Descifrando "Hecho en China 2025": Impulsando el desarrollo de la robótica
Hora:
2022-11-05 16:28
"Made in China 2025" alcanza una nueva altura histórica, adoptando una perspectiva estratégica y integral para definir claramente el plan de acción para la primera década de la estrategia de China de convertirse en una potencia manufacturera. Identifica a "las máquinas herramienta CNC de alta gama y los robots" como una de las áreas clave que se promoverán vigorosamente, enfatizando que el desarrollo de la industria robótica debe "centrarse en satisfacer las demandas de aplicaciones de robots industriales en sectores como automoción, maquinaria, electrónica, fabricación de materiales peligrosos, defensa nacional, productos químicos e industria ligera, así como en aplicaciones de robots de servicio en campos como la atención médica, servicios domésticos, educación y entretenimiento. Esto implicará desarrollar activamente nuevos productos de vanguardia, fomentar enfoques estandarizados y modulares en robótica, y ampliar la adopción en el mercado. Fundamentalmente, pide lograr avances en cuellos de botella tecnológicos fundamentales —como cuerpos de robots, reductores de precisión, servomotores, controladores, sensores y sistemas de accionamiento— así como avanzar en el diseño de integración de sistemas y técnicas de fabricación." Además, la hoja de ruta para la innovación tecnológica en áreas clave destaca explícitamente que, durante la próxima década, la industria robótica de China se centrará principalmente en dos grandes direcciones: Primero, desarrollar una serie de cuerpos estandarizados de robots industriales y componentes críticos para acelerar la industrialización y la aplicación generalizada de robots industriales, abordando así la urgente necesidad de transformación y modernización en todo el sector manufacturero de China. Segundo, superar las principales tecnologías en robótica inteligente al impulsar una variedad de robots inteligentes avanzados, posicionando al país para enfrentar eficazmente los desafíos planteados por la próxima ola de revoluciones científicas y tecnológicas y transformaciones industriales."
1. Ser impulsado por la demanda, fortalecer las capacidades de innovación y ampliar las aplicaciones del mercado.
Según el entorno de aplicación, la Federación Internacional de Robótica (IFR) clasifica a los robots en dos tipos: robots industriales para entornos de manufactura, y robots de servicio para ambientes no manufactureros. Los robots industriales son un término general para las máquinas utilizadas en la producción industrial, actuando como equipos cruciales de automatización de fábricas en la manufactura moderna. En cambio, los robots de servicio son robots no productivos diseñados para asistir a los humanos; su tecnología se aplica principalmente en entornos no estructurados que presentan estructuras complejas. Estos robots dependen de sus sensores integrados y sistemas de comunicación para recopilar información sobre el entorno externo, lo que les permite tomar decisiones informadas y llevar a cabo eficazmente tareas específicas asignadas.
1. China se ha convertido en el mercado mundial más grande de robots industriales, pero su potencial sigue siendo en gran medida sin explotar.
Los robots industriales se refieren principalmente a manipuladores con múltiples articulaciones o robots de múltiples grados de libertad diseñados para aplicaciones industriales, utilizados en diversos aspectos de los procesos de producción industrial, como manejo de materiales, soldadura, ensamblaje, mecanizado, pintura y manufactura limpia. En 2014, las ventas mundiales de robots industriales alcanzaron un récord histórico de 225.000 unidades, lo que representa un aumento interanual del 27%. El principal impulso de este crecimiento del mercado provino de la región asiática, especialmente de China y Corea del Sur.
En los últimos años, el mercado chino de robótica ha experimentado un rápido crecimiento y se ha convertido en un mercado global clave para los robots. En 2014, las ventas de robots industriales en China alcanzaron las 56.000 unidades, lo que representó un aumento interanual del 52%, consolidando una vez más al país como el mayor mercado mundial de robots industriales. Mientras tanto, la base de usuarios se ha ampliado más allá de las empresas predominantemente de propiedad extranjera o de empresas conjuntas chino-extranjeras, incluyendo ahora compañías financiadas nacionalmente, e incluso pequeñas y medianas empresas. Muchas empresas ubicadas en las regiones costeras económicamente avanzadas de China producen bienes principalmente para la exportación, lo que impone exigentes requisitos de calidad a los productos. Como resultado, un número creciente de estas compañías está recurriendo a robots para reemplazar a los trabajadores manuales en sus procesos de producción. En la región del Delta del Río Perla, la tasa anual de adopción de robots industriales ya ha aumentado vertiginosamente hasta el 30%, impulsando especialmente una tendencia en auge en sectores como el ensamblaje, la dispensación, la manipulación de materiales y la soldadura.
Aunque China ha sido el mayor mercado mundial de robots industriales desde 2013, la densidad de robots industriales en su sector manufacturero sigue siendo relativamente baja. En 2013, la densidad de robots industriales en China era de solo 30 unidades por cada 10.000 trabajadores industriales, menos de la mitad del promedio global, y significativamente inferior en comparación con países con mayores niveles de automatización industrial, como Corea del Sur (437 unidades por cada 10.000 trabajadores), Japón (323 unidades por cada 10.000 trabajadores) y Alemania (282 unidades por cada 10.000 trabajadores). Esto resalta el considerable potencial aún sin explotar que existe en el mercado nacional de robótica industrial de China.
Como un importante país manufacturero, China ha quedado históricamente rezagado en la aplicación de robots industriales. Fuera de la industria automotriz, la adopción generalizada de la robótica en los sectores manufactureros en general ha seguido siendo en gran medida espontánea, fragmentada o esporádica. Sin embargo, con el creciente impulso de la automatización de fábricas en China, los robots industriales están listos para una rápida expansión hacia otras industrias clave —como electrónica, productos metálicos, caucho y plásticos, procesamiento de alimentos, materiales de construcción, explosivos civiles, aeroespacial y equipos farmacéuticos—, lo que marca un cambio significativo hacia una mayor integración y eficiencia en estos sectores.
La extensión de la aplicación de robots industriales es un indicador importante del nivel de automatización industrial de un país. El desarrollo de robots industriales en China debe alinearse con la necesidad urgente de acelerar el avance de la fabricación inteligente en nuestra nación, fomentando la colaboración entre proveedores y usuarios de robots. Por un lado, esto implica mejorar las capacidades de innovación de las empresas chinas dedicadas a la fabricación de robots, promoviendo la estandarización, la modularidad y la sistematización en robótica, reduciendo los costos operativos y elevando la sofisticación de las aplicaciones integradas, lo que ampliará así el alcance de su adopción en el mercado. Por otro lado, exige llevar a cabo activamente proyectos piloto con sistemas robóticos de marca nacional, centrándose en un número selecto de proyectos ejemplares que demuestren resultados sobresalientes, fuertes efectos multiplicadores y un alto grado de relevancia para la industria. Estas iniciativas emblemáticas servirán como catalizadores para impulsar la integración generalizada de robots industriales en los sectores tradicionales de fabricación, fortaleciendo finalmente su modernización y competitividad.
2. La industria china de robots de servicio debe estar impulsada por la demanda y perseguir un desarrollo enfocado.
Los robots de servicio incluyen robots de servicio especializados y robots de servicio doméstico. Estos robots tienen una amplia gama de aplicaciones, participando principalmente en tareas como mantenimiento, reparación, transporte, limpieza, seguridad, rescate, monitoreo, así como atención médica, cuidado de personas mayores, rehabilitación y asistencia para personas con discapacidades. Como un nuevo tipo de equipo inteligente y un producto estratégico de alta tecnología, los robots de servicio poseen aún mayor potencial de mercado que los robots industriales en el futuro.
Los robots de servicio globales han mostrado un rápido crecimiento durante los últimos cinco años. Según estadísticas de la Federación Internacional de Robótica (IFR), en 2013, las ventas mundiales de robots profesionales de servicio y robots de servicio personal/doméstico alcanzaron las 21.000 unidades y 4 millones de unidades, respectivamente, con valores de mercado de $3.570 millones y $1.700 millones, lo que representa un crecimiento interanual del 4% y el 28%, respectivamente. En los próximos años, se espera que el mercado global de robots de servicio continúe su sólida expansión. Gracias a importantes avances en tecnologías colaborativas de aprendizaje y robótica en la nube basada en el intercambio de conocimientos, los costos de producción de pequeños robots asistentes para el hogar han caído drásticamente, abriendo paso a un mercado emergente que alcanzará un valor acumulado de al menos $41.600 millones para 2020. Mientras tanto, aunque los robots asistenciales para discapacitados aún se encuentran en sus etapas iniciales, están listos para experimentar un rápido crecimiento durante las próximas dos décadas.
Actualmente, la investigación y el desarrollo de robots de servicio en el escenario internacional están liderados principalmente por cinco países: Estados Unidos, Japón, China, Alemania y Corea del Sur. En China, el desarrollo de robots de servicio sigue detrás del de los robots industriales. A diferencia de naciones como Japón y Estados Unidos, China comenzó más tarde en la I+D de robots de servicio, lo que ha dejado una brecha significativa en comparación con los países desarrollados. Sin embargo, esta brecha es relativamente menor si se compara con la de los robots industriales. Los robots de servicio suelen requerir personalización para satisfacer necesidades específicas del mercado, lo que facilita a las empresas nacionales aprovechar los entornos locales y los matices culturales, permitiéndoles lograr un sólido posicionamiento en el mercado y mantener una ventaja competitiva. Por otro lado, las empresas extranjeras de robots de servicio también operan en una industria emergente—la mayoría de estas firmas fueron establecidas recientemente. Como resultado, el sector chino de robots de servicio se encuentra en la vanguardia de oportunidades sustanciales y cuenta con amplio espacio para crecer.
Desde una perspectiva de tendencia de desarrollo, se espera que los robots de servicios profesionales de China logren la industrialización antes que los robots personales/domésticos, particularmente en áreas como los robots médicos y los robots de inspección/exploración diseñados para entornos peligrosos o especializados. A medida que China entra en una sociedad envejecida, la creciente demanda de atención médica, enfermería y rehabilitación —junto con las aspiraciones cada vez mayores de los consumidores por una mayor calidad de vida— generará una oportunidad de mercado mucho más amplia para los robots personales/domésticos en el futuro.
II. Romper los cuellos de botella tecnológicos y mejorar las capacidades de industrialización
Los robots integran la tecnología moderna de fabricación, la tecnología avanzada de materiales y la tecnología de control de información en un solo sistema; son un producto por excelencia de la manufactura inteligente. Su investigación y desarrollo, producción y aplicación se han convertido en indicadores clave para medir la innovación científica y la capacidad manufacturera de una nación, atrayendo gran atención de las principales potencias manufactureras del mundo.
La industria robótica de China puede remontar sus orígenes a la década de 1980, cuando el Ministerio de Ciencia y Tecnología incluyó a los robots industriales en sus programas clave de investigación científica y tecnológica. El antiguo Ministerio de Industria de Maquinaria tomó la delantera en la organización de esfuerzos para desarrollar diversos modelos de robots industriales, como sistemas de soldadura por puntos, soldadura por arco, pintura y manejo de materiales. Otros departamentos gubernamentales también apoyaron activamente estas iniciativas, lo que provocó el primer gran auge de la robótica industrial en China. Sin embargo, tras este impulso inicial, la industria experimentó un prolongado período de estancamiento, impulsado principalmente por la evolución de las demandas del mercado. No fue sino hasta después de 2010 que China registró un aumento constante en la instalación de robots, marcando el inicio de un ambicioso impulso hacia el desarrollo completo de toda la cadena de valor de la robótica.
El desarrollo de la industria robótica abarca pruebas de I+D, industrialización de cuerpos y componentes de robots, tecnologías de integración de sistemas, y ofertas de servicios—cada eslabón desempeña un papel crucial. Para China, avanzar en la cadena industrial de la robótica es un camino largo y arduo. En general, la mayoría de las empresas chinas de robótica se centran actualmente en la integración de sistemas, siendo las firmas de fabricación y ensamblaje las que constituyen la mayor parte. En cuanto a la investigación original en tecnologías clave y críticas, componentes fundamentales altamente confiables, soluciones avanzadas de aplicación a nivel de sistema, y la producción a gran escala de sistemas robóticos completos, China aún sigue considerablemente rezagada respecto a los países desarrollados. Específicamente, componentes clave como reductores de precisión, servomotores y controladores siguen dependiendo en gran medida de las importaciones. Aunque el país ha invertido significativamente en esta área a lo largo de los años, el tamaño relativamente pequeño del mercado y el bajo nivel de industrialización no han logrado hasta ahora generar suficiente impulso para desarrollar estos componentes clave, lo que ha resultado en resultados menos que ideales.
Es evidente que las insuficientes capacidades tecnológicas robóticas de China están frenando la escala de la industrialización, mientras que el tamaño relativamente pequeño de la industria, a su vez, obstaculiza el avance tecnológico—ambos factores que finalmente afectan el ritmo general de la industrialización robótica. Para mejorar la competitividad en el mercado de los robots producidos nacionalmente, primero debemos ampliar la producción nacional de robots e impulsar la capacidad de las empresas locales de robótica. Al mismo tiempo, es fundamental acelerar la localización de componentes clave para robots, fortaleciendo nuestra capacidad para fabricar estas piezas críticas y asegurando que puedan satisfacer las crecientes demandas derivadas de la expansión de la capacidad de producción nacional de robots.
En los últimos dos años, la nación ha puesto un énfasis significativo en la fabricación inteligente y la robótica. Múltiples ministerios —incluidos el Ministerio de Industria y Tecnología Informática, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, y el Ministerio de Ciencia y Tecnología— han estado promoviendo activamente el desarrollo de la industria robótica. Están impulsando el crecimiento de productos robóticos de marca nacional mediante iniciativas integrales que abarcan desde el diseño de alto nivel hasta el apoyo fiscal y financiero, aplicaciones demostrativas y la formación de talento. Además, las políticas de apoyo se han vuelto cada vez más sólidas y detalladas. Mientras tanto, la Hoja de Ruta de la Industria Robótica de China y el trabajo relacionado bajo el "13er Plan Quinquenal" para el sector robótico avanzan progresivamente. Estos esfuerzos acelerarán en gran medida a las empresas chinas de robótica en la superación de cuellos de botella tecnológicos y en la mejora de sus capacidades de industrialización.
Actualmente, para la industria robótica de China, la pregunta ya no es si priorizarla o no, sino más bien cómo vemos esta industria y con qué mentalidad fomentamos y promovemos su crecimiento ordenado. En cuanto a diversos aspectos como la demanda del mercado, los modelos impulsados por la innovación y los mecanismos de apoyo financiero, se espera que los gobiernos locales perfeccionen aún más sus políticas de apoyo a la industria.
3. Acelerar la investigación y el desarrollo, así como la producción de robots de próxima generación, aprovechando la próxima ventaja estratégica en tecnología robótica y desarrollo industrial.
Con el avance de la tecnología robótica, los robots se clasifican aún más en robots de uso general e robots inteligentes, según sus funciones específicas. Los robots de uso general son aquellos equipados simplemente con capacidades básicas de programación y funciones operativas; la mayoría de los robots producidos actualmente en China pertenecen a esta categoría. En cuanto a los robots inteligentes, no existe una definición universalmente aceptada, aunque la mayoría de los expertos coinciden en que deberían poseer al menos las siguientes características clave: primero, la capacidad de adaptarse a condiciones de trabajo inciertas; segundo, habilidades flexibles de manipulación para manejar objetos complejos; tercero, coordinación y colaboración fluida con los seres humanos; cuarto, capacidades de interacción natural que permitan una comunicación intuitiva entre personas y máquinas; y quinto, características de seguridad inherentes que garanticen una cooperación humana-robot segura. En última instancia, tanto los robots industriales modernos como los robots de servicio están listos para evolucionar hacia robots inteligentes del próximo nivel, capaces de aprender. A menudo nos referimos a estos robots avanzados como "robots de próxima generación". Gracias a los continuos avances en tecnologías como la percepción visual 3D y la cognición, así como a los sensores de detección de fuerza, combinados con la integración profunda de tecnologías de información de vanguardia, como Internet Industrial, computación en la nube y big data, el nivel de inteligencia de los robots de próxima generación seguirá aumentando vertiginosamente. Esto mejorará su capacidad para percibir el entorno externo, permitiéndoles abordar tareas dinámicas e intrincadas, colaborar eficazmente entre múltiples unidades y trabajar armoniosamente junto a los seres humanos.
Para aprovechar aún más los mercados internacionales y mejorar la competitividad global de sus sectores manufactureros, las principales potencias económicas están intensificando rápidamente sus esfuerzos, formulando cada una planes integrales de desarrollo destinados a obtener una ventaja líder en tecnología avanzada de robótica. Actualmente, el gobierno alemán está promoviendo activamente su estrategia "Industria 4.0", centrada en construir "fábricas inteligentes" y ser pionero en la "producción inteligente". Una prioridad clave bajo esta iniciativa es fomentar una colaboración fluida entre humanos y máquinas, así como la interacción inter-máquina. Mientras tanto, en 2013, Estados Unidos presentó su "Hoja de Ruta para el Desarrollo de la Robótica en EE.UU.", que se centra en abordar desafíos críticos en la manufactura, incluyendo el desarrollo de robots con mayor capacidad de adaptación y capacidades reconfigurables de ensamblaje, lo que permitirá una manipulación hábil similar a la de un humanoide, avanzar en la integración basada en modelos y el diseño de cadenas de suministro, mejorar la navegación autónoma, perfeccionar la percepción en entornos no estructurados, fortalecer los programas de educación y capacitación, y garantizar la seguridad intrínseca de las interacciones colaborativas entre humanos y robots. A principios de 2015, el gobierno japonés lanzó la "Nueva Estrategia de Robótica para Japón", que establece una hoja de ruta clara dentro de su plan de acción quinquenal: priorizando la investigación y el desarrollo de tecnologías robóticas de próxima generación, como la terminalización de datos, la conectividad en red y la computación en la nube. Por otra parte, Corea del Sur ha implementado varias políticas orientadas al futuro en los últimos años para fomentar el desarrollo y la comercialización de robots inteligentes de tercera generación. Cabe destacar que, en 2012, Corea del Sur presentó su "Visión Estratégica para el Futuro de la Robótica 2022", enfatizando el apoyo a las empresas nacionales que buscan expandirse a los mercados globales y asegurar una ventaja competitiva en la próspera industria de la robótica inteligente. Impulsados por sólidas iniciativas de líderes tecnológicos como EE.UU., Japón y Europa, los últimos cinco años han visto un aumento constante en prototipos robóticos de próxima generación, aplicaciones demostrativas e incluso sistemas prácticos completamente funcionales.
Actualmente, en China, el mercado de demanda para robots industriales de próxima generación aún no ha alcanzado plenamente su madurez. Sin embargo, existe una necesidad urgente de investigación y desarrollo estratégicamente relevantes en tecnologías comunes, así como de acumular proactivamente conocimientos fundamentales. Para avanzar en la industria china de robótica de próxima generación, debemos primero enfocarnos en fortalecer los cimientos tecnológicos del sector robótico, impulsando vigorosamente la industrialización de los sistemas robóticos existentes, y acelerando la adopción y despliegue de robots de marca nacional en el mercado interno. Además, es fundamental explorar modelos innovadores de I+D, alentando a las instituciones de investigación y a las empresas a aprovechar sus respectivas fortalezas. Al colaborar entre múltiples sectores, podremos establecer una plataforma a nivel nacional dedicada a la investigación e innovación transdisciplinaria de vanguardia en robótica industrial de próxima generación. Basada en las condiciones nacionales únicas y en las demandas del mercado chino, esta plataforma impulsará avances en tecnologías clave de robótica de próxima generación, permitiendo la creación de sistemas prototipo y productos avanzados adaptados a aplicaciones del mundo real. Finalmente, debemos impulsar activamente el proceso de industrialización, ayudando a China a asumir la posición de liderazgo global en robótica de próxima generación. Para los productos robóticos destinados a diversas áreas de aplicación, debemos adoptar estrategias de desarrollo diferenciadas: Por un lado, priorizar el crecimiento de los robots industriales de próxima generación—impulsados por empresas y respaldados por plataformas tecnológicas compartidas—alentando al mismo tiempo una mayor alineación entre oferta y demanda para asegurar una ventaja competitiva. Por otro lado, mantenernos orientados al mercado, alineándonos estrechamente con las necesidades nacionales para desarrollar robots de servicio en salud, cuidado de personas mayores, asistencia a personas con discapacidad, y robots especializados diseñados para operar en entornos desafiantes y críticos desde el punto de vista operativo.
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