn)略”[3]等一系列產(chǎn)業(yè)、技術(shù)發(fā)展計(jì)劃。

基于以上背景，本文以4 次產(chǎn)業(yè)、技術(shù)變革為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，針對全球機(jī)器人領(lǐng)域論文、專利利用定量分析法分析當(dāng)前全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，繼而探討我國機(jī)器產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的不足與應(yīng)對方案，以期為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支持。

1 全球機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

全球機(jī)器人進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，我國機(jī)器人領(lǐng)域相關(guān)研究領(lǐng)先于日、德、韓等科技先進(jìn)國家，并與美國形成抗衡態(tài)勢。

通過對Web of Science 和DII 數(shù)據(jù)庫的國際論文和專利進(jìn)行檢索和分析，發(fā)現(xiàn)國際機(jī)器人技術(shù)研發(fā)呈現(xiàn)出如下態(tài)勢：機(jī)器人研究主要發(fā)展于20 世紀(jì)70 年代初，隨著全球工業(yè)化進(jìn)程加快，世界機(jī)器人迎來一次發(fā)展高峰。主要特征表現(xiàn)為機(jī)器人相關(guān)學(xué)術(shù)研究快速激增(論文由百篇時(shí)代激增至千余篇，專利逐漸遞增，年增長率為16%)。以國別對機(jī)器人研究成果展開統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，美國、日本、德國作為科技、工業(yè)發(fā)達(dá)國家，在該領(lǐng)域發(fā)展保持領(lǐng)先勢頭，其中，美、日機(jī)器人發(fā)展主要側(cè)重專利技術(shù)，且牢牢把握世界一流水平，德國相對側(cè)重理論研究。另一方面，韓國作為后起國家，在機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展上也有較大突破，并在2008 年后，進(jìn)入高速發(fā)展期，專利技術(shù)及理論研究快速提升，有趕超德國的趨勢。我國在機(jī)器人領(lǐng)域相關(guān)發(fā)展也呈現(xiàn)出較大突破，2000 年后進(jìn)入快速增長模式，技術(shù)研發(fā)也持續(xù)加速，當(dāng)年研究論文增幅163%，年均增幅在30%以上，就理論研究方面與美國形成抗衡態(tài)勢[4]。

2 我國機(jī)器人發(fā)展相關(guān)問題

目前，從機(jī)器人研究現(xiàn)狀方面我國已形成世界領(lǐng)先優(yōu)勢，然而從全球研究成果質(zhì)量以及機(jī)器人產(chǎn)業(yè)實(shí)際情況來看仍不容樂觀。

2.1 研究成果質(zhì)量不高，學(xué)術(shù)影響力不足

論文、專利引用度能切實(shí)反映研究成果質(zhì)量。通過對論文引用進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，美國作為機(jī)器人技術(shù)、產(chǎn)業(yè)先進(jìn)國，其優(yōu)勢較為明顯，論文數(shù)量和質(zhì)量遠(yuǎn)超其他國家。到2015 年，美國發(fā)表的5 000 余篇相關(guān)論文被引頻次總計(jì)達(dá)到15 374 次，篇均被引頻次約15.56 次；其次為德國，2 927 論文被引頻次總計(jì)達(dá)到7 441 次，篇均被引頻次約9.19 次；第三為日本，3 100 篇論文被引頻次總計(jì)達(dá)到23 255 次，篇均被引頻次約7.41 次。而我國作為論文數(shù)僅低于美國的機(jī)器人大國，4 077 篇論文被引頻次總計(jì)達(dá)僅為20 525 次，篇均被引頻次約4.91 次。

2.2 國產(chǎn)品牌競爭力薄弱，市場份額占有率不足

作為制造業(yè)大國，我國是世界上最大的機(jī)器人市場，占全球市場份額的36%，銷量超過了歐洲和美洲的總和，然而當(dāng)前國內(nèi)機(jī)器人市場90%以上份額為國外品牌。根據(jù)IFR 世界工業(yè)機(jī)器人密度相關(guān)報(bào)告顯示，2015 年，全球平均機(jī)器人密度為66 臺/萬人，其中歐洲平均的工業(yè)機(jī)器人密度為99 臺/萬人，美洲為84 臺/萬人，亞洲為63 臺/萬人。我國作為工業(yè)機(jī)器人密度全球增速最快的國家，2016 年工業(yè)機(jī)器人密度僅為68 臺/萬人，全球排名第23 名(圖1)。

圖1 世界工業(yè)機(jī)器人密度走勢Fig.1 Trend of industrial robot density in the world

2.3 源技術(shù)研發(fā)能力薄弱，核心技術(shù)受制于人

隨著四次產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革，機(jī)器人市場向柔性機(jī)器人、服務(wù)型機(jī)器人擴(kuò)展，而以上轉(zhuǎn)變也使得機(jī)器人研發(fā)形成全新的格局。結(jié)合國際數(shù)據(jù)來看，目前在柔性機(jī)器人、智能機(jī)器人領(lǐng)域(圖2)，美國再次搶占世界領(lǐng)先優(yōu)勢；歐盟作為科技發(fā)達(dá)地區(qū)也在新生代機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域取得較大優(yōu)勢，日本作為科技發(fā)達(dá)國家僅次于美、歐；我國相對滯后，與韓國、加拿大形成這一領(lǐng)域研究的第三梯隊(duì)國。此外，在研發(fā)趨勢下，核心技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)也成此類機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵要素。據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，目前在智能、柔性機(jī)器人研究方面，美國哈佛大學(xué)、麻省理工大學(xué)等研究類機(jī)構(gòu)，已經(jīng)形成國家技術(shù)壟斷，而我國在研發(fā)機(jī)構(gòu)上明顯弱于歐美。

圖2 智能、柔性機(jī)器人研發(fā)及研發(fā)機(jī)構(gòu)現(xiàn)狀Fig.2 Research and development of intelligent and flexible robots

3 建議及啟示

機(jī)器人是一門多學(xué)科交叉的技術(shù)，涉及到機(jī)械設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)、傳感器、自動控制、人機(jī)交互、仿生學(xué)等多個(gè)學(xué)科。因此，該領(lǐng)域的發(fā)展不僅僅是單一學(xué)科的促進(jìn)，其發(fā)展水平也不僅僅代表某一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而是關(guān)乎國家經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、技術(shù)整體狀況，是影響全球的一個(gè)重要尺度、標(biāo)桿。就我國而言，在改革開放以來，經(jīng)歷了多年的人口“紅利”作用，已逐漸由勞動密集型國家向產(chǎn)業(yè)密集型國家轉(zhuǎn)變。然而近年來，隨著中美博弈的外部環(huán)境以及國內(nèi)老齡化趨勢、社會經(jīng)濟(jì)階段發(fā)展轉(zhuǎn)變等內(nèi)部因素變化，特別是在“新型冠狀病毒”后疫情時(shí)期，工業(yè)機(jī)器人的普及推廣更成為實(shí)現(xiàn)國家經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長、技術(shù)突破的重要路徑。因此，深度了解當(dāng)前機(jī)器人領(lǐng)域國際發(fā)展態(tài)勢，合理定位國家水平，明晰自身薄弱環(huán)節(jié)，對精準(zhǔn)定位國家發(fā)展，保持科學(xué)規(guī)劃前瞻性有著重要的意義。本文結(jié)合當(dāng)前學(xué)術(shù)發(fā)展分析以及國內(nèi)市場現(xiàn)狀，對即將到來的“十四五”時(shí)期機(jī)器人發(fā)展提出以下幾點(diǎn)建議：

3.1 力爭戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)鏈上游技術(shù)全球領(lǐng)先

機(jī)器人作為典型戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)代表，具有產(chǎn)業(yè)類目龐雜，技術(shù)研發(fā)投資大、周期長，技術(shù)壁壘高，利潤薄弱等特征，但就產(chǎn)業(yè)重要性而言，機(jī)器人作為世界前沿技術(shù)發(fā)展不可或缺的構(gòu)成，其戰(zhàn)略價(jià)值遠(yuǎn)高于經(jīng)濟(jì)價(jià)值?；诋?dāng)前世界機(jī)器人上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)及科研現(xiàn)狀，建議：首先，構(gòu)建企業(yè)為主面向高附加值戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)上游關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)體系，充分發(fā)揮企業(yè)在市場中的競爭優(yōu)勢，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)體系，減少政府過度干預(yù)，對戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)鏈上游關(guān)鍵產(chǎn)品、技術(shù)集中研發(fā)。其次，加強(qiáng)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)政策扶持的連續(xù)及連貫性，對于周期長、壁壘高、利益薄弱的技術(shù)，完善政策鏈，加大政策扶持的力度及周期，避免由于短期利益薄弱導(dǎo)致發(fā)展中斷。最后，合理布局產(chǎn)業(yè)鏈，保持全產(chǎn)業(yè)基本配置。堅(jiān)持前瞻性發(fā)展原則，在重視戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)上游關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)品發(fā)展的同時(shí)保持產(chǎn)業(yè)配套基礎(chǔ)，全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)的基本能力。

3.2 以前瞻性布局促進(jìn)機(jī)器人發(fā)展體系形成

自21 世紀(jì)后，機(jī)器人逐漸呈現(xiàn)高速、廣域的發(fā)展趨勢，且隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的不斷深入，機(jī)器人應(yīng)用已成為趨勢化演進(jìn)。按照這一趨勢以及時(shí)代發(fā)展規(guī)律，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在未來工業(yè)應(yīng)用中應(yīng)科學(xué)布局，圍繞這一目標(biāo)：首先，國家層面應(yīng)充分調(diào)研各行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合國家長短期目標(biāo)，形成嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的機(jī)器人發(fā)展規(guī)劃；第二，市場管理單位作為機(jī)器人發(fā)展的主要力量，在配合國家戰(zhàn)略的同時(shí)應(yīng)充分運(yùn)用自身經(jīng)驗(yàn)，依托專業(yè)人才形成廣泛的科學(xué)諫言，促進(jìn)國家戰(zhàn)略制定的前瞻性、可實(shí)踐性；第三，主要技術(shù)研發(fā)單位，作為機(jī)器人研發(fā)的實(shí)際推進(jìn)單位，應(yīng)從全局重視科研工作的開展，在積極實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的同時(shí)，重視基礎(chǔ)研究的重要作用，解決短板。至此，由政府到市場再到研究單位形成我國機(jī)器人研發(fā)促進(jìn)體系，全面推動國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3.3 加速機(jī)器人技術(shù)商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化

科技的發(fā)展是為了更好地服務(wù)于社會，促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)繁榮富強(qiáng)，民間企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)的參與，不僅可有效促進(jìn)機(jī)器人發(fā)展，同時(shí)能保障其發(fā)展方向及內(nèi)容服務(wù)的正確性。當(dāng)前我國涉及機(jī)器人制造生產(chǎn)企業(yè)不在少數(shù)，且在國際行業(yè)中也有較多先進(jìn)企業(yè)，但在國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)總數(shù)占比仍然較少，因此政府及相關(guān)社會聯(lián)盟等應(yīng)積極倡導(dǎo)民營企業(yè)參與：第一，政府應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)企業(yè)參與機(jī)器人研究的政策優(yōu)惠，通過減稅、優(yōu)惠等一些列政策降低企業(yè)參與成本，提升企業(yè)積極性；第二企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)核心技術(shù)自主研發(fā)，在政策優(yōu)惠支持下，形成人才、資金、技術(shù)促進(jìn)方案，提升企業(yè)競爭力；第三，形成產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟。政府牽頭形成行業(yè)協(xié)會、產(chǎn)業(yè)平臺，構(gòu)建制造業(yè)企業(yè)、科研單位、銷售商等跨行業(yè)聯(lián)合體，簡化服務(wù)手續(xù)，提升工作能效，加速研究成果產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化。

3.4 加速機(jī)器人產(chǎn)業(yè)配套設(shè)施及相關(guān)政策建設(shè)

通過全球機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r分析可以發(fā)現(xiàn)，具備一定科技及經(jīng)濟(jì)實(shí)力的國家已較早布局機(jī)器人領(lǐng)域，只通過單一的某一產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)，無法快速有效地實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)、技術(shù)發(fā)展必須形成規(guī)?；?、體系化，這就需要加速配套設(shè)施及相關(guān)政策建設(shè)，輔助機(jī)器人技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我國應(yīng)通過官方研發(fā)體系以及民間參與行為，積極擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)鏈間供應(yīng)關(guān)系，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)過程中的“主導(dǎo)權(quán)”“否決權(quán)”，積極推動相關(guān)優(yōu)勢(上游核心技術(shù))產(chǎn)業(yè)的中下游分包體系，提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展效益。根據(jù)國家貿(mào)易往來及貿(mào)易類目，建立貿(mào)易合作伙伴戰(zhàn)略合作體系，建設(shè)大戰(zhàn)略意義下的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材料、設(shè)備、工藝的合作類目，最終加強(qiáng)機(jī)器人在社會、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)多領(lǐng)域的綜合性推廣，提升新時(shí)期機(jī)器人發(fā)展的動力。■