中国制造:机器人“规模+技术”双突破

中国教育装备采购网2016-05-13 13:29围观375次我要分享

  为贯彻落实《中国制造2025》总体部署,推动我国机器人产业健康可持续发展,不久前,工信部、国家发改委、财政部联合印发《机器人产业发展规划(2016-2020年)》,《规划》综合考虑国内外机器人产业现状及未来发展趋势,针对机器人全产业链上的瓶颈和问题,提出了我国机器人产业“十三五”期间的总体发展目标——“形成较为完善的机器人产业体系。技术创新能力和国际竞争能力明显增强,产品性能和质量达到国际同类水平,关键零部件取得重大突破,基本满足市场需求”,并从“产业规模持续增长、技术水平显著提升、关键零部件取得重大突破、集成应用取得显著成效”四个方面提出了具体目标。规划目标是引导和促进《规划》实施的重要手段,是推动《规划》落实的重要方向。

  规模化

  是产业发展的必由之路

  规模化、集群化是现代产业发展的趋势,是发展战略性新兴产业的必由之路。规模化发展能够实现产品的统一和标准化,降低单位成本,有利于管理人员和工程技术人员的专业化,有利于新产品开发。我国开展机器人研发并不晚,早在20世纪70年代就已开展相关研究,先后经历了80年代、90年代的原型和示范阶段,国内很多大学和研究机构开展了大量研究工作,取得了丰硕成果。但由于当时我国工业化进程和市场需求等因素尚未达到机器人发展所需阶段,产业化与应用进展缓慢,远未达到规模化生产的程度。2010年以后,在工业转型升级等市场需求的拉动下和各项政策措施的鼓励下,我国机器人产业开始加速发展,按照国家统计局的数据,2015年我国工业机器人产量为32996台,同比增长了21.7%,其中自主品牌工业机器人产销22257台(中国机器人产业联盟数据),同比增长了31.3%,自主品牌保持了更快的增长速度。

  未来五年,我国机器人产业发展的一个目标是提高产业化能力、提升市场占有率,并在中高端产品方面实现突破。今年年初,工业和信息化部对全国机器人产业情况进行了摸底调查,初步统计我国涉及机器人生产及集成应用的企业800余家,其中200多家是机器人本体制造企业。但大部分企业以组装和代加工为主,产品主要集中在三轴、四轴的中低端机器人。因此,“十三五”期间,在工业机器人方面,六轴及以上工业机器人产品的规模化、产业化能力的提高是重中之重。从产业发展速度和市场需求增长趋势分析,到“十三五”末,我国自主品牌工业机器人年产量将达到10万台,其中六轴及以上工业机器人年产量占一半左右;服务机器人将随着感知系统、灵巧操作系统等技术的突破和发展,在助老助残、医疗健康等领域实现小批量生产及应用,并在教育、娱乐、安防、救灾等领域使服务机器人实现商业化,我国服务机器人产业规模有望超过300亿元。

  目前我国机器人企业规模普遍较小,逾90%的企业年产值在1亿元以下,龙头企业规模也不大,同国际机器人领先企业的营业收入相比差距较大,难以支撑产业未来规模化的发展目标。因此,培育具有国际竞争力的龙头企业,带动中小企业向“专、精、特、新”方向发展,形成集群效应,增强产业竞争合力,是未来五年我国机器人产业发展的目标和方向。

  技术提升

  是产业发展的核心所在

  技术创新是机器人产业发展的重点任务之一,强化产业创新能力的根本目的是提升产业国际竞争力、更好地满足日益增长的市场需求。近年来,在国家相关科技计划的支持下,我国机器人产品在技术性能和设计水平上有了大幅提升。在工业机器人方面,已基本掌握设计、制造、应用过程中的多项关键技术,开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、喷漆等工业机器人。服务机器人近年来也开始起步,随着各项技术的突破,水下机器人、极地科考机器人、核工业机器人、救援救灾机器人、手术机器人、清洁机器人、模型无人机等各类自主研发产品不断涌现。但总体来看,我国机器人产品同国外先进水平相比还存在一定差距,其中工业机器人在速度、载荷、精度、自重比等方面相对落后,服务机器人在自主决策、脑机接口和智能感知等关键技术及前沿技术研究上仍较落后,概念性产品较多,产业化产品很少。

  随着机器人在工业生产领域应用的不断扩展,为适应更加复杂、精细、快节拍的作业,工业机器人要在高速度、高精度、重载荷、智能化、低噪音、超洁净、多机协调等方面进一步提升,争取到“十三五”末主要技术指标达到国外同类产品水平;服务机器人应重点突破人机协同与安全、信息技术融合、生机电感知与融合等关键技术,提升医疗健康、家庭服务、反恐防暴、救灾救援、科学研究等领域服务机器人技术水平,接近国际水平。促进我国机器人产业在未来五年实现健康快速可持续发展。

  随着制造业智能化的全面推进,传统机器人所能完成的工作范围,无法适应新的制造方式和商业模式,新一代机器人将在数字化车间、智能工厂中扮演更为重要的角色,未来应用空间将更加广阔。在新一代机器人领域,重点开展人工智能、机器人深度学习等基础前沿技术研究,突破机器人通用控制软件平台、人机共存、安全控制、高集成一体化关节、灵巧手等核心技术,实现智能机器人创新应用。

  关键零部件

  是产业发展的基础

  关键零部件是机器人产业发展的基础,是决定机器人质量、性能的关键所在。我国在机器人关键零部件研发方面取得了一定的成绩,研制出了交、直流伺服电机及驱动系统、光电编码器、滚珠丝杠、液压元部件、谐波减速器等关键零部件。但总体而言,我国机器人关键零部件的研发和制造能力还比较薄弱、技术水平较低、性能质量不高,并成为一直以来制约我国机器人产业发展的短板问题。

  目前我国工业机器人所需精密减速器、伺服电机及驱动器等关键部件约占多关节工业机器人成本的70%,特别是性能可靠的精密减速器、高精度传感器等国内能够提供规模化生产的企业还很少。虽然一些企业已经实现了部分关键部件的国产化,但在批量生产时的性能稳定性、质量可靠性方面还有待提升,这一问题如得不到解决,将阻碍国产机器人整体质量、性能的提高,影响产品市场竞争力,使产业难以可持续健康发展。

  因此,《规划》提出在“十三五”期间,要在机器人用精密减速器、伺服电机及驱动器、控制器方面取得重大突破,性能、精度、可靠性达到国外同类产品水平,并要在六轴及以上工业机器人中实现批量应用,市场占有率达到50%以上。

  集成应用

  是产业发展的重点环节

  技术应用与社会需求相结合是推动机器人产业快速发展的重要因素,扩大集成应用是促进机器人产业化的重点环节。从目前机器人普及率较高的汽车行业看,由于这一领域聚集了大批专注于汽车制造工艺的机器人系统集成商,且与汽车厂商保持长期合作关系,能够为汽车技术提升及时提供工艺改进解决方案,推动了机器人在汽车制造业的广泛应用。随着市场对机器人认可度的不断提高以及机器人应用工艺水平的提升,机器人应用正从汽车行业向其他领域延伸,特别是量大面广的制造业将为机器人带来更加广阔的市场,未来3C、物流、食品加工等行业对机器人的需求都会较快增长,机器人的大规模应用将为国内系统集成商带来发展机遇。与国外同行相比,国内集成商虽然发展时间较短,企业规模相对较小,在汽车等机器人高端应用领域无法与国外集成商抗衡,但也拥有许多本土的比较优势,包括渠道优势、价格优势以及服务成本较低等竞争优势。特别是国内集成商更熟悉下游应用行业的需求和特点,只要能够更多针对用户的工艺和生产设施,提供更加简化、易操作的自动化设备,及时满足用户提质增效的需求,将大有作为。

  “十三五”期间,我国机器人产业要把握机遇,充分发挥本土服务优势,把握下游用户的需求特点,增强整体解决方案的提供能力,从典型领域示范应用着手,总结成功经验并加以推广,形成示范效应,实现机器人在重点行业的规模化应用,争取到“十三五”末制造业每万名工人机器人拥有量达到150以上。

来源:中国信息产业网责任编辑:小白

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