本章對日本機器人產業自20世紀60年代末以來的發展進行梳理，將其發展歷程分為四個階段，分別為搖籃期、快速發展期、波動發展期與轉型發展期。同時，總結出日本機器人產業現有特點。
日本機器人產業發展歷程
1、搖籃期（1967年－1970年）
二戰后，日本奉行“貿易立國”戰略，經濟水平在戰后快速恢復并達到了較高水平，同時日本與其他國家間的貿易摩擦加劇，貿易順差與日元升值使得日本政府逐步將“貿易立國”轉變為“技術立國”，以探尋新的發展路徑，引進國外多項技術推動本國技術水平的提高，經濟高速發展的同時，勞動力匱乏的程度逐漸加劇。1967年，日本川崎重工從美國Unimation公司引進了先進的機器人及其技術并于一年后研制出日本第一臺工業機器人，工業機器人的國產化標志著機器人產業化的開始。川崎重工作為最早的機器人制造企業，引領日本機器人產業吸收國內外優秀經驗，為日本國內提供先進的機器人產品，帶動機器人產業快速走出搖籃期。
2、快速發展期（1970年－1990年）
1973年10月，中東戰爭爆發引起了石油危機，石油價格瘋漲，對石油的高度依賴使得日本陷入恐慌，經濟奇跡被無情打斷，出現了經濟負增長與嚴重的通貨膨脹。日本面臨能源價格上漲帶來的沖擊與勞動力不足的困境，而機器人能夠一定程度上節約能源并進行自動化生產，給日本帶來的一絲曙光。在此背景下，日本政府制定與機器人相關的法律法規與行業標準，頒布了《機電法》、《機情法》等相關法律，為日本機器人產業的未來發展打下了基礎。工業機器人駛入發展的快車道，迅速應用于汽車制造業與電子制造業，其產量在1970年－1980年十年間實現了爆發性的增長，產量從1970年的1350臺增加到1980年的1.9萬臺，年均增長率高達30.8%。截至1972年，日本國內已建立120余家工業機器人企業，主要對外銷售的企業中有42家是日本機器人工業協會的正式會員，而同時期歐美工業機器人企業數量分別只有20余家，大量企業的建立使日本在機器人技術的研發及利用普及上占據先導地位，間接推動了競爭力快速形成。伴隨著產業的高速成長，日本機器人產業已積累了一定發展經驗，具備了一定競爭力，由于國內存在的勞動力不足問題仍在持續，機器人的普及應用成為政府高度關注的話題。1980年被日本政府稱為“機器人普及元年”，政府積極推出一系列鼓勵扶持政策，從大環境上為機器人產業發展賦力，如1980年頒布《財政投融資租賃制度》，1984年頒布《機器租賃制度》，為中小企業租賃機器人提供貸款；為支持企業進行機器人研發設立稅收減免。1980年日本工業機器人產值784億日元，僅一年后便超過1000億日元。1982年，日本工業機器人的產量已達到約2.5萬臺，高級機器人的保有量約占世界總量的56%。1986年，日本機器人保有量達到10萬以上，產業生產總值超過3000億日元，一躍成為名副其實的“機器人王國”，到1990年，其產值達到5443億日元。
在產量與產值并進的同時，其產業技術水平也持續提升，應用領域擴大。這一階段日本95%以上的工業機器人被廣泛應用于制造業，主要為汽車與電子機械制造業，而在這些制造業中培養的技術又進一步應用于金屬制造業、食品制造業等領域，甚至應用于造船業，剩余部分應用于原子能產業與海洋開發。機器人在制造業內的廣泛普及帶動了勞動生產率，反哺制造業發展，同時多樣化的應用場景賦予日本機器人豐富經驗，在多元化應用水平上具有極強的競爭力。
3、波動發展期（1990年－2015年）
這一時期，日本國內機器人市場趨于飽和，泡沫經濟破滅后，廠商開始建設海外工廠以發展出口，其在產品出口方面的國際競爭力逐漸顯現出來。中國、韓國等新興國家對機器人的需求迅速增長，日本工業機器人對外輸出總額從1990年的1078億日元上升到2015年的4954億日元，是名副其實的機器人出口大國。但受傳統制造業優勢減弱及金融危機影響，2006-2009年日本工業機器人總產值下滑，2009年下跌至前一年的一半。2015年，日本工業機器人訂單總額達7027.4億日元，總產量6806.11億日元，出口量占其總銷產量約70%，其中對亞洲出口占總出口量約60%，總金額近3000億日元[33]。雖呈現波動，但此時日本工業機器人在產量、出口與技術方面的競爭力均已穩定居于世界領先水平。在工業機器人發展已經較為成熟的基礎上，服務機器人的研發進一步增多，2000年日本本田技研研制了可以行走的類人型機器人ASIMO，向世人展示其在仿生領域的最新進展；2003年，三菱重工推出家庭服務機器人Wakamaru；2009年日本產業技術綜合研究所研制了世界上第一款機器模特。日本充分考慮其少子老齡化的國情，重視對醫療護理領域的服務機器人研發，研發的藥品分裝、康復護理等機器人已在醫院與養老院得到應用。2014年日本政府頒布《機器人白皮書》，將機器人及其技術的研發置于重要戰略地位。這一階段，日本工業機器人產業競爭力仍較為穩定，而在服務機器人領域，其多次推出具有重大意義的服務機器人，展示出其潛在競爭力。
4、轉型發展期（2015年－至今）
伴隨著人工智能、互聯網等新技術的應用，機器人逐步向智能化的2.0時代邁進，以中國為代表的新興國家機器人產業開始迅速發展，日本機器人產值增長率放緩，市場占有率及國際競爭力受到挑戰。日本政府意識到危機，為鞏固提升產業競爭力，日本于2015年頒布了《機器人新戰略》，提出推進機器人革命，充分把握互聯網技術對機器人產業發展所帶來的機遇，指出要實現機器人革命的三個核心戰略：一是將日本打造成為世界機器人創新基地；二是要成為世界第一的機器人應用國家，實現機器人的市場化；三是要邁向引領世界的機器人新時代[30]，表明了日本迎接機器人2.0時代的堅定決心。同時，2015年日本服務機器人市場正式邁入成長期，產業重點將從工業機器人向服務機器人轉移，預計2035年服務機器人將占機器人總產量的50%。國際市場的變化是對日本機器人產業競爭力的巨大挑戰，如何把握新技術與機器人產業的結合，是提升日本機器人產業競爭能力的關鍵。
日本機器人產業發展特點
1、產值與安裝總量大，機器人密度高
日本機器人工業協會數據顯示（見圖3.1），進入20世紀以來，日本工業機器人產值除2009年產值受金融危機影響大幅降低外，其余年份整體呈現上升趨勢，產量始終位于全球前列，2018年產值達到歷史最高，總額9116.09億日元，達24萬臺，2019年總體產值略有回落，產值約為7800億日元。從安裝量看（見圖3.2），2015年日本工業機器人安裝量占全球安裝總量的23%，2019年為49.9萬臺，持續位列世界第二位，對工業生產已經實現高度自動化的國家而言，這是十分罕見的。
圖3.1 2001-2019年日本工業機器人產值
圖3.2 2019年世界工業機器人安裝量top15
從應用產業來看，日本工業機器人最早應用于汽車制造業，而后逐步應用于機械制造業，而進入21世紀，其應用范圍逐步擴展到食品、飲料、化工等行業領域，但對機器人需求用量最大的仍為汽車制造業與機械制造業。2019年，日本國內出貨總量53612臺，其中應用于機械制造業的機器人占比41.8%，汽車制造業的占比32.6%，達到其出貨總量的70%以上。伴隨著服務機器人市場進入成長期，機器人的應用領域進一步擴展到家庭、醫療、護理等領域。機器人密度是運行中的機器人數量與員工數量的比例，以整個制造業或特定產業部門為對象，可以解釋為工業機器人在相應產業領域內的滲透程度，用每萬名員工的機器人運行數來加以衡量。2019年，世界工業機器人密度平均線為113臺，其中歐洲114臺，美洲103臺，亞洲則從2018年的91臺上升到118臺。日本工業機器人密度高達364臺，是世界平均值的3.2倍，亞洲平均值的3.1倍，中國的1.9倍，超過德國，在新加坡、韓國之后位列世界第三位。受日本本土文化、人口減少及終身雇傭制的影響，日本企業更樂于引入工業機器人，工人不用擔心因此而失業，機器人的應用充分提高了制造業領域的工作效率，也是日本機器人密度大幅高于機器人起源國美國的原因之一。
2、工業機器人出口為主，出口競爭力強
20世紀90年代起，日本國內工業機器人需求逐漸減少，政府改變策略逐步開拓海外市場，重心逐步轉向出口，此后其出口率持續上升，2001年，日本工業機器人出口24855臺，出口額1612億日元，出口約占總銷量的40%，即使2008、2009年受到金融危機的影響，其出口率也未受到負面影響，2018年其出口量超過了總產量的七成，海外市場逐漸成為主要部分，日本成為名副其實的機器人出口大國（見圖3.3）。從流向看，其50%以上的產品出口到了亞洲地區，其次是北美與歐洲，伴隨著中國近年來對機器人的需求激增，中國成為日本工業機器人的第一大進口國。日本擁有世界范圍內領先的機器人技術，并在長期產業發展中積累了豐富的經驗，整體產業已比較成熟，核心零部件企業占據著近乎壟斷的地位。中國機器人使用的精密減速器75%從日本進口，側面反映出日本機器人產業較高的技術水平及較強的出口競爭力。
圖3.3 2001-2019年日本工業機器人出口變化圖
3、推動服務機器人市場化，研發預算高
服務機器人是機器人領域中未來重點關注的部分，隨著經濟文化以及生活模式的改變，服務機器人勢必會在未來與生活領域深度融合，成為新興的產業領域。日本早年動畫便滲透出對機器人的關注，使得國內對于機器人的接受程度更高。更有學者提出：“在歐美，機器人被視為工具；在日本，機器人被視為朋友”。
日本服務機器人相關技術水平與其工業機器人的發達程度無法比擬，整個服務機器人市場還處于成長階段。而伴隨著勞動力人口減少的現狀，日本政府對服務機器人的應用抱有高度期待。據日本富士總研調查數據顯示，2016年日本面向企業的服務機器人市場規模約為217億日元，預計在2030年將會達到3000億日元。現階段的主流產品為力量助力套裝、交流機器人、無人機等通用型產品，而特定業務用機器人的開發和普及也在持續推進中[37]。2013年日本經濟產業省發布護理機器人開發支援政策，并建立專門網站進行事業成果追蹤，旨在推進護理機器人研發應用。為促進無人機的技術開發，2020年日本政府設立預算40億日元；預算3億日元普及配送機器人；預算29.3億推動人工智能開發事業?，F階段日本已開發幫助老年人減輕腰部負擔的輔助套裝、自動準備患者所需藥劑的藥品篩選系統等；在災害應對領域開發無人機進行停電修復與物資系統；在農業領域開發了可以自動設定耕耘路線的自動駕駛拖拉機等，全力推動服務機器的人研發與應用。
4、企業掌握領先技術，國際市場份額高
機器人龍頭企業運用其自身的領先技術與先進經驗能夠帶動上下游企業，并推動整個產業發展。世界工業機器人“四大家族”中，日本占有兩席：發那科與安川電機。發那科作為四大家族之一，其系列機器人產品涉獵裝配、搬運、焊接等多個生產環節，在全球46個國家有近250家合資公司、子公司與辦事處，在伺服、控制系統方面具備生產能力，為機器人的生產提供內部支持。安川電機具備部分核心零部件的生產能力，同時設有工業機器人的系統集成部門，綜合性實力極強，其AC伺服電機和變頻器市場份額位居全球第一。日本國內也有“日本機器人四大家族”：發那科、安川電機、那智不二越與川崎重工，其他廠商如歐姆龍、雅馬哈、愛普生、松下、東芝等也均具備工業機器人的生產能力，在工業機器人領域有著舉足輕重的地位。據統計，日產工業機器人已占據中國市場50%以上市場份額。
作為機器人核心零部件的龍頭企業，日本的納博特斯克與哈默納科壟斷了大部分精密減速機的市場份額。納博特斯克成立于2003年，專注減速機領域近20年，其主打產品RV減速機已經在世界范圍內被廣泛使用，市場占有率達到60%以上，成為不可替代的重要企業。哈默納科成立于1970年，其生產的組合型諧波減速機被應用于工業機器人、精密機床等高端技術領域。同時現階段絕大多數機器人使用電池與發動機作為動力源，而日本擁有全世界最先進的發動機與鋰電池技術，特別是鋰電池技術占據全球65%的市場份額。
在服務機器人方面，根據高工產機器人研究所推出的最新報告，按創新能力、企業品牌透明度、獨立的公司治理與銷售收入四個標準進行評選，目前全球服務機器人企業前10位日本占據兩席，前30位占有8席。其中豐田注重于社交、聊天類機器人；軟銀則精耕情感、仿人機器人的開發，于2015年推出了可與人類交流的人形機器人Pepper，為超過兩千家的企業所應用，應用領域涉及服務、金融、零售等眾多領域。(作者：趙爾璐)
