01 為何說工業(yè)機器人與數控機床產業(yè)具有可比性

一是兩者在底層技術上具有互通性。機器人和機床工作原理相似，都是通過控制系統(tǒng)，對伺服電機系統(tǒng)進行閉環(huán)伺服控制，對給定的運動要求進行逆解，然后進行電機驅動控制。許多企業(yè)同時涉足兩個領域，如機器人代表性企業(yè)埃斯頓自動化成立于1993年，初期主要產品即為金屬成形機床數控系統(tǒng)，其后擴展產品線至金屬成形機床電液伺服系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)以及智能工業(yè)機器人領域；秦川機床作為機床行業(yè)領導者，其經多年研發(fā)的機器人關節(jié)減速器產品成為企業(yè)發(fā)展新增長點。

二是兩者在產業(yè)發(fā)展層面具有相似性。工業(yè)機器人產業(yè)和數控機床產業(yè)都屬于技術密集型產業(yè)，尤其在高端產品上對技術、品質等的要求較高。同時，兩個產業(yè)的發(fā)展均受經濟周期、市場需求、政策因素等的影響較大，均呈現明顯的周期性特征。

三是兩者在應用場景方面有部分重疊性。在制造業(yè)中，工業(yè)機器人和數控機床都可用于加工金屬、塑料等材料，并且都可以用于生產零部件和產品。例如，在建筑業(yè)中，工業(yè)機器人和數控機床都可以用于鈑金加工、模具制造等應用。在汽車制造中，數控機床可用于加工零部件，而工業(yè)機器人可用于裝配零部件。

當然，工業(yè)機器人與數控機床作為兩種不同的制造業(yè)裝備，其性能、擅長的領域仍有所區(qū)別。其中，數控機床的剛性和精確性更高，工業(yè)機器人工作范圍更大、產線布局更為靈活。

02 工業(yè)機器人與數控機床產業(yè)發(fā)展階段不同

數控機床是20世紀50年代初機械加工領域的一項重要技術。數控機床的出現大大提高了機械加工的效率和精度，并為工業(yè)機器人的發(fā)展奠定了基礎?，F代工業(yè)機器人的雛形于1978年誕生，是一臺全電動、6軸多關節(jié)型機器人。兩個產業(yè)發(fā)展階段不同，呈較大區(qū)別。

一是市場規(guī)模相差懸殊。數控機床比工業(yè)機器人更早出現，發(fā)展歷史更久，市場規(guī)模相應也更大。工業(yè)機器人產業(yè)相對較新，發(fā)展較快，但目前市場規(guī)模相對較小。據中國電子學會發(fā)布的《中國機器人產業(yè)發(fā)展報告》顯示，2021年我國機器人市場規(guī)模為174億美元，其中工業(yè)機器人市場規(guī)模87億美元。而同期中國數控機床市場規(guī)模為2687億元人民幣（約合400億美元）。

二是應用領域存在差異。由于產品的功能、特性，數控機床與工業(yè)機器人的應用領域逐漸出現分化。數控機床的應用領域相對更為廣泛，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)。而工業(yè)機器人的應用領域有待拓展，目前工業(yè)機器人主要用于自動化生產線，在汽車、3C、物流等行業(yè)應用較多，其他行業(yè)還有待進一步推廣。另外，普通中低端數控機床技術已經十分成熟，國產化率也較高，購買成本低，因此在中小企業(yè)中較為普及。工業(yè)機器人的應用則主要集中在大中型企業(yè)。

三是貿易結構有所不同。工業(yè)機器人外貿呈明顯逆差，2021年進口金額為21.96億美元，其中從日本進口金額占比達到近80%。同年出口金額為5.61億美元，韓國、德國和泰國的出口金額排名前三。以進出口數量最多的多功能工業(yè)機器人為例，2021年平均進口單價1.3萬美元/臺，平均出口單價4000美元/臺。機床外貿逆差不明顯，2021年中國機床累計出口金額約86.55億美元，累計進口金額約82.4億美元。但進出口單價差距同樣巨大，出口單價約304美元，進口單價約76748美元?？梢妰烧叩某隹诰灾械投水a品為主。

03 回顧機床產業(yè)的教訓

機床作為工業(yè)母機，是裝備制造業(yè)的核心生產基礎，更是一個國家制造業(yè)升級發(fā)展的重要引擎。改革開放以來，我國機床行業(yè)歷經多年發(fā)展取得了巨大進步，從生產量和消費量來看都是全球第一。但經過多年發(fā)展，我國機床行業(yè)仍然“大而不強”，單一國產機床企業(yè)在國際市場競爭力較弱?？v觀機床產業(yè)的發(fā)展歷程，總結以下幾點教訓：

一是，未充分掌握核心技術。目前國內企業(yè)在機床核心零部件方面取得了一定的進步，包括數控系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)中的絲杠、線軌、刀具以及機床主軸、光柵尺、解碼器等，但還無法做到在品質、精確性、穩(wěn)定性等方面全面比肩進口產品，遲遲無法打開市場。2021年機床國產化率達67%，創(chuàng)世紀、北京精雕、紐威數控和海天精工等國內企業(yè)的市場份額不斷提升。但是國產機床仍然集中在中低端領域，中高端機床國產化率降至20%，高端機床國產化率則不足10%。

圖：海天精工提到核心零部件依賴進口

圖：創(chuàng)世紀2022年半年報提到核心零部件依賴進口

二是，急于求成貪大求快。機床業(yè)是高技術門檻、強調專業(yè)分工，而且需要長期積累的行業(yè)，如數控系統(tǒng)的開發(fā)，是知識、技能、經驗和訣竅的積累，引進的只是產品，其中凝聚的知識和經驗對于引進者來說都是“黑箱”。日本發(fā)那科、德國西門子等企業(yè)都是長期集中力量，聚焦做到某一領域的單項冠軍。而中國機床企業(yè)有了一定的成績后，就會主動或被動走上貪大求快的道路，沈機、大機都是因此走入“萬劫不復”的艱難處境。完成了混合所有制改革的大連機床，不但打著“像造汽車一樣造機床”的口號，大干快上，還造假騙貸融資，最終捅出數百億債務窟窿。

三是，上下游配套體系跟不上。比如要制造一個1μ精度的機床（1μ等于0.001毫米，而典型工業(yè)機器人重復定位精度約±0.05mm），就意味著要把各個環(huán)節(jié)的誤差全部控制到1μ以下。用刀具來舉個例子，國產刀具有的損耗速度快，有的損耗速度慢，或者忽快忽慢，因為刀的材質不均勻，加工參數同一性不可靠，導致整體精度不如預期。而該類刀具所需的特制高速合金材質需要由特種鋼冶煉廠生產。除此之外，刀具所需要的涂層處理工藝，稱之為CVD、PVD，也就是化學涂層法、物理涂層法，一些特別的工藝國內還沒有掌握。2021 年國內硬質合金數控刀片國產化率不到30%。

四是，缺乏高端技術人才。中國機床業(yè)人才缺乏，而且大量人才流失，加劇了人才的匱乏。目前需要大量熟悉數控機床機械結構及數控系統(tǒng)軟硬件知識的中高級人才，具有扎實的專業(yè)理論知識、較高的英語水平并積累了大量的實踐經驗；也需要大量精通數控機床結構設計以及數控系統(tǒng)電氣設計，能夠進行數控機床產品開發(fā)及技術創(chuàng)新的數控技術高級人才。

04 警惕工業(yè)機器人重蹈機床業(yè)覆轍的風險

綜上，數控機床和工業(yè)機器人產業(yè)，都屬于本身規(guī)模并不大，但是其所支撐的工業(yè)體系卻非常龐大的基礎性產業(yè)。如2020年中國機械制造業(yè)產值達到了22萬億，而機械制造業(yè)的零部件中有三分之一需由數控機床加工完成。

機床產業(yè)遇到的問題，在工業(yè)機器人領域同樣存在。如低端鎖定問題、概念炒作問題，以及簡單組裝、低價競爭、人才匱乏等。更不用提工業(yè)機器人的一些核心零部件（控制器、伺服系統(tǒng)、減速器），其實并非獨有，都是機床及其他智能制造領域久攻不下的難點。廣義的伺服電機，機床正是其下游最主要的應用領域，占比20.4%，而機器人領域應用只占6.2%。

因此，說中國工業(yè)機器人產業(yè)有重蹈機床行業(yè)覆轍的風險并不為過。未雨綢繆之下，可考慮從以下幾方面著手改進：

一是做好頂層設計，明確戰(zhàn)略布局、空間布局和產業(yè)布局。建議由多地、多個部門共同聯合發(fā)起（如長三角區(qū)域），成立機器人產業(yè)發(fā)展委員會，建立聯席會議制度，加強頂層設計明確地區(qū)機器人產業(yè)發(fā)展定位、目標等，做好區(qū)域配合提升競爭層次。

二是企業(yè)提出、政府立項、產學研協作，加大對核心零部件的聯合研發(fā)攻關。采用使用單位提需求、政府立項、研發(fā)機構承接的方式，對制約產業(yè)發(fā)展的關鍵技術進行科技攻關，確保資金能真正用在關鍵技術攻關上。協調整合長三角地區(qū)產學研用和跨學科資源，爭取機器人、智能制造、人工智能等多領域跨學科的國家級重大科研項目落地。

三是采取“一業(yè)一策”方式迅速拓展新的機器人應用場景。如可利用長三角地區(qū)“一鎮(zhèn)一品、一村一品”的產業(yè)集聚特點，便于針對細分行業(yè)集中開展應用試點。確定若干設備較落后、有較大提升空間的行業(yè)和企業(yè)，組織實施“機器換人”技術改造專項計劃，擴大工業(yè)機器人的應用領域。

四是強化金融配套支持。1.對外并購+對內整合，支持產業(yè)鏈融合發(fā)展。支持國內機器人供應商不斷通過“自主研發(fā)+外延并購”完善技術體系，鼓勵企業(yè)通過參股、并購等方式向機器人產業(yè)鏈高價值領域進行延伸；2.設立地區(qū)專項采購獎勵。對采購具有自主知識產權、享有發(fā)明專利的國產機器人設備、前 100 件關鍵零部件等，按合同金額給予一定比例的買方采購獎勵；3.探索引導金融機構設立工業(yè)機器人“首臺套”專項貸款；4.實施重大國產技術裝備保險補償機制。聯合保險公司針對采購、應用“首臺套”國產機器人整機和零部件提供定制化的保險服務。

五是推廣“雙元制產教融合”人才培養(yǎng)模式。建立區(qū)域性“產教融合”示范區(qū)，利用一批優(yōu)秀的職業(yè)技術學院，采用校企合作“結對子”的產教融合人才培養(yǎng)模式，設立實訓基地、工程師共享中心、院士工作站等，加快專業(yè)人才的培養(yǎng)和輸出。