2024中国在人工智能领域的创新能力如何研究报告

中国在机器人行业有多具创新性 ？ 罗伯特·戴瑟·阿特⾦|2024年3⽉ 中国似乎尚未在机器⼈创新⽅⾯处于领先地位，但其国内⽣产和采⽤正在迅速增⻓，中国政府已将该⾏业列为重点。中国机器⼈公司很可能很快就会赶上领先地位。 要点 机器⼈是我们这个时代最重要的先进技术⾏业之⼀，将在世界经济中扮演越来越重要的⻆⾊。 中国的⽬标是⾸先在机器⼈领域实现⾃给⾃⾜，然后引领全球该⾏业。 中国已经是全球最⼤的⼯业机器⼈市场。2022年，中国⼯业机器⼈的安装量占全球的52%，使得中国机器⼈⽣产商在国内市场具有关键优势。 全球。 中国已经是全球最⼤的⼯业机器⼈市场。2022年，中国⼯业机器⼈的安装量占到全球总量的52%，使中国机器⼈⽣产商在本⼟市场具有关键优势。 百分⽐。 中国的机器⼈公司也在全球市场份额不断增⻓，但总体⽽⾔它们是“快速追随者”，主要在低成本上竞争，同时仍然依赖于更先进的西⽅公司的关键输⼊。 中国的机器⼈创新⽣态系统充满活⼒，中国政府正在⼤规模投资发展国内产业。 鉴于中国其他产业的最新发展，很可能中国将在中期最迟成为与外国机器⼈⽣产商⼀样具有创新能⼒的国家，同时也享有显著的成本优势。 正在投⼊巨资发展国内的产业 鉴于中国其他产业的最近发展，中国很可能 最迟在中期时期，中国将变得像外国的机器⼈⽣产商⼀样具有创新性，并且享有显著的成本优势 在没有西⽅国家做出⼀贯的政策回应的情况下，中国在机器⼈⽣产⽅⾯的市场份额可能会显著增加。 ⽣产很可能会显著提升 itif.org 内容 主要观点.1 介绍.2 背景与⽅法论.3 机器⼈技术的重要性及美国的⻆⾊.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 企业案例研究.10 艾科⽡克斯机器⼈.10 北京⽯悦科技有限公司12 德赛⾃动化13 思美达14 中国的机器⼈战略15 美国应该怎么做？16 尾注18 介绍 机器⼈是⼀种能够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）、微电⼦机电系统（MEMS）和视觉识别技术，机器⼈变得越来越有能⼒和多功能。因此，它们很可能是未来⼏⼗年中最重要的技术之⼀。机器⼈已经被⼴泛应⽤于制造、物流、酒店业、医疗保健、建筑业等各个领域，并且在逆转当前全球⽣产率放缓⽅⾯具有巨⼤潜⼒。 然⽽，机器⼈技术在科技领域中却是饱受忽视的。这是⼀个错误，因为未来，机器⼈将越来越多地被⽤于涉及塑造、制造或移动物理物品的多个领域。此外，仿⼈机器⼈很可能被⽤来帮助⼈类执⾏各种任务。它们是⼀项重要的国防和双⽤途技术。 虽然美国发明了机器⼈技术，但在⽣产⽅⾯现在已经名列后茅，领先的机器⼈公司位于德国、⽇本和瑞⼠这些⼯程强国。然⽽，就产量和使⽤量⽽⾔，中国在全球领先。⽽且和许多技术⼀样，中国拥有显著的成本优势。但中国的机器⼈公司能否创新并达到世界领先⽔平的质量？这份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 背景和方法论 ⼈们普遍认为中国是模仿者，美国是创新者。这种说法经常⽀持对技术和⼯业政策的漫不经⼼态 。毕竟，我们在创新⽅⾯处于领先地位，所以没有什么可担⼼的。⾸先，这种假设是错误的，因为创新者可能会由于拥有更低成本结构的模仿者⽽失去领导地位，正如我们已在许多美国⾏业中看到的，包括消费电⼦、半导体、太阳能电池板、电信设备和机床。其次，中国并⾮⼀味的模仿者，也并⾮永远只是⼀个跟随者。 为了评估中国的产业创新程度，史密斯·理查森基⾦会向信息技术与创新基⾦会（ITIF）提供⽀持来研究这个问题。 作为这项研究的⼀部分，我们着重关注特定领域，包括机器⼈技术。 确实，评估任何国家产业的创新能⼒都很困难，但评估中国产业的创新尤为困难。部分原因是，在习主席的领导下，中国向世界披露的信息⽐以前少得多，特别是关于其⼯业和技术能⼒。尽管如此，ITIF采⽤了三种⽅法来评估中国机器⼈技术的创新。⾸先，我们对三家随机从欧盟研发2000名单中列出的中国机器⼈公司进⾏了深⼊的案例研究评估。 其次，我们进⾏了访谈，并与全球专家就中国机器⼈技术⾏业进⾏了圆桌讨论。第三，我们评估了有关机器⼈技术创新的全球数据，包括科学⽂章和专利。 机器人技术和美国角色的重要性 美国发明了机器⼈技术，但像许多其他⾏业⼀样，由于缺乏持久的资本，它失去了领先地位，部分原因是其他国家的公司愿意为⻓远发展进⾏投资。今天，主要的机器⼈⽣产商位于德国、⽇本和瑞⼠，中国也在积极努⼒赶上。据⼀项研究显⽰，⽇本在2022年占全球机器⼈产量的46%，全球出⼝的36%。相⽐之下，尽管美国的国内⽣产总值（GDP）是⽇本的三倍多，美国仅占全球出 ⼝的5.4%。换句话说，⽇本的机器⼈出⼝强度⽐美国⾼出20倍。 如今，美国没有制造⼯业机器⼈的铸造⼚。虽然ABB和发那科等主要机器⼈公司在美国设有业务 ，但它们的⼤部分研发和先进⽣产都在本国进⾏。此外，美国的零部件供应商很少。这就是为什么在2022年，美国的机器⼈贸易逆差达12.6亿美元，出⼝仅占进⼝价值的28%。 如今，主要的机器人生产商位于德国、日本和瑞士，中国也在积极努力赶上。 尽管美国在机器⼈⽣产⽅⾯整体落后，但美国有⼀些公司。例如，总部位于加利福尼亚的ProductiveRobotics公司，95%的零部件在美国制造，⽣产多轴协作机器⼈，帮助⾃动化加⼯过程。此外，总部位于伊利诺伊州的IngersoiiMachineToois开发了MasterPrintRobotic，有效地将3D打印和数控铣削结合到⼀台机器中。美国还有许多创新的机器⼈初创公司，部分原因是其强⼤的软件能⼒；美国公司如RockweiiAutoation（ITIF的⽀持者）在这个领域的服务⽅⾯表现强劲。然⽽，创新并不总是能转化为⽣产和销售的领先地位，特别是如果其他国家的快速跟随者能迅速有效地复制，并且具有价格优势。 中国的机器人产业和市场 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，中国每名制造业⼯⼈安装的机器⼈⽐美国多18%。考虑到中国制造业⼯资明显低于美国，2021年，中国在制造业的机器⼈使⽤率是美国的12倍。造成这种情况的原因不是市场⼒量，⽽是政府政策。中国共产党（中国共产党）已将制造业机器⼈采⽤作为⾸要任务，并⼤⼒⽀持这⼀政策。 IFR提供了各国在制造业中使⽤机器⼈的数据。韩国是全球最⼤的⼯业机器⼈采⽤国，每1万名制造业⼯⼈拥有超过1,000台机器⼈，新加坡位居第⼆，约为730台，其次是⽇本和德国，每个国家都接近400台。 美国每1万名⼯⼈拥有285台机器⼈，中国则有392台。（⻅图2。） 图2：每1万名制造业工人的工业机器人20224 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⻨ 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 0200 400600 8001,0001,200 安装和运⾏机器⼈的决定通常基于可以实现的节省成本，当机器⼈可以代替⼈类⼯⼈执⾏任务时 ，实现的节省成本与制造⼯⼈的薪酬⽔平直接相关。因此，并不奇怪⾼⼯资的德国⽐低⼯资的印度拥有更⾼的机器⼈普及率。但有趣的问题是，在控制⼯资⽔平的情况下，国家经济体在机器⼈采⽤⽅⾯的表现如何，考虑到随着制造劳动成本的增加，机器⼈的回报时间会变短。有关ITIF对这⼀问题的⽅法的详细描述，请参阅2018年报告“哪些国家真正引领⼯业机器⼈采⽤情况？”5 2022年，全球安装的所有工业机器人中有52％安装在中国，比十年前的14％上升。 将机器⼈采⽤率与根据各国制造业⼯资⽔平预期的采⽤率相⽐，我们可以看到中国以惊⼈的12.5倍领先于世界，⽐2017年的1.6倍更多。 (⻅图3)美国的制造业⼯资⽔平为基准，其实际机器⼈采纳率仅达到预期的70% 图3:20227年实际机器人采纳率占预期机器人采纳率的份额 法国.奥地利.丹⻨.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 ⽇本 ⾹港新加坡台湾韩国 中国 0% 200% 400% 600%800% 1,000%1,200%1,400% 事实上，就机器⼈采⽤⽽⾔，中国似乎独树⼀帜，其国家和省级政府投⼊了⼤量资⾦来补贴机器 ⼈和其他⾃动化技术的采⽤。这也是为什么根据IFR的数据，中国已连续⼋年成为世界最⼤的⼯业机器⼈市场之⼀。2022年，全球52%的⼯业机器⼈安装在中国，⽽⼗年前仅为14%。事实上，中国汽⻋⼯业现已成为全球最⼤市场，这也促进了中国机器⼈的采⽤，因为汽⻋⼯业是⼯业机器 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⻓的需求意味着⼤多数主要的西⽅机器⼈制造商选择在中国建⽴ ⽣产业务，现有的中国公司扩⼤了规模，也涌现了许多新创企业。 在上海，ABB和Fanuc已建⽴了世界上最⼤的机器⼈⽣产⼯⼚，设施甚⾄⽐Fanuc在⽇本的更先进。⽇本的安川电机株式会社在中国建⽴了三家每年可⽣产1.8万台机器⼈的⼯⼚。 如果近年的历史是⼀个指南，中国正在利⽤这些外国投资来获取知识，并迫使技术转让给中国的机器⼈制造商。即使外国投资者对知识产权盗窃实施严格的控制，也会产⽣⼯业知识⽅⾯的溢出效应，帮助中国企业缩⼩创新差距。10 中国有许多国内机器⼈公司，如GeekRobotics、海康威视和蓝剑（中国军⽅的机器⼈）。事实上，⾃2017年以来，中国已经有超过3400家机器⼈创业公司——不仅仅是⼯业机器⼈，还有⾃主移动机器⼈（AMR）。这是中国的“1亿机器⼈计划”的⼀部分。此外，中国在过去⼀年在发展机器⼈公司⽅⾯取得了⾮常快速的进展。例如，Tracxn列出了188家中国机器⼈创业公司。11在前10名中，有8家得到了来⾃中国以外的⻛险投资者的⽀持，表明它们具有创新潜⼒。12 其中许多创业公司来⾃中国东莞以南的松⼭湖，那⾥有数百家机器⼈公司，既有初创公司，也有已经建⽴的公司。13尽管⼀些可能是夸⼤其词，但⼀位⾹港教授表⽰，“在这⾥的⼈们[在 东莞]可以⽐在硅⾕或欧洲开发新技术产品的速度快5到10倍，成本只有五分之⼀或四分之⼀。”14 尽管中国国内⽣产不断增⻓，但中国仍然是⼯业机器⼈最⼤的进⼝国，这表明中国仍然严重依赖外国技术。152019年，中国新机器⼈中有71%来⾃海外，包括来⾃⽇本、韩国、欧洲和美国。核⼼组件被⽇本和其他公司所垄断。16例如，中国企业仅占谐波减速器市场的25%。实际上，中国依赖许多进⼝零部件。正如⼀位中国分析师所说，“中国出⼝的机器⼈中进⼝零部件的价值仍然很⾼。”17在2022年，中国出⼝的机器⼈价值仅相当于其进⼝的36%。18另⼀项研究调查了进⼊⼯业机器⼈的三个关键上游系统，机器⼈⻮轮减速器、机器⼈控制器和机器⼈伺服系统。19这三个关键输⼊占⼯业机器⼈产⽣成本的近70%。在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。研究表明，中国⼤多数⼯业机器⼈企业是系统集成商，从事低附加值⼯作。 然⽽，中国在⾄少两个领域落后。第⼀个是软件。今天的机器⼈价值约80%来⾃软件，机器⼈质量和多功能性的⼀个差异化因素是软件。⽽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所指出的那样，“我们看到很多模仿硬件，但区别⻋间机器⼈的多数因素，尤其是吞吐能⼒，都是由软件功能驱动的，⽽中国在那⽅⾯落后。”第⼆个是集成系统开发和以服务为基础的机器⼈业务模式，中国在这⽅⾯弱于西⽅公司。 此外，许多中国机器⼈公司是模仿者。⼀位专家报告称，⽇本机器⼈⽣产商Fanuc在⼀家中国竞争对⼿的机器⼈上找到了其铸造⼚标记。另⼀个例⼦是，波⼠顿动⼒公司开发出类似狗⾛路的机器⼈后，⼏年后，中国公司也复制了它。 尽管中国的机器⼈通常不及最好的西⽅公司质量，但它们通常具有价格优势，对于许多公司 ，特别是⾮⾼收⼊国家的公司，这样的成本质量权衡是值得的。对于那些要求不那么严格的客⼾来说，低价格很有吸引⼒。正如⼀位专家告诉我们的，许多中国的机器⼈和最好的