算法不精，核心技术未掌握，国产工业机器人与国外差距有多大？

回忆中的机器人表演

各位还记得三年前我们分享的那段视频吗？三台机器人在托盘上精准绕行易拉罐，展示的是多轴联动控制技术的魅力。这种高速而精准的控制力，让人叹为观止。“这是ABB公司在2009年的技术，至今我们仍无法企及”，资深机器人从业者马龙如此感慨。

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要完成如此复杂的动作，机器人的核心控制器必须出类拔萃。国产工业机器人的“大脑”，由于核心算法的缺失，尚显稚嫩。其稳定性、故障率、易用性等关键指标，与发那科、ABB、安川、库卡这“四大家族”的工业机器人相比，仍有较大差距。

在2017年，中国的工业机器人购买量每月高达9000多台，已超越美国和欧盟的总购买量，较2016年增加了3000多台。预计至2019年，这一数字还将猛增140%。高端机器人的市场依然被进口产品占据。核心算法的不足，已成为国产工业机器人迈向高端制造的巨大挑战。要想在这竞争激烈的市场中脱颖而出，我们必须努力攻克这一技术难关，让国产工业机器人的“大脑”变得更加聪明。根据平安证券的报告，工业机器人的控制系统集中体现了其设计理念，成熟的机器人厂商倾向于自行开发控制器和伺服系统，确保机器人的稳定性和技术体系。全球控制系统的市场份额与工业机器人本体市场相当。工业机器人的优劣，稳定性与精确性是关键衡量标准。核心控制器，作为工业机器人的“大脑”，其重要性不言而喻。而要让这个“大脑”顺畅地传达意图，还需要软件这门“语言”。底层核心算法便是讲好这门语言的必备要素。目前，业内领先的“四大家族”能够销售伺服系统、减速器、编码器等关键部件，但对核心算法保持高度保密，绝不会外泄。

尽管国产工业机器人在硬件方面取得了显著进步，但在核心算法方面仍存在较大欠缺。这就好比一个机器人虽然拥有了强健的体魄，但“大脑”常常出错，稳定性和精确性无法得到保障。核心算法的缺失，成为了制约国产工业机器人发展的瓶颈。要想提升国产工业机器人的竞争力，必须重视核心算法的研发与创新。只有这样，我们才能打破国外技术壁垒，让国产工业机器人在国际市场上立于不败之地。某国内机器人企业的技术总监忧心忡忡地指出，国产机器人在核心算法上的显著差距，导致了其稳定性和故障率的问题。他提到：“从参数自整定到抑震算法，再到转矩波动补偿，我们与领先者的差距仍然很大。”

在机器人领域，一位资深人士，沈阳霹雳科技有限公司的技术合伙人、机器人软件工程师周超也表达了类似的观点。他对比了国产机器人与所谓的“四大家族”设备的稳定性：“工厂里使用百多台国外品牌设备，一年可能也难得出现几次故障；但如果换成国产机器人，故障率可能会翻倍甚至更多。”

正是由于这种显著的差距，一些客户在选择时选择了购买二手进口机器人，甚至愿意为此支付高额的“重新开机费”，也不愿冒险使用国产机器人。在他们看来，好的算法可以使机器人稳定运行而不出故障，而差的算法即使代码冗长也难以达到理想状态。周超用一个形象的比喻来解释这种差距：我们就像是刚刚从驾校毕业的新手司机，而国外的机器人技术则像是经验丰富的赛车手，二者的差距一目了然。这种核心技术的差距让国产机器人在市场上面临巨大的挑战。您提到的核心算法的重要性确实不容忽视。在不追求高精度生产的情况下，缺乏核心算法的机器人产品或许还能勉强应对。一旦涉及到航天航空、军工、汽车制造等高端领域的应用，我们就不得不依赖进口工业机器人了。这背后的原因，就如同一位没有策略指导的指挥官，即使拥有强大的武器和士兵，也难以在战争中取胜。软件的落后不仅体现在机器人的核心控制器上，还直接影响了伺服系统的响应速度。这就像是一场战争的协调问题，如果命令传达不精准或响应不及时，整个作战计划都可能受到影响。想象一下，当机器人的核心控制器、伺服驱动器和伺服电机协同作战时，如果任何一个环节出现问题，都会像战争中信息传递的失误或士兵行动的迟缓一样，导致整个行动的效率大打折扣。掌握核心算法对于提升机器人的整体性能至关重要。随着科技的飞速发展，“四大家族”的机器人产品已经进化到了一个新的时代，它们的“将军”现在能够通过4G信号直接指挥“士兵”，行动迅捷，效率极高。相比之下，国产机器人还仿佛停留在传令兵时代，行动速度明显较慢。

马龙对此深有体会，他指出：“如果不掌握核心算法，这一差距很难缩小。”对于单台伺服系统，国产机器人的动态和静态精度已经相当出色。高端机器人通常配备多台伺服系统，这时，传统的控制方法就显得捉襟见肘，难以取得令人满意的控制效果。

想象一下，多台伺服系统需要一个聪明的“大脑”提前进行计算。而国外的核心控制器，通过底层算法，可以直接通过伺服系统的电流环操作电机，实现高动态、多轴非线性条件下的精密控制。这就是“四大家族”的机器人为什么能够响应速度更快、定位更准确的原因。

而这种差距并不仅仅体现在性能上。由于算法和软件的差距，最终产品的售价也相差悬殊。以伺服系统为例，即使核心元器件几乎完全相同，成本相差无几，但国外的产品售价竟然高达国产的十倍！

马龙指出，国产伺服系统大多使用自带的软件库，而国外企业则掌握了许多高级功能的使用权，却不向我们开放。例如，位置环的S曲线功能，若需使用此功能，就必须购买他们的产品，从而不得不接受其定价权。这也让我们在核心技术上受到了限制。

而在全球减速器市场，日系品牌占据了绝对的主导地位，垄断了高达85%的市场份额。以纳博特斯克的RV-110E减速机为例，其精密减速器的制造涉及大量的投资和高超的技术，形成了极高的壁垒。这使得全球工业机器人减速器的市场高度集中，日本纳博特斯克在RV减速器领域处于垄断地位，而哈默纳科则在谐波减速器领域独领风骚。这两家日本企业合计占据了全球市场的75%左右，另一家日本厂商住友也占据了10%的市场份额。由于技术壁垒的存在，工业机器人本体制造环节对减速器的议价能力非常有限。