中国在机器人行业的创新程度如何 ？

中国在机器人行业的创新程度如何？ 罗伯特·D·ATKINSON|2024年3月 中国在机器人创新方面似乎还没有领先，但其国内生产和采用正在迅速增长，中国政府已将该行业放在首位。中国机器人公司赶上领先优势可能只是时间问题。 KEYTKEAWAYS 机器人技术是当今时代最重要的先进技术产业之一，将在世界经济中发挥越来越大的作用。 中国的目标是首先在机器人领域实现自给自足，然后在全球领导该行业。 中国已经是世界上最大的工业机器人市场。2022年，它占全球机器人安装量的52％，这使中国机器人生产商在其国内市场上具有关键优势。 中国机器人公司也在获得全球市场份额，但总的来说，它们是“快速追随者”，主要是在降低成本方面竞争，同时仍然依赖更先进的西方公司进行关键投入。 中国机器人创新生态系统是充满活力的，中国政府正在进行大量投资以发展国内机器人产业。 鉴于中国其他行业的最新发展，中国很可能在中期表现出与外国机器人生产商一样的创新，同时也享有显著的成本优势。 如果西方国家缺乏连贯的政策回应，中国机器人生产的份额可能会大幅上升。 itif.org CONTENTS Introduction2 背景和方法3 机器人和美国角色的重要性4 中国机器人产业与市场4 评估中国机器人创新6 创新数据9 公司案例研究10 Ecovacs机器人10 北京罗科科技有限公司12 Estun自动13 SIASUN14 中国机器人战略15 美国应该怎么做？16 尾注18 INTRODUCTION 机器人是一种可以自动执行复杂动作的机器。随着硬件和软件的进步，包括人工智能（AI），MEMS（微机电系统）和视觉识别，机器人变得越来越强大和通用。因此，它们可能是未来几十年最重要的技术之一。机器人已经在广泛的应用和行业中使用，包括制造，物流，酒店，医疗保健，建筑和许多其他领域-并为扭转当前全球生产率放缓带来了巨大的希望。 然而，机器人技术是技术领域的RodneyDangerfield：它没有得到尊重。这是一个错误，因为展望未来，机器人将越来越多地用于涉及成型，制造或移动物理物品的大多数领域。此外，人形机器人可能会被用来帮助人类完成广泛的任务。它们是重要的防御和两用技术。 虽然美国发明了机器人技术，但它现在也是一家——至少在生产中——领先的机器人公司位于德国、日本和瑞士的工程强国。然而，从生产和使用的数量来看，中国都处于世界领先地位。与许多技术一样，中国具有显着的成本优势。但是，中国的机器人公司能否创新并达到与世界领导者相同的质量水平？本报告评估了这个问题 。 图1：具有自动化机器人焊接和机械臂的智能配送仓库 背景技术和方法 常见的说法是，中国是复印机，美国是创新者。这种叙述通常支持对技术和产业政策的冷漠态度。毕竟，我们在 创新方面领先，所以没有什么可担心的。首先，这种假设是错误的，因为创新者可能会失去对低成本结构的复印机的领导地位，正如我们在许多美国所看到的那样S.行业，包括消费电子、半导体、太阳能电池板、电信设备和机床。其次，目前还不清楚中国是一个迟钝的复印机，总是注定要成为一个追随者。 为了评估中国产业的创新程度，史密斯·理查森基金会向信息技术与创新基金会（ITIF）提供了支持，以研究该问题。作为这项研究的一部分，我们专注于特定领域，包括机器人技术。 可以肯定的是，很难评估任何一个国家的产业的创新能力，但对中国的产业来说尤其困难。在某种程度上，这是因为在习主席的领导下，中国向世界披露的信息比过去少得多，特别是关于其工业和技术能力的信息。尽管如此 ，ITIF还是依靠三种方法来评估中国在机器人技术方面的创新。首先，我们对从欧盟R＆D2000名单中随机选择的三家中国机器人公司进行了深入的案例研究评估。其次，我们进行了采访，并与全球专家就中国机器人产业举行了焦点小组圆桌会议。第三，我们评估了机器人创新的全球数据，包括科学文章和专利。 机器人的重要性和美国的作用 美国发明了机器人技术，但像许多其他行业一样，它失去了外国竞争对手的领导地位，部分原因是缺乏耐心的资 本；其他国家的公司愿意长期投资。今天，领先的机器人生产商在德国、日本和瑞士，中国正在积极努力追赶 。根据一项研究，日本在2020年占全球机器人产量的46％，占全球出口的36％。相比之下，美国仅占全球出口的5.4％，尽管国内生产总值（GDP）超过三倍。换句话说，日本的机器人出口强度是美国的20倍。 今天，在美国没有生产工业机器人的代工厂。虽然ABB和Fanuc等主要机器人公司在美国有业务，但他们的大部分研发(R&D)和先进生产都在他们的祖国进行。此外，很少有零部件供应商在美国。这就是为什么在2022年，美国 机器人贸易逆差12.6亿美元，出口仅占进口价值的28%。 今天，领先的机器人生产商在德国、日本和瑞士，中国正在积极努力追赶。 尽管整体美国S.机器人生产滞后，美国是此类公司的所在地。例如，总部位于加利福尼亚的机器人公司ProdctiveRobotics在美国制造了95％的零件，该公司创建了多轴协作机器人，可帮助实现加工过程的自动化。总部位于伊利诺伊州的Igersoll机床开发了MasterPritRobotic，将3D打印和计算机数控（CNC）铣削有效地结合到一台机器中。美国也有许多创新的机器人初创企业，部分原因是强大的软件能力；S.罗克韦尔自动化（ITIF的支持者）等公司在这项业务的服务方面表现强劲。尽管如此，创新并不总是转化为生产和销售的领导地位，特别是如果其他国家的快速追随者能够快速有效地复制，并具有价格溢价。 中国机器人产业与市场 根据国际机器人联合会（IFR）的数据，中国是世界上最大的工业机器人消费国。2021年，中国每个制造业 工人安装的机器人比美国多18%。当控制中国制造业工资明显低于美国这一事实时S.工资方面，2021年，中国制造业的机器人使用率是美国的12倍。原因不是市场力量，而是政府政策。中国共产党（CCP）将采用制造机器人作为首要任务，并提供慷慨的补贴。 IFR提供了各国在制造业中使用机器人的数据。韩国是世界上最大的工业机器人采用国，每10,000名制造业工人拥有超过1,000个机器人，新加坡以730个机器人位居第二，日本和德国分别接近400个。美国每10, 000名工人拥有285个机器人，而中国拥有392个机器人。（见图2） 图2：2022年每10000名制造业工人的工业机器人4 西班牙法国 捷克共和国加拿大、 比利时和卢森堡 奥地利意大 利荷兰丹麦斯洛 文尼亚美国 台湾瑞士香港瑞典中国日本德国新 加坡韩国 02004006008001,0001,200 但是，安装和运行机器人的决定通常是基于当机器人可以代替人类工人执行任务时可以实现的成本节省-这些成本节省与制造工人的薪酬水平直接相关。因此，高工资的德国比低工资的印度拥有更高的机器人普及率也就不足为奇了。但有趣的问题是，在控制工资水平时，各国经济在机器人采用方面的表现如何，因为随着制造劳动力成本的增加，机器人的投资回收期会缩短。有关ITIF在此问题上的方法的完整描述，请参阅2018年报告“哪些国家真正引领工业机器人采用？”5。 2022年，全球安装的所有工业机器人中有52％安装在中国，高于十年前的14％。 根据各国制造业工资水平，将机器人采用率与预期采用率的比例进行比较，我们可以看到中国以惊人的采用的机器人比预期多12.5倍，高于2017.6的1.6倍 （见图3。）考虑到制造业的工资，美国的机器人采用率仅为预期的70%。 图3：2022年实际机器人采用率占预期机器人采用率的比例7 法国奥地利丹麦 意大利荷兰瑞士美国 西班牙德国瑞典加拿大斯洛文尼 亚捷克共和国 0% 日本香港新加坡台湾韩国中国 200%400%600%800%1,000%1,200%1,400% 事实上，在机器人采用方面，中国似乎属于自己的一类，其国家和省级政府承诺投入大量资金来补贴机器人和其他自动化技术的采用。根据IFR的数据，这就是为什么中国连续八年成为全球最大的工业机器人市场的原因之一。82022年，全球52％的工业机器人安装在中国。从十年前的14％上升。9中国汽车工业现在是世界上最大的汽车工业，这对中国机器人的采用也是一个福音，因为汽车工业是工业机器人的主要购买者。 评估中国机器人创新 中国对机器人的巨大且快速增长的需求意味着大多数主要的西方机器人制造商已经在那里建立了生产业务，现有 的中国公司已经扩张，并且已经创建了许多新的初创企业。 在上海，ABB和Fac建立了世界上最大的机器人生产工厂，其设施甚至比Fac在日本的设施还要先进。日本安川电气公司在中国建立了三家工厂，每年可生产18,000台机器人。如果以最近的历史为指导，中国正在利用这种外国投资来获取知识并迫使技术转让给中国机器人制造商。即使外国投资者严格控制知识产权盗窃，产业知识也会产生溢出效应，帮助中国企业缩小创新差距。 中国有许多国内机器人公司，例如GeeRobotics，Hivisio和BleSword（中国军事机器人）。事实上，自 2017年以来，中国已经有3400多家机器人初创企业——不仅仅是工业机器人，还有自主移动机器人(AMR) 。这是中国“1亿机器人计划”的一部分。“此外，去年中国在机器人公司的发展方面取得了非常快的进步。例如 ，Tracx列出了188家中国机器人初创企业。11在前十名中，有8家来自中国以外的风险投资者，这表明了他们的创新潜力。 这些初创企业中的许多都来自中国东莞以南的工业开发区松山湖，拥有数百家机器人公司，既有初创企业，也有初创企业。13尽管其中一些可能是炒作，但一位香港教授表示：“[东莞]这里的人们可以比硅谷或欧洲更快地开发新技术产品5到10倍，成本为五分之一或四分之一。“14. 尽管国内生产不断增长，但中国仍然是工业机器人的最大进口国，这表明它仍然严重依赖外国技术。2019年， 中国71%的新机器人来自海外，包括日本、韩国、欧洲和美国。核心部件由日本和其他公司主导。16例如，中国公司仅占谐波齿轮减速器市场的25％。事实上，中国依赖许多进口零部件。正如一位中国分析师所说，“在中国出口的机器人中，进口零件的价值仍然很高。“172022年，中国出口的机器人价值仅占其进口机器人价 值的36％。18另一项研究着眼于工业机器人，机器人齿轮减速器，机器人控制器和机器人伺服系统的三个关键上游系统。19这三个关键投入占工业机器人生产成本的近70％。2020年，这些产品主要由外国公司生产 ，特别是日本、德国和瑞士。该研究表明，中国大多数工业机器人公司都是系统集成商，执行较低附加值的工作 。 然而，中国至少在两个方面落后。第一个是软件。当今机器人技术的价值约有80％是软件，而机器人质量和多功能性的一个区别是软件。中国在工业软件能力方面仍然落后。正如我们采访的一位专家指出的那样，“我们看到了很多山寨硬件，但大多数车辆仓库机器人的差异化，特别是在吞吐量方面，是由软件能力驱动的，而中国在后面 。“第二个是集成系统开发和机器人即服务作为商业模式，中国比西方公司弱。 此外，许多中国机器人公司都是复印机。一位专家报道说，日本机器人生产商Fanuc在中国竞争对手的机器人上发现了其代工厂的印记。另一个例子是，在波士顿机器人公司开发出类似狗的可行走机器人之后，几年后 ，中国公司复制了它。 虽然中国机器人的质量通常与西方最好的公司不匹配，但它们通常具有价格优势，对于许多公司，特别是不在高收入国家的公司来说，这样的成本质量权衡是值得的。对于这些要求不高的客户来说，低廉的价格很有吸引力。正如一位专家告诉我们的那样，许多中国机器人比最好的外国机器人好80％，但便宜得多。这个价格点推动销售。根据博士XJTLU企业家学院机器人学院副教授AwarMajeed说：“值得注意的是，其产品估计比欧洲和日本的产品便宜30％，从而使它们对新兴经济体更具吸引力。例如，中国Hmaoid公司的价格