机器人发展对制造业产业升级的影响

摘要：工业机器人的使用加速了资本深化的进程，大国根据生产比较优势鼓励使用工业机器人，工业机器人常用于高科技制造，主要技术进步主要基于行业领先企业的长期技术积累。目前，中国工业机器人正在推广用于一般工业用途，高附加值的子行业使用率相对较低。理论和研究都表明，支持使用工业机器人可以通过提高生产效率和优化要素配置结构来支持制造业转型，但会对资本、劳动力等市场因素产生交互作用。因此，相关生产政策模式应遵循工业机器人全球应用的典型特征，因地制宜、分类引进和推广生产型机器人在高新技术生产中。

关键词：机器人；制造业；产业升级；影响

一、引言

自18世纪英国开始引领工业革命以来，人类文明进入了工业化时代。在工业化过程中，机器总是取代人类劳动[1]。毫无疑问，这是一个解放和生产力发展的过程。随着机器的出现，人们从繁重、重复的体力劳动中解放出来，找到了需要更多创造力和思维的工作。前两次工业革命的历史表明，机器的采用在最短的时间内造成了特定地区、部门或协会的结构性失业，但也导致了大量因使用机器而失业[2]。与此同时，由于机器的快速发展，加速了新工作的发展。例如，第一次工业革命后，农业机械的引进使大量工人从繁重的、普通的农业工作中解放出来，涌现出一大批产业工人；第二次工业革命极大地提高了工厂的生产效率[3]。引进了大型生产机器，劳动力从采掘业转移到制造业和服务业。当前，一场新的工业革命在世界各地开始。提高农业、工业和服务业的生产效率。从传统工作到一些新工作的转变速度比前两次工业革命要快[4]。

鉴于人类工业文明的发展历史，工业机器人虽然被迫深刻改变工作条件，改变人类在工业生产中的地位和作用，但并不一定会导致工人失业，我们国家作为世界工厂的地位并不止于此[5]。“工业机器人革命”对我国工业界和产业工人来说是挑战也是机遇[6]。

二、工业机器人在制造业中的应用情况

目前，工业机器人在食品、饮料、纺织、汽车等行业的市场占有率是全球最高的。年，中国工业机器人将在纺织、木工、家具、塑料、化工、金属制品、汽车等行业具有一定优势，产量累计达18.69万套，同比增长27%[7]。引进工业机器人的主要目的是打造“代工工厂”，提高生产效率和产品盈利能力。从市场规模来看，年全球工业机器人市场规模将达到亿美元，我国工业机器人市场发展迅猛[8]。虽然近两年有所下滑，但仍占全球市场的三分之一，是全球最大的工业机器人消费市场[9]。

这说明中国制造业中工业机器人的广泛使用非常普遍，普遍存在超产能、超营销、超消费的趋势。未来利用新技术推动中国产业转型创新，应该会导致在高科技生产中引入工业机器人。

图-年我国工业机器人市场规模占全球比重情况

三、机器人发展对制造业产业升级的影响

（一）积极影响

工业机器人并不是最近出现的。年代，美国制造公司开始使用带有伺服电机的机器人。年代以来，工业机器人在美、日、欧等发达国家的流水线上得到广泛应用[10]。迄今为止，工业机器人已经发展到第三代，第一代人工智能。工业机器人的工作内容已经从简单的重复性操作发展到复杂的拟人化操作；机器人与人类的工作关系从独立转向更紧密的合作；机器人使用的技术已经从分布式技术发展为多方面的集成技术；机器人的研发领域已经从基础技术研发转向软件开发[11]。新工业革命后，工业机器人呈现出计算机化、网络化、智能化、多功能化、标准化、模块化的发展趋势[12]。更重要的是，在很多工业化国家，比如中国，工业机器人的价格已经大幅下降，可以接受投资回收期。

一些本土制造企业开始通过增加和改进更先进的生产机器人来改变和发展。例如，在机器人的帮助下，以富士康为代表的代工企业可以获得质量要求高但加工成本高的代工订单，让他们可以将“微笑曲线”底部的价值分布位置改变到某一点[13]。海尔的企业大量使用生产机器人，执行更严格的工艺要求，生产出技术含量更高、质量更稳定的产品，在高附加值的高成本环节与发达国家竞争[14]。总的来说，中国制造企业可以利用生产机器人大幅提升工业产品质量，实施更严格的生产和技术标准，这对改变和提升制造业非常有帮助。

二、消极影响

工业机器人的发展和成本的降低是改变和改善我们制造业的重要机会，但它们也面临挑战。随着工业机器人复杂性的增加，产业工人在研发、设计、生产、安装、故障排除、系统编程和维护等多个领域的技能也在不断提高[15]。但我国制造业在这方面的人才资源并不充足，相关技能的缺乏可能是影响我国机器人数量增长的最重要的制约因素[16]。另一方面，我国机器人生产技术水平与发达国家存在巨大差异。一些重要环节没有取得进展，短板的技术和工艺有很多[16]。国产机器人的精度和稳定性不满足工业生产的要求。目前，日本FANUC公司、日本安川电机株式会社、瑞典ABB机器人、德国KUKA公司等外资企业占据了中国工业机器人市场90%以上的份额[17]。我国工业机器人的发展远远落后于市场的发展。未来，机器人技术的发展和机器人的使用可能会受到他人的限制。

四、工业机器人产业发展面临的挑战

当前，中国工业机器人产业发展面临诸多挑战。明显的表现是：从国外进口的机器人零部件和整机比例远高于国产品牌，肯定存在一些明显的技术壁垒[18]。

（一）国产品牌和国外进口将并存

国内市场对工业机器人的需求不断增长，国外工业机器人企业正试图通过降价模式来挤压国内机器人厂商的生存空间。由于同类产品存在一定的技术差异和价格，国产机器人及其零部件面临较大的挑战，限制了国产机器人的发展。年，中国工业机器人累计达18.69万台，占全球工业机器人的27%[19]。尽管自年以来国产自有品牌机器人的市场份额一直在稳步增长，但全球市场份额不足30%。近年来，国产机器人的销量从年的30.9%下降到年的16.2%。在使用方面，多连接机器人以进口品牌居多[20]。年进口数量占中国同类市场的75.9%。在应用方面，涂装、涂胶、搬运、上下料、焊接、组装、拆卸、清洗、加工等进口机器人占比较高[21]。

（二）工业机器人核心技术对外依赖严重

当前，几乎所有的高附加值产业都归日本和德国公司所有。中国企业通常以子系统集成为起点，分阶段实施研究、开发和技术产品开发[22]。以南京埃斯顿为例，其核心业务已从低水平的产品集成逐步发展到变速箱、伺服、控制系统等关键零部件的国产化，拥有多个自主研发的核心算法和关键组件。像南通正钢这样的公司开始生产清洁零件[23]。

（三）关键部件的运行稳定性是影响国产机器人产品质量的关键因素

尽管近年来国产机器人硬件与国外制造的差距逐渐缩小，但自主研发的国产机器人操作系统、传感器技术、基础算法、机器人操作模块、本体兼容性等方面仍存在明显差异，限制国产机器人业务发展[24]。从相关公司的研究中，我们发现了支配机器人产业发展的基础科学的理论和实践之间的联系。被调查企业最常反映的问题之一是，目前的教育体系与实体部门仍然不一致。与国际机器人相比，与生产应用、材料加工技术和技术专长的联系不充分，仍然是复杂的生产技术、工作稳定性和鲁棒性之间的显著差异[25]。

五、工业机器人产业发展的对策建议

（一）因地制宜、分类引导和推广使用机器人生产

目前，中国工业机器人主要应用于具有比较优势的传统制造业。纺织、食品饮料生产等传统行业机器人存量全球第一，设备折旧预期将逐步加大。中国在LED和零部件制造等高科技行业的消费份额低于韩国和日本[26]。为此，必须根据不同地区传统生产设备技术现代化的需要，对传统生产线或机器人生产系统进行技术改造，突出不同地区在产业发展上的比较优势。当机器人换工作时，我们必须积极控制机器人在关键岗位的使用，比如不健康和危险的工作环境、重复性繁重的工作、智能采样和分析[27]。

（二）加快打造工业机器人生产基础生态，获得技术自主权

目前，中国主要集中在中间产品和下层产品的整合上。为此，必须加快最佳生产网络的现代化，弥补芯片、操作系统和伺服电机研发方面的主要不足[28]。支持国产机器人核心产业发展，深化齿轮箱、伺服电机、传感器和最终执行器的研究分析，创新的步伐非常快。需要详细了解智能的发展，进一步加强普通机器人技术的研发，预测最新技术的生产。提高公司安全的安全标准，改变生产流程，促进基本信息的交流。支持工业机器人、智能服务机器人和智能制造全网发展，引导通用制造向智能制造转型，发挥互联网和云计算优势，持续支持5G深度融合[29]。

（三）构建生产机器人生产率效应”的政策保障机制

整合工业机器人上下游相关产业资源，进一步加大机器人芯片基础研发投入，加大税收减免力度，对国产工业机器人进行系统化管理。中国工业机器人库存不断增加，工业机器人租赁市场亟待完善，适应不同变型和应用的工业机器人应用需求[30]。同时，金融机构应重点打造与工业机器人贷款相关的公司。劳动力的能力水平是影响生产机器人生产率的关键因素。在工业机器人专业技术人员的培养和最新技术知识方面还缺乏相关领军人物，需要加快机器人专业学科建设。鼓励高校、科研院所、企业联合培养高层次专业人才，发挥产业组织的中介作用，链接理论研究与产业应用，打通生产技术、教育和研究价值转化的渠道。

参考文献

[1]韩民春,乔刚.工业机器人应用对中国制造业就业的影响--基于行业层面的经验证据[J].管理现代化,(2):88-92.

[2]韩民春,乔刚.工业机器人对制造业劳动力就业的结构性影响与地区差异[J].产经评论,(3):49-63.

[3]李沐阳,罗鹏,张洪涛.试析工业机器人对制造业经济链产生的影响[J].智能机器人,,():33-35.

[4]韩民春,乔刚.工业机器人应用对中国制造业就业的影响--基于行业层面的经验证据[J].(-2):88-92.

[5]李娜.基于机器人数控技术的机械制造行业实践发展[J].粘接,,v.40;No.(08):-.

[6]田正杰.产业机器人对就业的影响[D].武汉大学,.

[7]李亚.广东机器人产业发展路径研究[J].发展改革理论与实践,(01):33-36.

[8]韩民春,赵一帆.工业机器人对中国制造业的就业效应[J].工业技术经济,(11).

[9]李晓彤.工业机器人技术进步对我国制造业就业结构的影响[J].现代商业,,():45-46.

[10]王辉.工业机器人发展及其对就业影响分析[J].湖南农机,,():47,49.

[11]张萍,马青,沈灿钢.我国工业机器人产业发展面临的机遇与挑战[J].港口经济,,():11-13,24.

[12]马壮,于海亮.工业机器人技术的发展及其对就业的影响研究[J].冶金管理,,No.(21):-.

[13]刘海荣.天津推进机器人产业发展的对策研究[J].信息系统工程,,():37-38.

[14]李丫丫,潘安,彭永涛,等.工业机器人对省域制造业生产率的异质性影响[J].中国科技论坛,,No.(06):-.

[15]韩民春,韩青江,冯钟.工业机器人技术进步对就业的影响分析:一个理论模型框架[J].广东商学院学报,,():4-10.

[16]武燕,陈静雯.中国工业机器人产业发展对策研究[J].对外经贸,,No.(05):45-48.

[17]张鹏.工业4.0背景下我国机器人产业发展的双重定位及政策选择[D].陕西师范大学,.

[18]邓呈昱.机器人革命对制造型企业影响视角下我国社会保障探讨[J].商讯,,No.(12):99-.

[19]侯伟.促进天津市智能机器人产业发展的对策研究[D].天津科技大学,.

[20]马一.芜湖市机器人产业发展状况分析[J].中国人力资源社会保障,,07(No.):33-34.

[21]肖蓉.我国机器人产业发展现状,问题及对策[J].中国科技成果,,18(3):6-8.

[22]张萍,马青,沈灿钢.我国工业机器人产业发展面临的机遇与挑战[J].产业创新研究,,():P.11-13.

[23]熊媛.工业机器人的发展现状及其未来[J].农家参谋,(23).

[24]NaLI.PracticalDevelopmentofMachineryManufacturingIndustryBasedonRobotNCTechnology[J].Adhesion,.

[25]HuangM,PolytechnicJ.ResearchontheInfluenceofIndustrialRobotonEnterpriseTransformationandTalentDemand[J].ManagementTechnologyofSME,.

[26]LiY,PanA,PengY,etal.EffectsofIndustrialRobotsontheProductivityHeterogeneityofChineseProvincialManufacturingIndustry[J].ForumonScienceandTechnologyinChina,.

[27]ZhaoLM,YangSF,Ke-XinWU,etal.ResearchontheInfluenceofFDIontheUpgradingofManufacturingIndustryStructureinLiaoningProvince[J].ManagementTechnologyofSME,.

[28]JingWU,EconomicsSO.InfluenceofRegionalIndustrialTransferontheTransformationandUpgradingofManufacturingIndustryinWesternChina——BasedonthePerspectiveofIndustryValueChain[J].SoftScience,.

[29]WangSW,LiuXQ,ZheLI.ALiteratureReviewoftheInfluenceofProducerServicesonManufacturingIndustryTransfer[J].JournalofLanzhouUniversityofFinanceandEconomics,.

[30]CharalambousG,FletcherSR,WebbP.ThedevelopmentofaHumanFactorsReadinessLeveltoolforimplementingindustrialhuman-robotcollaboration[J].InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,,91(5).