Interpretation von „Made in China 2025“: Förderung der Entwicklung von Robotern

Auf einer neuen historischen Höhe angekommen und ausgehend von der gesamten strategischen Lage legt «Made in China 2025» eindeutig den Aktionsplan für die ersten zehn Jahre der Umsetzung der Strategie zur Herstellungsmacht meines Landes fest und macht «hochwertige CNC-Werkzeugmaschinen und Roboter» zu einem der Schlüsselbereiche, die energisch gefördert werden sollen. Es wird vorgeschlagen, dass sich die Entwicklung der Robotikbranche «auf die Bedürfnisse industrieller Roboteranwendungen wie Automobil-, Maschinen-, Elektronik-, Gefahrgutproduktion, Verteidigungs- und Militärindustrie sowie Chemieindustrie und Leichtindustrie konzentrieren sowie auf Dienstleistungsroboteranwendungen wie Medizin und Gesundheit, familiäre Dienstleistungen, Bildung und Unterhaltung – und aktiv neue Produkte entwickeln soll. Die Standardisierung und modulare Entwicklung von Robotern fördern sowie die Marktanwendungen ausweiten. Technische Engpässe bei Schlüsselkomponenten wie Roboterkörper, Getriebe, Servomotor, Steuerung, Sensor und Antrieb sowie bei Systemintegrationsdesign und -fertigungstechnologie überwinden.» In der Roadmap für technologische Innovationen in Schlüsselbereichen wird deutlich, dass der Entwicklungsfokus der chinesischen Robotikbranche im kommenden Jahrzehnt hauptsächlich in zwei Richtungen liegt: Zum einen die Entwicklung einer Produktserie von Industrieroboterkörpern und Schlüsselteilen, die Industrialisierung und Anwendung industrieller Roboter vorantreiben sowie den dringenden Bedarf an Transformation und Modernisierung der chinesischen Fertigungsindustrie decken; zum anderen die Durchbrüche bei Schlüsseltechnologien für intelligente Roboter und die Entwicklung einer Reihe intelligenter Roboter. Damit soll aktiv auf die Herausforderungen der neuen Runde wissenschaftlicher und industrieller Transformation reagiert werden.

1. nachfrageorientiert, Innovationsfähigkeit stärken, Marktanwendungen ausbauen

Gemäß den unterschiedlichen Anwendungsumgebungen unterteilt die Internationale Robotervereinigung (IFR) Roboter in zwei Kategorien: Industrieroboter in Fertigungsumgebungen und Serviceroboter in Nicht-Fertigungsumgebungen. Industrieroboter sind der allgemeine Begriff für Roboter, die in der industriellen Produktion eingesetzt werden; sie gehören zu den wichtigsten Anlagen zur Fabrikautomation in der modernen Fertigungsindustrie. Ein Serviceroboter ist ein nicht-produktiver Roboter, der dem Menschen dient. Die Technologie der Serviceroboter wird hauptsächlich in unstrukturierten Umgebungen mit komplexer Struktur eingesetzt. Mithilfe eigener Sensoren und Kommunikation kann er Informationen über die externe Umgebung gewinnen, um Entscheidungen zu treffen und entsprechende Aufgaben zu erfüllen.

1. China ist zum weltweit größten Markt für Industrieroboter geworden; das Potenzial ist noch immer zu erschließen.

Industrieroboter beziehen sich hauptsächlich auf mehrachsig bewegliche Manipulatoren oder Mehrfreiheitsgrad-Roboter, die für industrielle Anwendungen konzipiert sind und im industriellen Produktionsprozess zum Handling, Schweißen, Montieren, Bearbeiten, Lackieren sowie zur sauberen Produktion eingesetzt werden. Im Jahr 2014 erreichten die weltweiten Verkäufe von Industrierobotern einen Rekordhöchststand von 225.000 Einheiten – ein Anstieg von 27 % gegenüber dem Vorjahr. Die treibende Kraft für das Marktwachstum kommt vor allem aus der asiatischen Region, insbesondere aus China und Südkorea.

In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach Robotern in China rapide gestiegen und hat sich zu einem wichtigen Weltmarkt für Roboter entwickelt. Im Jahr 2014 erreichten Chinas Verkäufe industrieller Roboter 56.000 Einheiten, was einer Steigerung von 52 % entspricht und China erneut zum weltweit größten Markt für Industrieroboter machte. Die Nutzer haben sich von rein ausländischen Unternehmen und chinesisch-ausländischen Joint Ventures hin zu einheimischen Unternehmen und sogar kleinen und mittleren Unternehmen gewandelt. Viele Unternehmen in den entwickelten küstennahen Industriegebieten Chinas produzieren für den Export, was hohe Produktqualität voraussetzt. Immer mehr Unternehmen setzen Roboter statt Industriearbeiter ein. In der Region des Perlflussdeltas hat die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate beim Einsatz industrieller Roboter bereits 30 % erreicht – insbesondere in den Bereichen Montage, Dosierung, Handhabung, Schweißen usw., was einen Boom beim Einsatz von Robotern ausgelöst hat.

Obwohl China seit 2013 der weltweit größte Markt für Industrieroboter ist, ist die Dichte von Industrierobotern in der Fertigungsindustrie nach wie vor sehr niedrig. Im Jahr 2013 betrug die Dichte von Industrierobotern in China lediglich 30 Einheiten pro 10.000 Industriearbeiter – weniger als die Hälfte des globalen Durchschnitts. Verglichen mit Südkorea (437 Einheiten pro 10.000 Industriearbeiter), Japan (323 Einheiten pro 10.000 Industriearbeiter) und Deutschland (282 Einheiten pro 10.000 Industriearbeiter), wo der Grad der industriellen Automatisierung hoch ist, ist der Abstand sogar noch größer. Der inländische Markt für Industrieroboter weist daher weiterhin großes Potenzial auf.

Als großes Produktionsland hat China bei der Anwendung industrieller Roboter bisher eine rückständige Position eingenommen. Neben der Automobilindustrie befindet sich die Anwendung von Robotern in der allgemeinen Fertigungsindustrie im Wesentlichen in einem spontanen, dezentralisierten oder fragmentierten Zustand. Mit der Entwicklung der Fabrikautomation in China werden industrielle Roboter auch rasch in anderen Industriezweigen gefördert, wie etwa in der Elektronik, bei Metallprodukten, in der Gummi- und Kunststoffindustrie, in der Lebensmittelbranche, bei Baustoffen, in der zivilen Sprengstoffindustrie, in der Luftfahrt, in der Medizintechnik sowie in weiteren Branchen.

Der Grad der Anwendung industrieller Roboter ist ein wichtiger Indikator für das Niveau der industriellen Automatisierung in einem Land. Die Entwicklung industrieller Roboter in meinem Land sollte sich darauf konzentrieren, den Entwicklungsbedarf der intelligenten Fertigung meines Landes zu beschleunigen und sowohl Angebot als auch Nachfrage nach Robotern miteinander zu verknüpfen. Einerseits gilt es, die Innovationsfähigkeit der roboterherstellenden Unternehmen meines Landes zu verbessern, die standardisierte, modulare und systematische Entwicklung von Robotern zu fördern, die Nutzungskosten zu senken und die integrierten Anwendungen zu optimieren, um so den Anwendungsbereich des Marktes zu erweitern. Andererseits sollten aktiv Pilotanwendungen mit Robotern unabhängiger Marken durchgeführt werden und eine Reihe typischer Demonstrationsprojekte mit herausragender Wirkung erfasst werden, um die Nutzung industrieller Roboter zur Transformation und Modernisierung der traditionellen Fertigung voranzutreiben.

2. Die Dienstleistungsroboterbranche Chinas sollte nachfrageorientiert sein und sich auf die Entwicklung konzentrieren.

Service-Roboter umfassen spezielle Dienstleistungsroboter und Haushaltsdienstleistungsroboter. Service-Roboter finden vielfältige Anwendungen und sind hauptsächlich in den Bereichen Wartung, Reparatur, Transport, Reinigung, Sicherheit, Rettung, Überwachung, medizinische Versorgung, Altenpflege, Rehabilitation und Unterstützung von Menschen mit Behinderungen tätig. Der Service-Roboter ist eine neue Art intelligenter Geräte und ein strategisches Hightech-Produkt, das künftig einen größeren Marktraum als Industrieroboter haben wird.

Globale Serviceroboter haben in den vergangenen fünf Jahren ein rasantes Wachstum verzeichnet. Laut Statistiken des Internationalen Roboterverbands (IFR) erreichten 2013 die weltweiten Verkäufe von professionellen Servicerobotern und persönlichen bzw. Haushalts-Servicerobotern 21.000 beziehungsweise 4 Millionen Einheiten, mit Marktwerten von jeweils 3,57 Milliarden US-Dollar und 1,7 Milliarden US-Dollar – ein Anstieg um 4 % bzw. 28 %. Der globale Markt für Serviceroboter wird in den kommenden Jahren weiterhin rasch wachsen. Dank des bedeutenden Durchbruchs bei der Cloud-Robotik-Technologie, die gegenseitiges Lernen und Wissensaustausch ermöglicht, sind die Produktionskosten kleiner familiärer Hilfsroboter erheblich gesunken und werden bis 2020 einen aufstrebenden Markt mit einem kumulierten Gesamtvolumen von mindestens 41,6 Milliarden US-Dollar bilden. Andererseits beginnen behindertengerechte Hilfsmaschinen zwar langsam, doch lässt sich prognostizieren, dass sie in den nächsten 20 Jahren rasch wachsen werden.

Derzeit wird die technische Forschung und Entwicklung von Servicerobotern weltweit hauptsächlich von den Vereinigten Staaten, Japan, China, Deutschland und Südkorea angeführt. Die Entwicklung von Servicerobotern in meinem Land hinkt jenen der Industrieroboter hinterher. Im Vergleich zu Japan, den Vereinigten Staaten und anderen Ländern hat die Forschung und Entwicklung im Bereich Serviceroboter in meinem Land erst spät begonnen, und der absolute Abstand zu den entwickelten Ländern ist nach wie vor relativ groß. Allerdings ist der Abstand zwischen inländischen und ausländischen Anbietern im Vergleich zu Industrierobotern geringer. Serviceroboter werden in der Regel in Kombination mit spezifischen Nachfrage-Märkten entwickelt; lokale Unternehmen können leichter in Kombination mit der jeweiligen Umgebung und Kultur agieren und so eine gute Marktposition einnehmen sowie einen gewissen Wettbewerbsvorteil bewahren. Andererseits handelt es sich bei ausländischen Servicerobotern ebenfalls um aufstrebende Branchen, und die meisten Serviceroboterunternehmen bestehen erst seit relativ kurzer Zeit. Daher bietet sich für Chinas Serviceroboterindustrie größere Chancen und Entwicklungsmöglichkeiten.

Aus der Perspektive von Entwicklungstrends wird erwartet, dass die professionellen Serviceroboter meines Landes vor den persönlichen/Haushaltsrobotern industrialisiert werden, insbesondere medizinische Roboter, Inspektionsroboter für gefährliche und spezielle Umgebungen sowie ähnliche Modelle. Da China in eine alternde Gesellschaft eintritt, steigt die Nachfrage nach medizinischer Versorgung, Pflege und Rehabilitation. Gleichzeitig wird aufgrund des gestiegenen Anspruchs der Menschen an ihre Lebensqualität der Markt für persönliche/Haushaltsroboter künftig breiter ausfallen.

2. Den technischen Engpass überwinden und die Industrialisierungsfähigkeit verbessern

Der Roboter integriert moderne Fertigungstechnologie, neue Werkstofftechnologie und Informationstechnik zur Steuerung und ist ein repräsentatives Produkt der intelligenten Fertigung. Seine Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten, seine Herstellung sowie seine Anwendung sind zu einem wichtigen Maßstab geworden, um das Niveau wissenschaftlicher und technologischer Innovation sowie die Fertigungskapazität eines Landes zu beurteilen. Er hat die große Aufmerksamkeit der weltweit führenden Fertigungsnationen auf sich gezogen.

Die Entwicklung der Roboterindustrie meines Landes lässt sich bis in die 1980er Jahre zurückverfolgen. Damals nahm das Ministerium für Wissenschaft und Technologie industrielle Roboter in den wissenschaftlich-technischen Forschungsplan auf. Das ehemalige Ministerium für Maschinenbau übernahm die Federführung bei der Organisation von Punktschweiß-, Lichtbogenschweiß-, Lackier-, Handhabungs- und anderen Arten industrieller Roboter. Auch andere Ministerien und Kommissionen initiierten aktiv Projekte zur Unterstützung dieser Entwicklungen, was den ersten Höhepunkt der chinesischen Industrieroboter markierte. Seitdem erlebten vor allem aufgrund der Marktnachfrage die eigenständige Forschung, Entwicklung und Industrialisierung von Robotern eine lange Phase der Stagnation. Nach 2010 stieg die installierte Kapazität von Robotern in China Jahr für Jahr an, und es begann sich die gesamte Industriekette der Roboter zu entwickeln.

Die Entwicklung der Roboterindustrie umfasst Forschung und Entwicklung sowie Tests, die Industrialisierung von Roboterkörpern und -teilen, Systemintegrations-Technologien, Dienstleistungen usw.; jeder einzelne Schritt ist äußerst wichtig. Die Entwicklung der chinesischen Roboterindustriekette hat noch einen langen Weg vor sich. Insgesamt konzentrieren sich die meisten chinesischen Roboterunternehmen auf den Bereich der Systemintegration; Verarbeitungs- und Montageunternehmen stellen dabei die Mehrheit dar. Noch besteht ein erheblicher Abstand zu entwickelten Ländern hinsichtlich grundlegender Forschung an Schlüssel- und Kerntechnologien, hochzuverlässigen grundlegenden Funktionskomponenten, systembezogenen Anwendungslösungen sowie der Massenproduktion von Hauptgeräten. Bei Schlüsselkomponenten wie Präzisionsgetrieben, Servomotoren und Antrieben hängt China stark von Importen ab. Obwohl der Staat seit vielen Jahren auch in diesem Bereich große Investitionen unterstützt, reichen diese aufgrund der geringen Marktgröße und des niedrigen Industrialisierungsgrads nicht aus, um die Entwicklung zentraler Komponenten voranzutreiben, was zu unbefriedigenden Ergebnissen führt.

Es ist erkennbar, dass der Mangel an Robotertechnologie in China die Skalierung der Industrialisierung einschränkt; gleichzeitig begrenzt die geringe Skala auch die Weiterentwicklung der Technologie, was sich negativ auf den Prozess der Roboterverindustrialisierung auswirkt. Wenn wir die Marktwettbewerbsfähigkeit inländischer Roboter verbessern wollen, sollten wir einerseits die Produktion inländischer Roboter ausweiten und die Produktionskapazität inländischer Roboterunternehmen erhöhen; andererseits sollten wir die Lokalisierung wichtiger Komponenten inländischer Roboter fördern, die Produktionskapazität dieser Schlüsselkomponenten steigern und so den Anforderungen an die Kapazitätsausweitung inländischer Roboter gerecht werden.

In den vergangenen zwei Jahren hat der Staat der intelligenten Fertigung und Robotern große Bedeutung beigemessen. Das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie, die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission, das Ministerium für Wissenschaft und Technologie sowie weitere Behörden fördern gemeinsam die Entwicklung der Roboterindustrie. Dabei werden von der obersten Planung über Finanzierung, Steuern und Finanzen bis hin zu Demonstrationsanwendungen und Personalausbildung alle Aspekte der Branche für eigenständige Marken vorangetrieben; die unterstützenden Politiken werden zunehmend umfassender und detaillierter. Auch die Roadmap der chinesischen Roboterindustrie sowie die damit verbundenen Arbeiten zum «13. Fünfjahresplan» für die Roboterindustrie schreiten stetig voran. Dies wird maßgeblich dazu beitragen, dass chinesische Roboterunternehmen technische Engpässe überwinden und ihre Industrialisierungsfähigkeit verbessern können.

Derzeit stellt sich für Chinas Roboterindustrie nicht mehr die Frage, ob man ihr Bedeutung beimessen soll oder nicht, sondern vielmehr, mit welcher Vision man die Branche betrachten und welche Denkweise man pflegen und entwickeln muss, um sie geordnet voranzubringen. Bezüglich der Marktnachfrage, des Modells für technologische Innovation, der Finanzierungsmethoden sowie anderer Aspekte der Roboterindustrie werden die Unterstützungsmaßnahmen der lokalen Regierungen für diese Branche voraussichtlich verfeinert werden.

3. Beschleunigen Sie die Entwicklung und Produktion der nächsten Robotergeneration und erobern Sie die nächsten führenden Positionen in der Robotertechnologie und industriellen Entwicklung.

Mit der Entwicklung der Robotertechnologie werden Roboter entsprechend ihren unterschiedlichen Funktionen in allgemeine Roboter und intelligente Roboter unterteilt. Unter den allgemeinen Robotern versteht man Roboter, die lediglich über allgemeine Programmierfähigkeiten und Betriebsfunktionen verfügen. Derzeit gehören die meisten in meinem Land hergestellten Roboter dieser Kategorie an. Für intelligente Roboter gibt es keine einheitliche Definition; die meisten Experten sind jedoch der Ansicht, dass intelligente Roboter mindestens folgende Merkmale aufweisen müssen: Erstens besitzen sie die Fähigkeit, sich an unsichere Betriebsbedingungen anzupassen; zweitens können sie komplexe Objekte flexibel handhaben; drittens sind sie in der Lage, eng mit Menschen zu koordinieren und zusammenzuarbeiten; viertens verfügen sie über die Fähigkeit, auf natürliche Weise mit Menschen zu interagieren; fünftens weisen sie Sicherheitsmerkmale für die Mensch-Maschine-Zusammenarbeit auf. Ob es sich um einen modernen Industrieroboter oder einen Serviceroboter handelt – letztlich werden alle zu intelligenten Robotern mit Lernfähigkeit weiterentwickelt. Wir bezeichnen intelligente Roboter allgemein als die nächste Generation von Robotern. Mit dem stetigen Fortschritt in den Bereichen 3D-Visuelle Wahrnehmung/Kognition, Kraftsensoren sowie weiteren Technologien und ihrer tiefen Integration mit der neuen Generation der Informationstechnologie wie Industrieinternet, Cloud Computing und Big Data wird die Intelligenz der nächsten Robotergeneration weiter gesteigert und die Wahrnehmungsfähigkeit der Außenwelt noch weiter verbessert. Solche Roboter können dynamische und komplexe Aufgaben bewältigen, Mehrmaschinen-Kooperationen realisieren und gemeinsam mit Menschen arbeiten.

Um den internationalen Markt weiter zu erschließen und die Wettbewerbsposition der Fertigungsindustrie weltweit zu stärken, sind verschiedene Wirtschaftsmächte eifrig bemüht, nacheinander Entwicklungspläne zu erarbeiten und umzusetzen, um die Entwicklungschancen der fortschrittlichen Robotertechnologie zu nutzen. Gegenwärtig setzt die deutsche Regierung die Strategie «Industrie 4.0» um, baut «intelligente Fabriken» auf und schafft eine «intelligente Produktion». Eines ihrer zentralen Themen ist die Interaktion und Kooperation zwischen Menschen und Maschinen sowie zwischen Maschinen untereinander. Die Vereinigten Staaten haben 2013 die «American Robot Development Roadmap» vorgestellt, die sich auf die Fertigungsindustrie konzentrieren wird, um Schlüsseltechnologien wie die hohe Anpassungsfähigkeit und rekonfigurierbare Montage von Robotern, dexteröse menschenähnliche Handhabung, modellbasierte Integration und Supply-Chain-Design, autonome Navigation, Wahrnehmung unstrukturierter Umgebungen, Ausbildung und Training sowie die wesentliche Sicherheit beim Zusammenarbeiten von Robotern mit Menschen zu überwinden. Anfang 2015 kündigte die japanische Regierung die «Neue Strategie für die japanische Robotik» an und legte in ihrem fünfjährigen Aktionsplan ausdrücklich fest, dass es notwendig sei, «Datenterminals, Vernetzung, Cloud Computing und andere Technologien zu erforschen und zu entwickeln, um sie in der nächsten Robotergeneration realisieren zu können». In den letzten Jahren hat die südkoreanische Regierung sukzessive zahlreiche Politiken erlassen, die auf die Förderung von Forschung, Entwicklung und Anwendung der dritten Generation intelligenter Roboter abzielen. Im Jahr 2012 veröffentlichte Südkorea die «Robot Future Strategic Battle Network 2022». Der Schwerpunkt ihrer Politik liegt darauf, südkoreanische Unternehmen bei ihrem Eintritt in den internationalen Markt zu unterstützen und die Chance der Industrialisierung intelligenter Roboter zu ergreifen. Dank der tatkräftigen Förderung durch technologisch führende Länder wie die Vereinigten Staaten, Japan und Europa sind in den vergangenen fünf Jahren immer wieder Prototypen, Demonstrationsanwendungen und sogar praktische Systeme der nächsten Robotergeneration entstanden.

Aus der aktuellen Sicht unseres Landes ist der Nachfragemarkt für die nächste Generation industrieller Roboter noch nicht vollständig reif, doch sind Forschung, Entwicklung und Vorratshaltung strategisch bedeutsamer Gemeinschaftstechnologien besonders dringlich. Gegenwärtig sollten wir bei der Entwicklung der nächsten Generation der Robotikindustrie in China zunächst darauf achten, die technische Grundlage der Robotikbranche zu festigen, den Industrialisierungsprozess bestehender Roboter gezielt voranzutreiben und die Förderung und Anwendung von Robotern unabhängiger Marken auf dem Inlandsmarkt zu beschleunigen. Zudem gilt es, neue Modelle für Forschung und Entwicklung zu erkunden, wissenschaftliche Forschungsinstitute und Unternehmen dazu zu ermutigen, ihre jeweiligen Stärken voll auszuschöpfen, eine nationale Plattform für die nächste Generation industrieller Roboter einzurichten sowie Spitzen- und Gemeinschaftstechnologien zu erforschen, zu entwickeln und vorzuhalten – ausgehend von den nationalen Gegebenheiten und Bedürfnissen Chinas. Dabei sollen Kerntechnologien der nächsten Roboter-Generation durchbrochen, Prototypensysteme und Produkte der nächsten Generation entwickelt sowie der Industrialisierungsprozess vorangetrieben werden, um die internationalen Führungspositionen bei der nächsten Roboter-Generation zu sichern. Für Roboterprodukte, die in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt werden, werden verschiedene Entwicklungsstrategien verfolgt: Einerseits steht mit Unternehmen als Kern und gemeinsamen Technologieplattformen als Unterstützung die Entwicklung der nächsten Generation industrieller Roboter im Vordergrund; hierbei wird die Abstimmung zwischen Produktion und Nachfrage gefördert und die führenden Positionen bei der Entwicklung erobert. Andererseits orientiert man sich am Markt, berücksichtigt die Besonderheiten der inländischen Nachfrage und entwickelt Dienstleistungsroboter wie etwa solche für das Gesundheitswesen, die Altenbetreuung sowie spezielle Roboter, die in besonderen Einsatzumgebungen tätig sind.