工业机器人国产替代，任重道远。
机器人，工业之魂。
然而很少有人知道，日本，这个与我们一衣带水的国家，竟把持着全球工业机器人市场20年之久，卡住了无数工业制造的脖子。一旦日本断供，大批工业制造将陷入停摆危机。
机器人领域最顶尖的四大企业，素有业内“四大家族”之称：它们分别是日本的发那科（FANUC）、安川电机（Yaskawa）、瑞士的ABB、德国的库卡（KUKA）。
这四大家族加起来，以碾压式的优势占据了我国超过70%的工业机器人市场，以及全球近一半的工业机器人市场。
▲2020年中国市场工业机器人品牌销量排名
在部分高端工业机器人领域——比如应用在高端汽车、芯片、电子领域的六轴多关节机器人——四大家族甚至直接霸占了超过90%的中国市场，国产玩家几乎毫无抗争之力。
这其中，仅日本一个国家，就占去了四大家族的一半席位。日本发那科（FANUC）则更是早在2008年就成为了世界第一个突破20万台机器人的厂家，市场份额稳居全球第一。
从2000年开始，日本凭借着强大的工业机器人研发生产能力，成为全球第一大工业机器人生产和出口国。
2019年，即便在贸易摩擦与疫情形势严峻的双重影响下，日本工业机器人出口额仍达到了159.2亿美元，远超欧美其他国家，是机器人产业领域名副其实的“超级国家”。
反观我国，目前每万名产业工人所拥有的工业机器人数量仅为140台，远低于日本的327台。
更为可怕的是，日本还垄断着工业机器人上游生产的核心零部件。
以精密减速器为例，它是机器人关节的主要组成部分，占机器人整机成本近40%，是最核心的零件之一，被称为“机器人皇冠上的明珠”。
在这一领域，日本企业也具有压倒性的优势。
全球减速器方面，则被日本纳博特斯克（Nabtesco）、哈默纳科（Harmonic）、住友（SUMITOMO）、新宝（SHIMPO）等企业垄断。日系企业一家独大，连“四大家族”也要向日本采购。
▲日本机器人核心零部件产业优势，图源：《日本工业机器人崛起之路》戴荣荣
减速器是精密机械工艺的巅峰之作，其技术门槛非常高，是材料科学、精密加工设备、装配技术等学科的集大成之作，需要长期的经验积累，几乎完全不存在弯道超车的可能性。
而作为“工业之魂”，工业机器人的崛起与日本强大的工业制造息息相关。
日本是继美国、德国之后，第三个在世界上建立起机床工业的制造业强国。二战之后，日本政府大力扶持本土工业制造，在战略上提出贸易立国、科技立国，在战术上重点扶持钢铁、汽车、电力、半导体、核能等重工业，并自1982年以后长期雄踞世界工业强国一线阵营。
1970年代末期，日本汽车产业开始试用工业机器人，80年代进入大规模普及阶段。统一的机器流水线生产让日本车企的规模迅速扩大，同时成本持续下降。
如今，日系车企的世界霸主地位有目共睹，仅丰田、本田、日产几家车企的营收之和就超过了1000亿美元。2018年，汽车产业在日本的工业产值中占比达到了40%。
在1970年代后期，日本的半导体产业强势崛起，其全球份额从10%狂飙到40%，甚至引来了美国的疯狂打压。
在芯片半导体的上游设备与材料领域，日本企业有着绝对的话语权。在整个半导体产业的19种关键材料中，日本产业垄断全球过半市场的有14种。
四大家族之一的日本安川电机（Yaskawa）也是世界上最早将工业机器人应用到半导体生产的机器人公司。
高速增长的生产制造业与老龄化严重的日本社会形成了鲜明的对比，在不断激化的劳动力供需矛盾之下，日本工业机器人迅速崛起，走上了称霸之路。
1970年，随着战后婴儿潮的逐渐结束，65岁以上的老龄人口占比突破7%红线，日本步入老龄化社会。
然而此时，日本社会却正经历着史上前所未有的高光时刻——战后经济奇迹。
在第二次世界大战结束后，日本国民经济受到致命打击，全国四成财富毁于战火，经济严重崩溃，社会持续动荡。
然而，日本政府抓住了战后国际贸易激增的机会窗口，在本国掀起了前所未有的工业化浪潮，国民的小康阶层开始迅速崛起，在短短二十多年间实现了经济腾飞。
在1965年到1970年期间，日本经济步入了超级繁荣期，工业生产总值年平均增速高达16%、GDP增长超过11%，并在1968年超过德国，成为仅次于美国与前苏联的世界第三大国。
这轮神话般的经济繁荣，被日本国民冠以了神的名字，称为“伊奘诺景气”。
然而，老龄化却如附骨之疽，阴魂不散地缠绕着日本工业。
▲1954-1984年日本GDP与劳动力人数反差，图源：中国银河证券研究院
1970年，日本的造船、电视、半导体收音机都已占世界第一位；钢铁、汽车、化肥、合成纤维等产量仅次于美国。
然而，此时日本的适龄劳动人口数仅为5153万人，年同比增长甚至不足1%。
激增的工业需求与日益加重的老龄化社会形成了巨大的劳动力缺口，致使日本制造业人力资源持续短缺，成本快速飙升。
与此同时，随着日本工业的迅速崛起，美国“经济老大哥”的地位开始受到威胁，日美之间贸易摩擦不断升级。
▲尼克松当选
1968年，尼克松在总统大选中承诺将打压日本的纺织品产业，正式拉开了日美第一次贸易保护战的大幕。
大量的贸易顺差、日益不友好的贸易环境、以及日元的过快升值，种种原因迫使日本政府重新审视国家定位，正式从“贸易立国”转向“技术立国”，将技术创新的重要性提到了前所未有的高度。
此时，日本开始大力引进国外先进技术，这些技术经历了从山寨到创新、从模仿到超越的历程，最终被日本社会逐渐内化，成为日本工业创新的基石。
大洋彼岸，美国Unimation公司在1959年开发了世界上第一台工业机器人，它的创始人约瑟夫·恩格尔伯格（Joseph Engelberger）被业内尊称为“机器人之父”。
1969年，通过引进Unimation公司的技术，日本川崎重工率先造出了日本史上第一台工业机器人Unimate，开创了日本工业机器人的先河。
▲Unimation最早的工业机器人图源：川崎重工
当时的机器人还在发展初期，庞大而笨重，只能完成很简单的任务，各项指标都不成熟。
但在日本人力极度短缺的背景下，机器人迅速进入了实用阶段，并最先应用在汽车制造领域——Unimation公司的发家之本——并迅速拓展到机械、电子等制造业中。
日本政府也没有闲着，除了出台一系列针对工业机器人的鼓励政策之外，在1971年与1978年，日本政府迅速跟进颁布了《机电法》和《机情法》，率先制定并完善了机器人产业的行业标准，为机器人的大规模应用铺好了道路。
与此同时，日本并没有止步于技术引进，他们大力投入技术研发，不仅成立了世界上第一个国家机器人协会，还自研开发出了世界第一台弧焊机器人、第一台SCARA工业机器人、第一台电机驱动机器人等等。
▲1980年川崎重工工业机器人在汽车产线上
图源：川崎重工
1980年，日本更是接连颁布两部刺激企业租赁工业机器人的制度法案，并由日本财政省、日本开发银行、牵头24家工业机器人企业成立“日本机器人租赁公司”，向中小企业提供机器人租赁和贷款，将机器人带到了产业链各大中小企业的工厂中。
在一系列疯狂的减税、补贴、贷款优惠、制度倾斜的扶持下，日本工业机器人迎来了第一波蓬勃发展的浪潮。1970年，日本工业机器人年产量约1350台，1980年暴增至19843台，年均增长率超过30%。
在“技术立国”的浪潮下，日本社会如饥似渴地吸收着机器人技术，川崎重工、安川机电、发那科等一大批工业机器人崛地而起，迅速占领了国内市场。
自此，日本机器人产业彻底摆脱了“技术进口”的限制，产业迎来爆发式增长的黄金二十年。
1982年，日本机器人保有量突破10万大关，高级机器人保有量超过全球的56%，远远超过机器人技术发源地——美国。
90年代后，发那科、安川机电更是崛起成为世界一流工业机器人厂商。随着日本国内市场趋于饱和，在政府的积极引导下，日本机器人厂商开始大举进军海外市场。
日本国内市场与全球市场的空间不可同日而语，很快，物美价廉、精准可控的日本工业机器人受到了来自世界各地的认可，订单如雪片般飞至。
2012年，日本机器人出口额已经占据产业总销售额的70%以上，而幅员广阔、不断崛起的亚洲市场，则成了日本机器人的最大买家。
2000年以后，日本已经成长为全球机器人第一大国，不仅稳坐机器人产销王牌位置，还把控着包括减速器、伺服电机在内的上游核心零部件，可谓笑傲机器人江湖。
随着中国经济的不断崛起，中美贸易形势开始恶化，国内生育率下滑，人口红利逐渐消失，企业用工成本不断攀升……
一切的一切，与曾经的日本市场何其相似。
事实上，中国正面临着与日本20世纪80年代类似的，工业机器人需求暴涨阶段。
从2013年开始，中国就是全球工业机器人第一大市场。2016年中国的机器人安装总量更是达到了惊人的世界第一，发展速度史无前例。
然而，我国工业机器人的生产制造能力却十分落后，不仅在核心技术、核心零部件上被人“卡着脖子”，高端机器人市场更是接近全面失守。
而这背后的原因，则同样要追溯到40年以前。
1977年，在日本社会积极拥抱机器人时，海湾彼岸的中国尚未迈出产业探索的第一步。
而此时，中国机器人产业界最关键的人物之一，未来的院士与“中国机器人之父”——蒋新松，步入了人们的视野。
▲蒋新松院士
1977年，多国重金投入机器人产业，凭借着在东北工业自动化研究所多年的研究经验，蒋新松敏锐地察觉到，机器人必将成为国家科技实力与工业水平的象征。
在这一年的中科院自然科学规划大会上，蒋新松首次提出了发展机器人和人工智能的设想，并在此后陆续提出了“智能机器人在海洋应用”等重要课题。
然而，“十年动乱”让中国科技界元气大伤。大批科学家遭受迫害，科研工作全面陷于停顿，缺人、缺钱、缺技术，想要追上国际先进水平，谈何容易。
一直到1985年，在总设计师蒋新松的带领下，中国才拿出了第一台可正常运作的水下机器人“海人一号”。
▲“海人一号”机器人 图源：央视
历经艰难，八载春秋，“海人一号”的成功不仅标志着中国机器人产业研究进入新阶段，更是大大鼓舞了蒋新松与其他科学家们的信心。
1986年3月，机器人项目被列入我国“863计划”（国家高技术研究发展计划）中，开启了迈向世界科技前沿的攻坚战。
在此后的日子里，蒋新松不仅连任四届“863计划”自动化领域首席科学家，还带领团队攻克了我国CIMS、特种机器人、智能机器人等多个领域的空白；主编撰写了《机器人学导论》；并创办了中国自动化学会刊物《信息与控制》和《机器人》杂志，全面推进着我国机器人产业的发展。
1994年，蒋新松当选为中国工程院首批院士，1997年因突发心脏病逝世，年仅66岁。
为了纪念蒋新松，目前国内最大、国际一流的新松机器人公司就是以他的名字命名的。
如今，我国工业机器人产业已经走过了四十载，虽然在部分领域有所突破，但是整体发展始终处于落后地位。
随着中国改革开放的不断深入，我国的工业制造能力持续提高，工业机器人需求不断增长，从2013年开始就是全球工业机器人第一大市场。
而根据华创证券数据，当前我国工业机器人国产化率不足30%，国产龙头企业市占率不足3%。
在核心零部件方面，目前国内约85%的减速器、70%的伺服电机、超过80%的控制器市场都被国外品牌占据，高端产品线更是全面失守，多处空白。
中国工业经济联合会会长、工业和信息化部原部长李毅中曾感叹，“我国现在是工业大国，还不是工业强国；是制造大国，还不是制造强国。我们要清醒地看到差距和短板。”
和80年代的日本相比，我们有着太多的相似之处：美国打压、人口老化、用工成本增加、工业需求增长、长期依赖技术引进……
▲我国制造业用人成本不断攀升图源：德邦研究所
不同的是，中国广袤的市场空间给予了国内机器人厂商更多发展机会。
在“国产替代”的巨浪之下，伴随着新能源汽车、芯片半导体、高新电子等新兴产业所催生的市场需求，国内2020年工业机器人产量累计达到23万台，同比飙升19.1%；12月单月更是突破了2.9万台，创下历史新高。
后疫情时代，中国更是作为少数管控得当、顺利复工复产的国家，迎来了一轮制造业需求的暴增。
据中投产业研究院《2021-2025年中国机器人产业投资分析及前景预测报告》，未来五年我国机器人市场年均复合增长率约为15.80%，2025年市场规模将达到1463亿元。
广阔天地，大有作为。
