雖然第一臺(tái)機(jī)器人在美國(guó)誕生，但是晚于美國(guó)起步的日本工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，如今已成為全球機(jī)器人產(chǎn)銷(xiāo)大國(guó)，并且贏得“機(jī)器人王國(guó)”的美稱(chēng)。目前，世界各國(guó)都爭(zhēng)相投入資金以及人力進(jìn)行機(jī)器人領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)，日本工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展帶來(lái)了哪些值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)?zāi)?

　　日本在上個(gè)世紀(jì)60年代進(jìn)入經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)階段，生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)張，但是勞動(dòng)力卻以每年不足1%的速度微增。當(dāng)時(shí)，日本為滿(mǎn)足政府所制定的年均GDP增長(zhǎng)3%的目標(biāo)，生產(chǎn)效率的提高及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)轉(zhuǎn)型成為日本經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必由之路。

　　經(jīng)歷兩次石油危機(jī)后的日本企業(yè)為盡快擺脫能源價(jià)格上漲的不利局面，迫切需要高度節(jié)能且自動(dòng)化的工業(yè)產(chǎn)品。而早在1954年美國(guó)人所研制的“工業(yè)機(jī)器人”給當(dāng)時(shí)處于勞動(dòng)力困境的日本產(chǎn)業(yè)界帶來(lái)了一絲希望。

　　日本川崎重工業(yè)公司于1967年率先從美國(guó)引進(jìn)機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)及生產(chǎn)線，并在短短的一年后，研制出了日本第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人“Unimate”。此后通過(guò)不斷的技術(shù)消化與吸收，日本工業(yè)機(jī)器人很快從搖籃階段駛?cè)肓税l(fā)展的快車(chē)道。隨著以機(jī)械、電子、汽車(chē)制造為代表的制造業(yè)的崛起，日本工業(yè)機(jī)器人在這些強(qiáng)勢(shì)產(chǎn)業(yè)中大規(guī)模地推廣。

　　直至80年代初，日本的工業(yè)機(jī)器人逐步從上述產(chǎn)業(yè)推廣到其他制造業(yè)領(lǐng)域，很大程度上緩解了日本勞動(dòng)力嚴(yán)重短缺的產(chǎn)業(yè)困境。

　　從第一代機(jī)器人的試制成功至20年代初，日本工業(yè)機(jī)器人至少經(jīng)歷了30年的爆發(fā)式增長(zhǎng)，總體的產(chǎn)業(yè)技術(shù)及應(yīng)用水平早已超越制造業(yè)高度空心化的美國(guó)。

　　雖然機(jī)器人技術(shù)來(lái)源于美國(guó)，卻在日本得到了空前的繁榮發(fā)展。究其緣由，除了日本經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展所伴隨的勞動(dòng)力短缺、人力成本大幅高企等社會(huì)背景外，也離不開(kāi)日本自身的技術(shù)沉淀以及政府的一系列扶持政策。

    技術(shù)發(fā)展階段及鼓勵(lì)政策

　　從1967年日本從美國(guó)引進(jìn)第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人算起，日本的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已大致經(jīng)歷了五個(gè)階段。

　　第一階段——20世紀(jì)80年代初。日本研制出弧焊機(jī)器人，并制定出機(jī)器人行業(yè)的安全標(biāo)準(zhǔn)。

　　第二階段——20世紀(jì)80年代中期。日本針對(duì)機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行了大量的演算開(kāi)發(fā)工作，通過(guò)人機(jī)對(duì)話方式強(qiáng)化了弧焊功能的標(biāo)準(zhǔn)化。

　　第三階段——20世紀(jì)80年代末。以傳感器的應(yīng)用為標(biāo)志，日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)強(qiáng)化了控制系統(tǒng)與各類(lèi)機(jī)器人之間的適用性。

　　第四階段——20世紀(jì)90年代中期。通過(guò)針對(duì)控制系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，日本將機(jī)器人系統(tǒng)中植入Robot語(yǔ)言及配置菜單強(qiáng)化對(duì)話功能。

　　第五階段——20世紀(jì)90年代末。此時(shí)，日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)開(kāi)始強(qiáng)調(diào)機(jī)器人的相互協(xié)調(diào)、獨(dú)立作業(yè)功能，并實(shí)現(xiàn)通過(guò)多軸控制提升工業(yè)機(jī)器人作業(yè)的復(fù)雜度及高效性。

　　一直以來(lái)，日本在微電子技術(shù)及機(jī)電一體化領(lǐng)域所保持的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，為日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，確保其在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域一直保持世界領(lǐng)先地位。同時(shí)，在形成其領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)的過(guò)程中，政府出臺(tái)一系列鼓勵(lì)政策也是不容忽視的。

　　早在20世紀(jì)70年代初，日本政府就出臺(tái)了一系列的針對(duì)工業(yè)機(jī)器人的鼓勵(lì)扶持政策，為普及機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境。此外，日本政府還針對(duì)中小企業(yè)提供了一攬子經(jīng)濟(jì)優(yōu)惠政策，點(diǎn)燃了中小企業(yè)開(kāi)拓機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的熱情。

　　當(dāng)時(shí)的鼓勵(lì)政策大致可以分為兩大類(lèi)。一類(lèi)為普及促進(jìn)政策，重點(diǎn)集中在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用環(huán)節(jié)中的制度構(gòu)建及規(guī)范;另一類(lèi)則針對(duì)企業(yè)研發(fā)，利用稅收補(bǔ)助、項(xiàng)目設(shè)立等形式進(jìn)行機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的政策援助。

　　例如在第一類(lèi)的普及促進(jìn)政策中，早在20世紀(jì)70年代，日本政府針對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)制定了相關(guān)的行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)及類(lèi)別。而到了20世紀(jì)80年代，伴隨 “財(cái)政投融資租賃制度”出臺(tái)，由日本財(cái)政省、日本開(kāi)發(fā)銀行牽頭的24家工業(yè)機(jī)器人制造商及多家保險(xiǎn)公司共同出資，成立了“日本機(jī)器人租賃公司”。隨著融資租賃這一金融模式的有效開(kāi)展，日本地方政府出資成立合作基金，開(kāi)始面向各類(lèi)中小企業(yè)提供機(jī)器人設(shè)備的租賃及貸款，極大地推動(dòng)了面向下游用戶(hù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

　　而另一類(lèi)作為財(cái)政援助政策，其中為代表的就是針對(duì)高技術(shù)的稅費(fèi)制度。該制度規(guī)定，扣除企業(yè)研究開(kāi)發(fā)所得稅7%的稅額，以用于補(bǔ)貼高性能工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)研究。除了稅收制度的支持之外，日本通產(chǎn)省設(shè)立針對(duì)復(fù)雜工況、狹小空間內(nèi)作業(yè)的高度自治型工業(yè)機(jī)器人開(kāi)發(fā)項(xiàng)目以推動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。

    產(chǎn)業(yè)規(guī)模及市場(chǎng)特征

　　從歷年數(shù)據(jù)來(lái)看，日本的工業(yè)機(jī)器人一大半都是用于出口，堪稱(chēng)工業(yè)機(jī)器人出口大國(guó)。其中，2012年出口超過(guò)6.6萬(wàn)臺(tái)，約占總銷(xiāo)量的70%，這在很大程度上得益于中國(guó)及其他新興市場(chǎng)對(duì)于工業(yè)機(jī)器人需求的大幅增長(zhǎng)。

　　截至2013年底，日本工業(yè)機(jī)器人的裝機(jī)總量已達(dá)到30.4萬(wàn)臺(tái)，約占到全球工業(yè)機(jī)器人總量的25%，已成為世界上最大的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)、消費(fèi)及應(yīng)用大國(guó)。

　　除此以外，作為工業(yè)機(jī)器人主要市場(chǎng)的歐洲，其總體規(guī)模與日本市場(chǎng)不相上下。近年來(lái)，伴隨著中國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家的工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)總量不斷升高，日本在全球機(jī)器人市場(chǎng)所占比例會(huì)不斷下降。同時(shí)隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的逐步飽和，日本工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)重心將會(huì)逐步以面向出口地的轉(zhuǎn)移、現(xiàn)地化的原材料采購(gòu)及生產(chǎn)等方式擴(kuò)大海外市場(chǎng)的份額。

　　近年來(lái)，隨著新興市場(chǎng)裝機(jī)總量不斷上升，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域逐步拓寬。汽車(chē)行業(yè)作為工業(yè)機(jī)器人最先投入使用的領(lǐng)域，現(xiàn)階段雖保持著最大的市場(chǎng)份額，但近年來(lái)增速有所放緩。除此以外，消費(fèi)數(shù)碼、通信類(lèi)3C產(chǎn)業(yè)，以及食品、飲料加工等行業(yè)的需求也在逐步擴(kuò)大。由于全球各地區(qū)間的制造業(yè)分工存在差異，致使各地區(qū)針對(duì)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也存在一定的差異。

　　以日本、歐洲、中國(guó)市場(chǎng)的工業(yè)機(jī)器人的行業(yè)應(yīng)用為例，日本相對(duì)于歐洲及中國(guó)市場(chǎng)，機(jī)電、電子加工行業(yè)反而比汽車(chē)行業(yè)的占比更大。此外，相較于面向汽車(chē)行業(yè)占到半壁江山的歐洲及中國(guó)市場(chǎng)，日本市場(chǎng)面向下游用戶(hù)的各領(lǐng)域比例則更為均一。這就意味著日本工業(yè)機(jī)器人廠商需要針對(duì)多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行產(chǎn)品線布局，同時(shí)也要打造更通用化、柔性化的系統(tǒng)集成方案。

　　主流制造商及其特點(diǎn)

　　提到主流工業(yè)機(jī)器人廠商，我們一般會(huì)想到以發(fā)那科(Fanuc 日本)、安川(Yaskawa 日本)、ABB(瑞士)、庫(kù)卡(KUKA 德國(guó))為代表的工業(yè)機(jī)器人“四大家族”。

　　從全球的總體市場(chǎng)份額來(lái)看，“四大家族”的合計(jì)占比達(dá)到總體的五成之多。而從各地區(qū)占比來(lái)看，則是日本廠商發(fā)那科和安川稍稍領(lǐng)先，而ABB和庫(kù)卡則緊隨其后。

　　除了上述“四大家族”之外，二線廠商集中于日本及歐洲等國(guó)家和地區(qū)，如Comau(意大利)、OTC(Daihen旗下 日本)、川崎重工業(yè)(Kawasaki 日本)、那智不二越(Nachi-Fujikoshi 日本)、松下(Panasonic 日本)，以及近年來(lái)以服務(wù)集團(tuán)內(nèi)汽車(chē)業(yè)務(wù)的韓國(guó)廠商現(xiàn)代重工業(yè)。

　　早期工業(yè)機(jī)器人的下游應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在汽車(chē)行業(yè)，并且大型汽車(chē)廠商與機(jī)器人制造商都有一定業(yè)務(wù)綁定關(guān)系。例如每當(dāng)?shù)聡?guó)大眾的新工廠開(kāi)工，根據(jù)產(chǎn)能規(guī)劃通常會(huì)需要1000-2000臺(tái)的工業(yè)機(jī)器人，而大眾只考慮庫(kù)卡的產(chǎn)品，其他歐洲整車(chē)廠商則更多的傾向于ABB，而豐田與本田、日產(chǎn)等日本廠商則基本被發(fā)那科、安川、那智不二越等日系機(jī)器人制造商企業(yè)所包攬，由此形成以少數(shù)廠家為代表的壟斷競(jìng)爭(zhēng)格局。

　　此外，由于汽車(chē)行業(yè)對(duì)機(jī)器人精度、效率和穩(wěn)定性要求都非常高，為確保企業(yè)間長(zhǎng)期且穩(wěn)定的合作關(guān)系，致使其他新興廠商短期內(nèi)根本無(wú)法擠入各大汽車(chē)廠商的采購(gòu)體系中。不過(guò)，近年來(lái)隨著來(lái)自汽車(chē)行業(yè)以外的需求量不斷上升，并且源于各家廠商對(duì)于產(chǎn)品差異化的競(jìng)爭(zhēng)需求，一、二線廠商的產(chǎn)品布局的特點(diǎn)也已逐步分化。

　　首先來(lái)看作為一線廠商代表的“四大家族”的產(chǎn)品線分布。ABB與庫(kù)卡的重點(diǎn)還是集中在針對(duì)汽車(chē)行業(yè)的六軸機(jī)器人，而在針對(duì)晶圓、半導(dǎo)體、玻璃基板等3C領(lǐng)域所需求的搬運(yùn)機(jī)器人等領(lǐng)域并沒(méi)有投入太多資源，然而作為日系廠商的發(fā)那科、安川則針對(duì)這類(lèi)3C行業(yè)提供了一系列產(chǎn)品線。

　　其次，居于二線的日系與歐系廠商相比，也存在明顯的特征。日系廠商中存在兩個(gè)產(chǎn)品線陣營(yíng)，一類(lèi)是針對(duì)汽車(chē)、3C、金屬加工行業(yè)的傳統(tǒng)焊接、搬運(yùn)機(jī)器人，如川崎重工與那智不二越等針對(duì)特定產(chǎn)業(yè)提供全套產(chǎn)品線的廠商。

　　另一類(lèi)則是面向醫(yī)療、科研行業(yè)，提供高精度、且快速作業(yè)的小型機(jī)器人，以三菱、東芝、電裝為代表，將SCARA型及Delta型機(jī)器人作為自己?jiǎn)我坏漠a(chǎn)品線路，與傳統(tǒng)廠商進(jìn)行產(chǎn)品上的差異化競(jìng)爭(zhēng)。

　　與之相對(duì)的是，歐洲的二線廠商的產(chǎn)品定位，如Stabuli公司為了避免與ABB、庫(kù)卡在汽車(chē)行業(yè)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，則針對(duì)無(wú)塵車(chē)間以及食品生產(chǎn)流水線，提供快速抓取作業(yè)的SCARA型機(jī)器人。

　　另一方面，歐洲廠商則是通過(guò)外部采購(gòu)部分核心零件進(jìn)行本體組裝后，再交由系統(tǒng)集成領(lǐng)域?qū)ｉT(mén)從事機(jī)器人集成外包業(yè)務(wù)的廠商，如杜爾、徠斯等企業(yè)。這類(lèi)系統(tǒng)集成商集中針對(duì)汽車(chē)行業(yè)的系統(tǒng)集成項(xiàng)目，與多家整車(chē)廠通過(guò)長(zhǎng)年綁定式合作，承接其全球的系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)。通常而言，這類(lèi)系統(tǒng)集成外部商往往專(zhuān)注于焊接、涂裝和總裝生產(chǎn)線的集成業(yè)務(wù)中的某一種。例如杜爾公司在汽車(chē)涂裝生產(chǎn)線的集成方面具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，因此相較于ABB、庫(kù)卡等廠商投入資源開(kāi)展各類(lèi)系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)，部分專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域外包給這類(lèi)系統(tǒng)集成商反而更為高效、便捷。

　　因此可以看到，從產(chǎn)業(yè)鏈的把控程度來(lái)看，以發(fā)那科和安川為代表的日系廠商通過(guò)部分核心部件的自制以及在系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)上的協(xié)同效應(yīng)，牢牢地鎖住了工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上的大部分利潤(rùn)。而歐洲廠商則通過(guò)水平分工的方式，與外部公司共同合作，雖然整體利潤(rùn)不如日系廠商，但其在針對(duì)特定行業(yè)的關(guān)鍵解決方案上較日系廠商具有更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

　　日本工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向

　　現(xiàn)階段工業(yè)機(jī)器人技術(shù)仍處于更新?lián)Q代的進(jìn)程中，目前只是作為生產(chǎn)線上的一種輔助設(shè)備。在現(xiàn)有大規(guī)模生產(chǎn)模式下，高效的產(chǎn)業(yè)工人與數(shù)控機(jī)床的兩相結(jié)合依舊是最基礎(chǔ)、最穩(wěn)定的生產(chǎn)要素。

　　無(wú)論是在日本還是全球，相較于生產(chǎn)線上的組合機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人對(duì)整條生產(chǎn)線的成本占比還較低。例如2013年全球數(shù)控機(jī)床本體的產(chǎn)值為630億美元，而工業(yè)機(jī)器人本體的產(chǎn)值為150億美元，約占到機(jī)床總產(chǎn)值的23%。這也意味著工業(yè)機(jī)器人還存在很大的提升空間。此外，從應(yīng)用層面來(lái)看，由于汽車(chē)制造行業(yè)由過(guò)去的標(biāo)準(zhǔn)化、大批量生產(chǎn)逐漸趨于定制化、柔性化生產(chǎn)模式，因此對(duì)于生產(chǎn)線的靈活性提出了更高的要求，這就需要工業(yè)機(jī)器人能夠更加智能、更加易用。

　　目前，安川、不二越等企業(yè)正加速研制雙臂機(jī)器人，其所研制的雙臂機(jī)器人可以從事傳統(tǒng)機(jī)器人無(wú)法從事的精細(xì)化組裝等工作，并且更智能化、靈活化，但由于采用大量的高端傳感器，制造成本較高，多家公司都尚未大面積地進(jìn)行推廣應(yīng)用。另一類(lèi)雙臂機(jī)器人的代表，是在2012年被美國(guó)《時(shí)代周刊》雜志評(píng)選為最佳發(fā)明的人型工業(yè)機(jī)器人Baxter。與其他工業(yè)機(jī)器人的不同之處在于，Baxter的控制系統(tǒng)類(lèi)似于開(kāi)放的PC系統(tǒng)，但無(wú)需進(jìn)行編程，具有自動(dòng)認(rèn)知及動(dòng)作記憶功能。雖然它的作業(yè)精度和速度降低，但其適應(yīng)性和安全性則被增強(qiáng)，且成本低廉，可替代生產(chǎn)線上簡(jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng)?，F(xiàn)階段的最新售價(jià)在12萬(wàn)元左右，未來(lái)隨著技術(shù)的不斷成熟，其售價(jià)預(yù)計(jì)會(huì)進(jìn)一步降低。