工業(yè)機器人發(fā)展與展望

齊齊哈爾二機床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司

戰(zhàn)略發(fā)展部高級工程師 趙巍秋

工業(yè)機器人是將機器人技術(shù)與工業(yè)化管理相結(jié)合的機電一體化裝備，技術(shù)附加值高，應(yīng)用廣泛，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè)，將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起著越來越重要的作用，正在為提高人類的生活質(zhì)量發(fā)揮著重要的作用。

我國的機器人技術(shù)研究起步較晚，但進(jìn)步較快，已經(jīng)在工業(yè)機器人、特種機器人和智能機器人等方面取得了一定的成就。通過科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機器人操作機的設(shè)計制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù)、運動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人。但是與世界發(fā)達(dá)國家相比，還有一定的差距，如可靠性低于國外產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外差距大。我國目前從事機器人研發(fā)和應(yīng)用工程的單位相對較少，工業(yè)機器人的擁有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求量，長期大量依靠從國外引進(jìn)。雖然稱作 “機器人”，但從研發(fā)和應(yīng)用來看，我國現(xiàn)有的機器人只能稱作單一的機器單元，還未能充分體現(xiàn)出智能化、系統(tǒng)化、可重構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化的要求。

國外機器人綜合能力很強，比如材料的關(guān)鍵連接部分、裝配工藝、軟件算法、重要的零部件諧波減速器等。在發(fā)達(dá)國家中，工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動化裝備的主流。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個世紀(jì)的工業(yè)機器人的使用實踐表明，工業(yè)機器人的普及是實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高社會生產(chǎn)效率，推動企業(yè)和社會生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。

我國的工業(yè)機器人應(yīng)用數(shù)量偏少，且主要依賴從日本、德國、意大利、美國進(jìn)口。工業(yè)機器人很多核心技術(shù)我們尚未掌握，這是影響我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要瓶頸。2012年以來，國家部委制定的規(guī)劃和專項政策陸續(xù)出臺，提出要大力推進(jìn)自動控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、關(guān)鍵零部件等裝置的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。從而使我國進(jìn)入了工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化加速發(fā)展階段。

我國的機器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)走什么道路，如何建立自己的發(fā)展模式，值得研究探討。在2003年12月中國工程院公開的《我國制造業(yè)焊接生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略研究總結(jié)報告》中認(rèn)為：我國應(yīng)從“美國‘進(jìn)口、再自行設(shè)計、制造’模式”著手，在條件成熟后逐步向“日本 ‘自行開發(fā)研制、設(shè)計、制造’模式”靠近。

根據(jù)我國現(xiàn)狀，應(yīng)從實際應(yīng)用著手，普及推廣應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的工業(yè)機器人，拓展工業(yè)機器人的應(yīng)用領(lǐng)域正如之前已經(jīng)提到的，工業(yè)機器人的應(yīng)用正從汽車工業(yè)向一般工業(yè)延伸，除了涉及到的金屬加工、食品飲料、塑料橡膠、醫(yī)藥等行業(yè)，工業(yè)機器人在風(fēng)能、太陽能、交通運輸、建筑材料、物流甚至廢品處理等行業(yè)都可以大有作為。進(jìn)行分塊研究、分步實施，分領(lǐng)域經(jīng)營的發(fā)展策略，從而建立起具有“中國特色”的應(yīng)用發(fā)展模式。無論是企業(yè)還是社會都認(rèn)識到必須采取從改善機器設(shè)備入手，提高技術(shù)和資金的密集度來減少用工量。我國作為亞洲第三大的工業(yè)機器人需求國，市場發(fā)展穩(wěn)定，隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級不斷深入和國際制造業(yè)中心向中國的轉(zhuǎn)移，我國的機器人市場會進(jìn)一步加大，市場擴(kuò)展的速度也會進(jìn)一步提高。

通過工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)研制出一批從事高危、高污染、高體力環(huán)境下作業(yè)的工業(yè)機器人，比如焊接機器人、切割機器人、搬運機器人、噴涂機器人、碼垛機器人、水下探測等，從而使操作工人遠(yuǎn)離危害，保證健康、安全。例如首鋼莫托曼弧焊機器人的應(yīng)用，大大改善了焊接質(zhì)量、提高了工作效率，減低了勞動強度，增大了安全性；深海探測機器人“蛟龍?zhí)枴钡膽?yīng)用，已經(jīng)完成深海7000m的探測工作，這是人工所無法達(dá)到的。

我國的工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線裝備的市場尚處于起步階段，而國內(nèi)裝備制造業(yè)正處于由傳統(tǒng)裝備向先進(jìn)制造裝備轉(zhuǎn)型的時期，這就給機器人自動化生產(chǎn)線研究開發(fā)者帶來巨大商機。預(yù)測，目前中國僅汽車行業(yè)、電子和家電行業(yè)、煙草行業(yè)、新能源電池行業(yè)等，年需求此類自動化線就達(dá)300多條，產(chǎn)值約為60億元以上。

“十二五”期間，隨著機器人產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)的快速發(fā)展及下游行業(yè)的驅(qū)動，未來對機器人的需求呈現(xiàn)出強勁的發(fā)展態(tài)勢。

隨著中國勞動力成本上升、安全生產(chǎn)意識增強，特別是中國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需要，中國的工業(yè)機器人在未來的5～10年間還將會有大的發(fā)展。在“十二五”期間，國家863項目、國家支撐計劃重大項目、國際合作重大項目等多個項目都有涉及機器人項目。國際機器人聯(lián)合會預(yù)測，到2014年，中國將成為全球最大的機器人市場。到2015年，中國機器人市場需求量將達(dá)3.5萬臺，占全球總量的16.9%。專家表示，未來3年中國工業(yè)機器人市場增速可達(dá)30%。

隨著人力成本的增加，以機器人為主導(dǎo)的自動化設(shè)備越來越受歡迎。工業(yè)機器人是實現(xiàn)我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的強力技術(shù)手段。工業(yè)機器人可以改變?nèi)藗兾磥淼纳a(chǎn)生活方式?，F(xiàn)在以人為主導(dǎo)的生產(chǎn)模式，將來要變成以機器人為主導(dǎo)的制造模式。這雖然會減少一些傳統(tǒng)就業(yè)崗位，但新的智能制造模式也會產(chǎn)生很多新的崗位。

在新興產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型過程中，工業(yè)機器人都扮演著“催化劑”的角色。在工程機械行業(yè)，機器人往往在生產(chǎn)線上進(jìn)行著點焊、弧焊、噴漆、裝配等工作。近年來，中國機械行業(yè)增速放緩，亟待升級轉(zhuǎn)型，企業(yè)要想在激烈的競爭中搶奪更大的市場份額，擺脫產(chǎn)品的同質(zhì)化競爭，必須加強生產(chǎn)線自動化水平，大力引進(jìn)機器人將不可或缺。通過開發(fā)、應(yīng)用機器人技術(shù)，將傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式進(jìn)行優(yōu)化，不僅能保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高勞動生產(chǎn)效率，還能改善工人的工作條件和勞動強度。近幾年，工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線也已經(jīng)不斷出現(xiàn)，并給用戶帶來顯著效益。隨著我國工業(yè)企業(yè)自動化水平的不斷提高，機器人自動化生產(chǎn)線的市場也會越來越大，并且逐漸成為自動化生產(chǎn)線的主要方式。這些舉措不僅使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了有效提高，也轉(zhuǎn)變了員工的傳統(tǒng)觀念。

巨大的市場需求和復(fù)雜的競爭環(huán)境給我國的機器人產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。在政策扶持和市場需求強勁的大背景下，如果能在發(fā)展中解決存在的問題，“中國制造”的工業(yè)機器人將走得更快、更遠(yuǎn)。隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展，人力成本的不斷上升，智慧工廠、超級工廠、智能生活、智能家居等將預(yù)示著機器人時代正式來臨。