国家863计划先进制造与自动化技术领域机器人技术主题发展战略的若干思考

作者：863计划机器人技术主题专家组组长 王田苗

从需求入手分析了我国急需解决的问题，并针对这些问题分析了世界在这些领域的现状与趋势，讨论了国家863计划机器人技术主题在“十五”期间的工作目标和任务。

世纪之交，世界经济结构正在发生重大而深刻的变革，美国、欧盟、日本等发达国家的政府先后推出并实施了多个与机器人技术、自动化工艺装备相关的国家研究计划，以支持相关的核心技术和关键重大装备的研发与应用。我国政府也非常重视机器人技术研究与开发，并在国家“十五”863计划中予以重点支持。经过国家863计划15年的实施，我国在机器人技术与自动化工艺装备等方面已取得了突破性进展，缩短了同发达国家之间的差距。但是在机器人与自动化装备中核心及关键技术的原创性研究、高性能关键工艺装备的自主设计和制造能力、重大成套装备的系统集成与开发能力、高可靠性基础功能部件的批量生产应用等方面，同发达国家相比我国仍存在较大的差距。

为了进一步提高我国机器人技术与自动化工艺装备的整体技术水平，进一步缩短同发达国家之间在制造业信息化方面的差距。“十五”期间，迫切需要进一步加强对机器人技术与自动化工艺装备研究开发的支持，以期在战略必争装备技术与竞争前核心技术、基础制造装备与成套关键装备制造技术的研究开发等重点方向实现创新和跨越式发展，赶超世界先进水平，为我国国民经济发展和国家安全建设做出更大的贡献。

1. 需求分析

进入21世纪，世界经济结构正在发生重大而深刻的变革，但制造业依然是世界各发达与发展中国家加快经济发展、提高国家综合竞争力的重要途径。

我国是一个制造业大国，尚处于工业化进程之中，在未来相当长的时期里，制造业仍将在国民经济中占主导地位。在新一轮国际产业结构调整中，我国正逐步成为世界最重要的制造业基地之一。

然而目前我国装备制造业的整体水平与发达国家相比尚有较大的差距，尤其是在战略必争装备技术与竞争前核心技术、基础制造装备与成套关键装备制造技术等方面差距更大，这种差距又主要体现在先进装备的自主设计与独立制造能力差，成套与系统集成、优化能力差，技术创新和集成创新能力差。这些差距已经成为制约我国制造业乃至其他行业经济发展的关键瓶颈问题之一。

随着我国加入WTO，我国装备制造业从来没有像今天这样直接地面对国际同行的有力竞争和挑战。如何适应激烈的国际竞争和快速变化的世界市场需求，不断以高质量、低成本、快速响应的手段在新的市场竞争中求得生存和发展，已是我国装备制造业不容回避的问题。同时加入WTO也为我们提供了前所未有的机遇，我们必须抓住机遇迎头赶上。

1．1国家发展迫切需要的战略必争装备与竞争前核心技术

战略必争装备是指那些涉及国家安全、经济命脉以及在国际经济竞争中对国民经济影响重大的装备；竞争前核心技术是指在未来的国际竞争中有可能开拓新的广阔市场或成为新的战略必争技术。可以说，战略必争装备与竞争前核心技术关系到一个国家的兴衰与存亡，是一个国家安全独立和成为一个强国必须拥有的装备和技术。

对机器人技术主题，用于国家战略资源勘探——海洋资源开发的水下作业装备和空间资源探索的空间探测器，用于高精尖设备制造的超精密加工装备，面向IT 等产业的电子专用制造装备，对未来许多行业将产生重大影响的微机电系统以及集当代众多高技术于一身的仿人形机器人、仿生机器人、微操作机器人等特种机器人，都是关系到子孙后代的战略必争装备或竞争前核心技术，是花钱也买不到的装备与技术，是中国要成为一个强国必备的装备与技术。

1．2国家发展急需的基础制造装备与成套装备制造技术

一个国家仅仅拥有了战略必争装备和竞争前核心技术是不够的。要想成为经济强国，完成工业化的建设，必须在装备制造业掌握有关基础制造装备与成套装备制造的核心技术。2O世纪70～80年代美国制造业发展的衰落和竞争力减弱的例子很好地说明了这一点。2O世纪70年代前，美国的产品竞争力一直令对手望尘莫及，但到了80年代，美国人发现日本、德国等国家后来居上，逐步取代了他在国际市场的霸主地位。经过认真深入地分析，他们发现其原因是美国失去了在装备制造业方面的优势，而日、德等国，特别是日本，对制造技术及装备研究的投入比例远大于美国。于是从20世纪80年代后期开始，开展了一系列旨在振兴美国装备制造业的庞大计划，加大了对制造业技术与装备研究的投人，使美国的制造业重振雄风，也使美国经济得以逐步复苏并保持持续增长的势头。

在世界经济全球化的今天，虽说绝大多数基础制造装备与成套装备，只要花钱都可以买到，但对我国这样的发展中大国来说，必须掌握了关键的基础制造装备与成套装备制造的核心技术，才能牢固占有国内市场，并不断开拓国际市场，在竞争中立于不败之地。

a. 对基础制措装备的需求。一个国家制造业水平的高低，很大程度上取决于其基础制造装备水平的高低。据原国家机械局预测：20O5年我国数控机床市场总容量约 30 000台，中、高档市场年需求量 12 O00台，其中数控车床、加工中心（包括数控铣床）占60％，约7000台。基础制造装备不仅需求量大，而且对装备的技术水平的要求越来越高，如飞机制造业中的大台面多坐标数控龙门铣床、高速加工中心、专用高速蜂窝铣等。对于这样的高档专用设备，目前主要依赖进口。但这类设备是西方国家对华禁运的重点，1999年的“考克斯报告”提出要控制对华出口机床，2000年美国就通过了针对中国的《控制高技术机床出口》法案。

b．对大型、成套装备的需求。我国汽车到2005年产量可接近270万辆，“十五”期间我国汽车制造业购买生产线所需的各种技术装备，初步测算就将达到600亿元；还有在电子、家电制造业，对生产线所需的数控加工装备、工业机器人、自动化物流输送系统均有巨大的市场需求。

在非制造领域同样有着迫切的需求。未来10年，我国基础设施建设将处于前所未有的高速发展阶段，将新建铁路1万余km，新建城市地铁1000km，公路建设投资 1万亿元；在水利建设方面，就有130多个水电工程需要建设；国家计划的大型露天矿有25个需要开采；此外尚有“西气东输”、“南水北调”、“进藏铁路” 等巨大工程。这些均将形成对大型工程、建筑机械（装备）的巨大市场需求，如需要6.3m左右，用于地铁隧道掘进的盾构机约120台（每台数千万元）。

然而，我国对于一些大型的成套装备基本都依赖引进，目前光纤制造装备的 100％，IC制造装备的85％，石化装备的8O％，轿车工业装备。数控机床和其他数字化机械（如纺织机械、多色胶印机）的70％以上依赖进口。同样，大型工程机械（如用于地铁隧道掘进的盾构机）也主要依赖进口，且比例在上升。一个明显的例子是挖掘机，我国有挖掘机企业近2O家，虽然市场需求20000 台，但在国外品牌挖掘机的大举进攻下节节败退，目前国产挖掘机的市场份额已剩不到5％。

综上所述，我国国民经济和社会发展对机器人技术和自动化工艺装备中的战略必争装备、基础制造装备和成套装备提出了迫切需求。研究开发上述技术与装备是实现我国传统产业改造升级。完成工业化的迫切需要；是促进我国制造业“两个根本性转变”，实施制造业信息化工程的需要；是增强国防实力、国家安全与国际地位的需要；是实现党中央第三步战略目标的需要；是国民经济可持续发展的基本保证。