《智能工业机器人:数量缺口待补齐 关键技术需突破》

  • 来源专题:数控机床——前沿技术
  • 编译者: 杨芳
  • 发布时间:2018-09-20
  • 近年来,我国智能工业机器人行业发展迅猛,但在核心及关键技术的原创性研究、高可靠性基础功能部件、系统工艺应用解决方案等方面与发达国家相比还有差距。业内专家认为,一方面要扩大国产机器人产量,提高国内机器人企业的产能;另一方面,要推动国产机器人关键零部件的国产化,提高关键零部件生产能力,满足国产机器人产能扩张的需要――   智能工业机器人被称为“制造业皇冠顶端的明珠”、淘金“中国制造”的“风口”,其研发、制造、应用成为衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。   关键零部件突破尚需时日   日前,在深圳举办的2018智能制造与机器人产业对接交流会上,香港中文大学(深圳)机器人与智能制造研究院副院长丁宁表示,机器人存在的意义就是为人服务,要具备工具、经济、技术、社会属性。随着运行、使用成本高等难题的解决,机器人产品落地将不断推动企业制造模式的转型升级。   深圳机器人协会秘书长毕亚雷认为,人工智能与机器人的融合正成为新趋势,一方面推动产业规模提升,随着劳动成本不断提升,机器人换人的积极性也在提高。其中,快递小哥和3C生产线的工人将会是机器人产业作为人机协同、帮助人完成重复性任务的最好应用场景。   多位业内专家表示,目前,AI(人工智能)本身推动机器人产业的发展,机器人也很好地成为AI产业的抓手。在基础层有算法模型、智能芯片、智能传感器;在技术层有语音识别、文本识别、图片识别;在应用层有无人机、智能驾驶、智能机器人、智能教育、智能金融、智能医疗等。   以深圳为例,2017年机器人行业已有龙头企业崛起,工业机器人行业已开启规模化效应,服务机器人已进入快速发展期。在应用于3C和物流等主导产业的“本体+系统集成”领域,代表企业有雷柏科技、中科德睿等。控制器、伺服电机等机器人关键零部件企业发展也十分迅速,涌现出雷赛智能、固高科技等优秀企业,但部分零部件规模化尚需时日。服务机器人产业部分细分领域异军突起的代表企业有神州云海、中智科创等。   长期关注智能制造和机器人产业发展的深圳康利集团董事长王翠霞在会上表示,将为智能制造和机器人科技研发成果转化,智能制造和机器人行业企业、项目与社会资本提供有效对接,将高端科研成果、产业和资金有机结合起来,更好地将核心技术走向产业化、走向高端制造。据悉,康利科创智谷科技孵化器目前已经正式投入运营,孵化企业已陆续进驻。   工业机器人岗位有空缺   为抢占新一代工业机器人国际制高点,工业和信息化部、国家发展改革委、财政部联合发布的机器人产业发展规划提出,将为我国机器人产业提供更好的发展机遇,提升企业自主创新能力,突破新型材料、新型感知、智能控制等前沿技术和关键技术,加快新一代工业机器人的技术研发和样机生产。   据深圳市机器人协会统计,按10年使用寿命折旧来算,工业机器人产品每年成本约5万元,而3个成熟的焊接技工每年的成本至少需要21.6万元。1台工业机器人在产生相同效益时,投入的成本是使用人工成本的23%。这个比例将大大降低企业制造成本,为企业盈利提供广阔空间。   然而,我国工业机器人的使用密度远低于全球平均水平,与韩国、日本、德国等发达国家相比差距更加明显。如韩国是全球工业机器人使用密度最高的国家,每万人中拥有机器人数量396台;日本的万人拥有量也达到了339台;德国则以267台的万人拥有量位居第三。而我国的万人工业机器人拥有量则仅为23台,不及国际平均水平58台的一半。目前工业机器人的应用在我国比例为6.4%,日本是26.6%、美国是13.8%、德国是13.6%、韩国是10.8%。由此来看,与发达国家的巨大差距意味着我国工业机器人市场发展潜力巨大。   前瞻产业研究院发布的《中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》显示,目前工业机器人已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业等领域中。在我国,约33%的工业机器人用于汽车整车制造及汽车零部件制造行业、约31%的工业机器人用于电子电气行业。   截至2017年底,我国工业机器人生产已超过13万套,累计增长68.1%,其中12月份产量达到12682套,单月同比增长56.5%,连续占据工业机器人最大市场。毕亚雷表示,产量高速增长的背后也带动了机器人行业的人才需求,不管是机器人的维修、调试、操作或编程,都大量需要相关的技术人员。   产业发展任重道远   机器人产业发展包括研发试验、机器人本体和零部件产业化、系统集成技术、服务等,每一个环节都很重要。整体来看,产品以低端为主,我国大部分机器人企业目前集中在集成领域,加工组装企业占多数,国产六轴工业机器人占全国工业机器人新装机量不足10%;在核心及关键技术的原创性研究、高可靠性基础功能部件、系统工艺应用解决方案以及主机批量生产等方面,距发达国家还有相当大的差距。虽然多年来国家对这方面也做了较大的投入支持,但由于原来市场规模和产业化程度不高,不足以带动核心部件的发展,致使效果不理想。此外,自主品牌认可度不高、行业标准有待进一步规范等都制约着工业机器人产业的高质量发展。   由此可见,我国机器人技术实力不足制约了产业化规模,而规模较小也反过来制约了技术的发展,这些都影响了机器人产业化进程。业内专家认为,若想提高国产机器人的市场竞争力,一方面要扩大国产机器人产量,提高国内机器人企业的产能;另一方面,要推动国产机器人关键零部件的国产化,提高关键零部件生产能力,满足国产机器人产能扩张的需要。   目前,我国对智能制造和机器人亦高度重视,多部门力推机器人产业发展,从顶层设计、示范应用、人才培养等多个方面着手推进自主品牌机器人产业发展,扶持政策越来越全面、细化。明确提出了将“高档数控机床和机器人”作为大力推动的重点领域之一,提出机器人产业的发展要“围绕汽车、机械、电子、危险品制造、化工、轻工等工业机器人应用,促进机器人标准化、模块化发展,扩大市场应用。突破机器人本体,减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。”这些对我国机器人企业突破技术瓶颈、提高产业化能力将起到促进作用。   与此同时,工业和信息化部在原材料工业转型发展工作要点中提出,在机器人产业方面,扩大关键岗位机器人应用,在健康危害和危险作业环境、重复繁重劳动、智能采样分析等岗位推广一批专业机器人。   尽管如此,我国工业机器人与美、日、欧等发达国家相比差距仍然明显,尤其是高端工业机器人核心部件和核心技术还需要进一步形成具有较大行业影响力的自有品牌。面对发展中的我国工业机器人,毕亚雷表示,要加快实现中国从制造业大国向制造业强国的转变,一方面需持续优化产业结构,出台促进制造业转型升级的更有力举措,助推工业机器人国产化,提升核心竞争力;另一方面,企业在采购工业机器人时,不要盲目依赖进口品牌,而应综合考虑性价比,在性能相当时优先选择国产机器人。

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    • 编译者:杨芳
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    • 眼下,工业机器人 发展速度虽在不断加快,但人才供需矛盾却在日益凸显,如果人才短缺问题不能有效解决,工业机器人 现有的发展成果和未来的发展潜力,都将遭受重大威胁。近年来,在人工智能、定位导航、传感器 等技术的加持下,机器人产品开始走向千家万户,商业化步伐不断加快。其中,受益于政府支持与技术成长,工业机器人市场 发展尤为突出,产业化道路逐渐深化,截至目前为止,我国已经连续六年成为全球最大的需求和应用市场。工业机器人发展加速进入新时代以来,社会的加速发展和人口红利的日渐消失,带动了我国工业自动化需求的不断攀升,在提效增速、提质降本的生产要求下,工业机器人开始获得应用,并凭借着“机器换人”带来的神奇功效,逐渐受到人们的一致追捧。与此同时,为应对全球新一轮的科技和产业革命,我国政府也将工业机器人发展写入到《中国制造2025 》的战略规划之中,并将其作为十大重点发展的领域之一。从2011年开始,国家相继发布了《智能制造装备产业规划》、《机器人科技发展“十二五”专项规划》、《机器人产业发展规划(2016-2020年)》等多项政策,进一步加强了工业机器人风口的延续。在市场需求不断释放、国家重视程度日渐加深的情况下,当前,我国工业机器人已经在汽车制造、电子电器等诸多领域迎来应用,市场正在进入新一轮的爆发期。自2013年以来,我国连续五年保持着两位数的年均高速增长,今年上半年,国内市场规模更是达到52.2亿美元,市场销量超过全球市场的三分之一。未来,随着我国生产制造智能化改造升级需求的进一步凸显,工业机器人的市场化发展还将再次提速。人才缺乏问题限发展目前,工业机器人的发展势头的确是喜人的,国内不仅形成了一支较为完整的从事机器人研发和应用的队伍,也形成了一条初具雏形的机器人产业链。不过在欣喜之余,产业发展还是暴露出了一些问题和矛盾,其中工业机器人的人才供需矛盾无疑是最为突出的。在我国机器人市场以30%的年均增长率快速壮大,机器人企业 即将突破万家,机器人生产与应用与日剧增的情况下,产业发展所需的人才供给已经出现短缺,且缺口正在不断扩大。据预测,截至2020年,随着工信部规划的100万台装机目标如期实现,相关的维护、调试、系统集成等工业机器人应用人才需求量将突破百万,巨大人才缺口将严重拖慢我国的智能化发展进程。实际上,专业人才缺乏问题并不是一个简单的问题,因为按照机器人制造、应用、维护等方面的细分,人才缺乏并不能笼统的概括。我们需要知道,国内产业所缺乏的究竟是哪方面的人才?究竟是是工业机器人应用方面,还是产业升级的系统集成,又或是机器人生产制造人才的缺乏?就当前的发展现状来看,我国应该是三种人才都有欠缺,生产制造人才的缺失导致机器人三大核心部件瓶颈难以突破;应用人才的匮乏导致机器人操作、维修和应用遭受限制,机器人装机量增长困难;系统集成人才的不足导致工业机器人产业改造缓慢,发展迟迟难以成熟。总而言之,三种人才的短缺、人才的不匹配,以及人才质量的不高,是制约我国工业机器人进一步发展的主要问题之一,如果得不到重视和有效解决,将极有可能致使行业发展面临畸形甚至提前萎缩的风险,甚至对产业发展带来毁灭性打击。未来三大主体需发力因此,面对人才问题带来的严峻发展形势和未来影响,我国需要发挥出政府、企业和高校三大主体的力量,通过产学研政的有机结合,共同推动人才矛盾的有效解决。首先,政府方面要对人才问题给予高度的重视和关注,并将人才问题的解决上升到政策层面上来,通过政策对人才培养的鼓励、支持和引导,为产业人才发展指明方向,为行业人才培养保驾护航。其次,企业方面要从两点做出积极努力,一方面要加强与国外企业合作,通过人才引进增强自身人才培养实力;另一方面要积极与高校等教育机构进行交流,通过校企合作共同培养满足市场需求的实用型人才。最后,高校方面要紧跟市场发展需求和国家政策号召,加快加深相关专业开设,协调均衡的培养三类不同人才,同时还要与企业进行融合交流,让高校人才在企业实践中获得技能的检验和提升。未来,只要我国能在人才引进来、高校教育以及校企合作培养等方面取得新进展,形成成熟体系,我国工业机器人产业发展就将获得更为坚实的人才力量支撑,从而取得更进一步的快速发展。
  • 《在工业4.0时代 我国机器人的核心技术掌握了多少》

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    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2016-11-21
    •  国家统计局数据显示,2015年中国工业机器人产量为32996台,同比增长了21.7%。按照中国机器人联盟统计的数据,2015年自主品牌工业机器人共生产销售22257台,同比增长了31.3%。自主品牌的增长幅度要高于整个机器人行业增长的幅度。   产品种类虽然多,但目前国内机器人的整体制造能力尤其是工业机器人,还有不足之处。南京埃斯顿集团总工程师、副总经理王杰高在接受媒体采访时曾强调,核心技术才是企业竞争力,比投资更重要。那么机器人的核心技术中,本土企业又掌握了多少呢?   上游核心零部件、中游机器人本体和下游系统集成构成了工业机器人的产业链。其中上游核心零部件包括精密减速机、伺服电机和控制系统。   精密减速机占工业机器人成本的35%,但全球市场基本被日本的纳博特斯克和哈默纳科所垄断。上海福赛特机器人有限公司CEO黄峰说,“现在,控制系统、减速器、发出信号指挥关节怎么动的伺服电机都不能自主生产,我们福赛特机器人的部分零部件也要从海外进口才行。abb等一些大牌制造商其实也要采购他人的零部件,但产品的核心设计专利还是掌握在自己的手里。”因而,福赛特走的就是一条“自主技术加海外制造”的路线,机器人的底层软件和控制系统都在福赛特公司手里,但产品本身由德国研发团队完成。   技术暂时无法取胜,也没必要死磕海外对手。寻找伙伴制造机器人是埃夫特公司悟出的道理。企业建立之初,管理层考察一圈下来都没发现6轴机器人的专业现成技术,就决定与哈尔滨工业大学合作集合各方力量钻研技术,最终取得了进展。同时,IT和机器人、自动化企业等国际大厂的强强联手也值得关注。   就在工博会期间,包括发那科、思科、罗克韦尔自动化等在内的企业已经共同在研发一款名为“FIELDsystem”的解决方案,它能实现自动化系统中的机床、机器人、周边设备及传感器的连接并可提供先进的数据分析,提高企业生产质量、效率、灵活度、设备可靠性。FIELDsystem还实现了先进的机器学习和深度学习能力,而这也是迈向工业4.0的标志性产品。因此,中国公司不单要补齐核心技术缺失的短板,还要注重机器人向智能化和大数据延伸的能力。   服务机器人看似设计要比工业机器人简单,但也有芯片、齿轮及传感器等元器件制造,总装、操作系统及云系统也要十分熟悉。服务型机器人对应的行业众多,大批量生产尚未实现,像服务型机器人应用较多的日本企业,不少处于亏损状态。新松机器人目前的方向有公共服务和医疗服务,促销导购、迎宾展示、引领讲解等机器人已在十余个省市实现销售。此外该公司合作研发的国内首台应用于肿瘤治疗的消融医疗辅助机器人也处于临床应用阶段,此前它也推出了骨科牵引机器人。   今年年初,工信部对全国机器人产业的摸底调查初步显示,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,未来需要更多的六轴以上机器人。目前我国机器人企业规模也普遍较小,逾90%的企业年产值在1亿元以下。   机器人的研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。今年3月,中国《机器人产业发展规划(2016-2020)》蓝图已绘就,作为国家要大力推动其突破发展的十大重点领域之一。因此,如何摆脱ABB、发那科、安川电机和库卡等四大国际巨头的影响,造出适合国内市场甚至可出口海外的高端机器人产品、面向工业4.0的自动化解决方案,中国制造业的根基也才更深。