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我国工业机器人发展及趋势

我国工业机器人发展及趋势

摘要:在工业自動化生产过程中,工业机器人是一项至关重要的基础设备,同时也是衡量一个国家工业自动化水平的重要标志。当前工业生产不断向着高度自动化与集成化的趋势发展,工业机器人也必将会迎来新的发展机遇。本文简要介绍了工业机器人的具体应用情况,并分析了当前我国工业机器人的现状及趋势,旨在使读者对我国工业机器人的发展有一个客观的了解和认识。

自20世纪60年代全球首台工业机器人成功研制以来,其便以超乎想象的发展速度席卷了整个制造业,目前已经汇聚起了自动化技术、计算机网络技术、传感器技术、电子电工技术、人工智能技术、机械学与仿生学等多种技术,达到了高度的智能化程度。对于一个国家的工业发展而言,工业机器人的制造及应用水平将是最好的体现。当前我国正处在中国“制造”向中国“智造”的转型阶段,因此,加快工业机器人的大规模应用,对推动我国的工业发展转型与升级意义重大。

一、工业机器人的应用

机器人是一种可以实现自动化控制,并能够进行重复性程序编写,同时具备多种功能,可以取代一部分人力劳动的机电装置。一般情况下,依据所处应用领域的巨大差异性,具体可将机器人分成两种类型,即:工业机器人与服务机器人。其中工业机器人可利用事先所设定的操作程序运行,并可被人指挥操作;更加智能化的工业机器人甚至可依据人工智能技术原则来执行操作指令。工业机器人还可依据实际应用途径的不同,具体分成焊接、喷涂、码垛、搬运、装配、切割、涂胶等各种各样的机器人。

受到工业机器人的高速化发展影响,机器人也逐渐被更多的应用在装载、机械加工、产品装配、汽车制造、焊接喷漆等多项工业生产劳动中。目前,在自动化生产线的运行过程中已经少不了对各类工业机器人的应用,这些工业机器人的大规模普及应用是促进生产自动化、提高生产效率、减小制造成本并促进企业发展的重要动力来源。它们已经成为智能制造设备最为核心的一项构成要素,在装备制造产业中发挥了无可替代的价值作用。各种类型的工业机器人也开始越来越多地被应用到了各项工业生产中。

二、我国工业机器人的技术现状

我国是全球公认的制造业大国,然而受制于劳动成本的持续升高,经济发展模式和制造产业结构调整已成为必然趋势。进军高科技领域,提升制造业生产自动化水平,从劳动密集型逐步转向为技术密集型,是我国工业发展的必经之路。预期在未来10年左右的时间,我国的高端装备制造业销售产值将达到整个装备制造业销售产值的30%以上。而作为高端装备制造产业的核心构成部分,工业机器人的发展空间巨大。

我国工业机器人起步于20世纪80年代,然后逐渐进入到了技术研发期,进入21世纪后便朝向产业化的方向发展。历经了10多年的发展后,我国目前的机器人装机容量逐年提高,并已经着手实施面向机器人全产业链发展。国家对此也给予了巨大的政策扶持力度,国家级的技术研究、科技攻关等均将机器人研发列为重点项目。当前我国在工业机器人的制造领域已经涌现出了一大批的企业,这些企业或者拥有自己的研发力量,或者与一些相关的科研院所开展合作,现已进入到了工业机器人研发与生产的热门高地,其技术含量也有了迅猛的进步。其中较为典型的代表企业就包括了哈尔滨博实自动化、新松机器人、奇瑞装备、广州数控、青岛软控等多家专业从事工业机器人生产的企业。

从整体上来看,我国的工业机器人产业历经了国家科研院攻关、国家发展计划制定以来,逐步奠定了我国独立自主研发机器人产业的基础。尽管目前已经取得了一些成就,但在整体技术上和国际上一些先进水平相对比来看,依然存在着不小的差距,仅相当于国外在20世纪90年代中期的水平。所以说,在工业机器人领域,我国仍处于中低端水平。主要指标表现在以下两方面:一是大部分技术与产品属于行业低端。我国国产机器人市场份额仅占约30%,但高端机器人严重依赖进口;二是关键部件依靠进口。减速机、伺服电机、控制器等几乎都不是我们中国人自己的产品,采购核心零部件的成本就已高于国外同款机器人整体售价;三是没有自己的品牌。

三、我国工业机器人的发展趋势

受到国际与国际经济环境的巨大改变影响,我国的工业化发展进程正处于稳步推进阶段,现已步入到了中高速的发展阶段,在此阶段中最为核心的一项目标要求,也就是要实现产业结构的调整。当前,工业机器人已经被大规模的运用在了机械加工、汽车制造、建筑施工、交通运输等多个社会领域里。在不久的将来,将会进军食品、家电、服装等与人们日常生活相关领域,工业机器人的大规模应用也必将会促进制造业向着更加标准化、系统化、智能化的趋势发展。而且,在当前我国社会产业结构的大调整背景之下,工业机器人的发展也必将会得到更大范围的应用,其所能够被应用到的市场空间将成倍增长。

对于我们国家来说,应该更加积极主动的适应这一趋势变化,在工业机器人技术方面早做准备,紧跟世界先进技术发展潮流,目前在工业机器人方面的主流发展趋势包括了:结构重构化与模块化、控制技术更加开放化、机器人控制网络化、伺服驱动技术分散化、多传感技术融合实用化、作业柔性化、系统智能化及网络化等。

在目前我国产业的转型发展大背景之下,再加之我国因人口结构老龄化趋势的不断加剧,人口红利将逐步消失这一现状,毋庸置疑,工业机器人的应用领域将越来越大。据国际机器人联合会(International Federation of Robotics)调查研究表明,尽管我国的工业机器人基数较低,但采用率(每10000名员工对应的机器人数量比例)也在2008年~2011年的3年间增长了210%。另据有关国际调查机构统计,2016年我国工业机器人产量超过5.2万台,同比增长57.6%,预计2017年我国的工业机器人产量将增长至6.4万台,2020年产量有望突破10万台,年均复合增长率在19%左右。

工信部所召开的“2015中国机器人产业推进大会”指出,我国要在“十三五”期间贯彻落实《中国制造2025》的整体部署安排,将焦点汇聚在“两突破”、“三提升”上,也就是要在机器人关键部件和高端产品上实现突破,促成机器人在产品质量可靠、市场占有率以及龙头企业竞争力的三大提升上。通过5年的时间,来统筹好5项工作内容:(1)工业机器人与服务机器人并重发展,推动十大标志性机器人产品率先取得突破。(2)全面突破机器人五类关键零部件,夯实产业发展基础。(3)大力推动应用示范,促使工业机器人的产品市场占有率能够达到50%以上。随着我国工业机器人技术与应用的快速提升,必将会进一步加快中国“智造”在国际市场上的竞争力。

结语

当前,我国的社会科学技术与经济水平仍处在高速发展时期,制造业的快速发展迎来了新的发展机遇,尤其是工业机器人的应用必将会推动加工制造业的转型升级。必须清楚地看到,我国工业机器人产业面临着广阔的发展空间,但也存在一定的发展困难,机遇与挑战并存。机器人技术和系统的研发已得到了我国政府、科研机构和企业的高度重视,在多方面一举努力下,我国由制造大国,转向制造强国,将指日可待。

参考文献

[1]王田苗,陶永.我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J].机械工程学报,2014(50):9.

[2]徐建明,丁毅,禹鑫燚,等.基于顺应性跟踪控制的工业机器人直接示教系统[J].高技术通讯,2015(25):5.

作者: 袁钰坤  来源: 《中国新技术新产品》2017年第20期

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