我国工业机器人技术现状与产业化发展战略

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关键词：工业机器人,发展现状,未来发展

在现代科技创新的支持下,全球正在经历着制造模式的深刻变革,工业机器人成为了其中的关键,是满足人工智能时代发展需求的必然选择,实现了人力资本的有效节约,对驱动制造行业发展的作用效能毋庸置疑。正是基于工业机器人的多重优势性能表现,被誉为“制造业皇冠上的明珠“,足以显示其地位。但是发展的路途上总是布满了荆棘,我国人工智能尚处于试炼阶段,工业机器人的发展实践中暴露出了不少问题,整体实力弱于发达国家,未来有着巨大的可为空间。

一、工业机器人简介

所谓机器人是指自动执行工作的机器装置,包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械,是工业生产向现代化转型的重要标识。

工业机器人则主要面向工业领域,作为多关节机械手或多自由度的机器装置,能够依靠自身动力和控制能力自动执行工作,呈现出了多方面的功能优势。

从技术层面上解析,工业机器人涵括了主体、驱动系统以及控制系统三项基本构成,是保障其自动执行工作的关键,实现了智能化控制的过程。

其中,工业机器人的主体结构又分为机座和执行机构,有些还会涉及到行走机构;驱动系统是用以执行机构产生相应动作的装置,包括动力机构和传统机构;控制系统则是按照输入程序对驱动系统和执行机构发出指令信号,并进行控制。

时至今日,在创新科技的驱动下,工业机器人的发展愈加成熟,并呈现出了可编程、拟人化、通用性等特点优势,对周围环境的自适应能力显着提高,满足了柔性制造需求,其良好的通用性,可执行不同的作业任务,其在工业领域中的应用,不仅提高了生产效率、降低了人工成本,同时更为精细化的操作,升级了产品质量,一定程度上改善了人们的生活品质。除此之外,工业机器人本身作为多学科交叉融合的产物,包括机械学、微电子学等,亦是带动着其他技术的发展。

二、我国工业机器人发展现状

工业机器人作为一种应用于生产过程,能够完成有益于人类工作的半自动或全自动机器,其功能负载愈加丰富,包括了焊接机器人、码垛机器人、装配机器人、搬运机器人、喷涂机器人等等,现已广泛应用于汽车、医药、化工、食品、金属制造等领域,其在我国的发展取得了斐然成绩。

从工业机器人的整个产业生态链来看,触及到多方面的工作,包括上游的减速器、控制器、伺服电机等核心零部件、下游的基座、机身、机械臂等设计制造、下游的系统集成等。正是基于工业机器人的多重应用功能表现,在我国形成了巨大的需求市场空间,据相关统计数据显示,2019年我国工业机器人的产量达到了18.7万套,虽然经历了一定的低迷期,但仍旧以稳步增长为主。

除此之外,由于低端劳动力供给不足,加之产业转型升级,驱动着我国工业机器人行业的发展,并纳入到我国战略部署工程当中,如《中国制造2025》、《机器人产业发展规划》等。

但是,客观维度上讲,受多重因素影响,我国当前阶段的工业机器人发展仍旧存在些许不足,尤其是关键零部件的研发能力薄弱,相比与ABB、库卡、安川电机等差距明显。具体而言,在以往的认知结构中,机器人更多被视作人类知识的集中,通过系列程序运用,最终借助机器人表达出来,但其本身作为技术创新的产物,力求多项技术应用的完美融合。

另外,纵然我国工业机器人的发展已经迈入正规,但是主要领域应用尚未全面,其发展结构并未成熟,有着巨大的可为空间。

三、我国工业机器人未来发展

工业机器人发展作为工业现代化的产物,关联到多重方面的价值效益产出,是打造“制造强国“的关键一环,其本身触及到多层面、环节的支持。作者基于上述分析,结合实际情况,以问题为导向,针对性地提出了以下几种促进我国工业机器人未来发展的有效路径,以供参考和借鉴。

3.1引入先进科技

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备,已经成为国内外备受重视的高新技术产业,亦是衡量一个国家制造业综合实力的重要标志。目前来讲,我国工业机器人市场呈现出了快速增长态势,未来有着巨大的可为空间。现阶段而言,世界上主要有三种工业机器人发展模式,又以日本、欧洲和美国为代表。其中日本模式下,每个公司处于相对独立的发展状态,各司其职,生产商主要负责批量生产,而产业链则作用于工业机器人的销售。欧洲模式下,企业负责工业机器人的全流程生态,覆盖了生产、调试、销售等各环节。

相比之下,美国模式尚处于基础阶段,企业并不会自行生产,而是着力于外围设备的研发与整机调试,但其本身作为一个产业大国,力学、网络、信息等领域的成就,奠定了其扎实的市场竞争基础。以我国工业机器人的发展情态来看,类似于美国模式,但是较之亦有不足,要充分依托国家对外改革开放的宏观战略部署优势,科学引入国际经验,首要扎实“美国模式”的交钥匙工程,再学习“日本模式”抢占产业生态链的制高点,继而向“欧洲模式“推进,最终推动全产业链发展。

在此过程中,要大力支持研发机构建设,充分依托我国雄厚的产业基础、人才资本优势,增强研发能力,重点关注工业机器人系统设计和关键核心技术的突破创新,包括伺服电机、减速器、控制器等,提高其安全性、稳定性以及可靠性表现。

3.2培育高端人才

知识经济时代,人才在整个社会发展中的驱动作用愈加突出,是技术创新的源泉,更是现代企业市场竞争的核心资本。

如上所述,工业机器人是多学科交叉融合的成果,并逐步导入了大数据、云计算、物联网等先进科技,呈现出了智能化、整体性等特点,对从业人才的素质要求越来越高。对此,相关企业应当树立高度的人才战略意识,摆正其在工业机器人发展中的定位,并善于通过多种渠道方式,提升其综合能力水平,以驱动核心技术创新,解除其对工业机器人发展的限制。

在具体的践行过程中,要紧紧依托产学研一体化建设战略政策导向,组织集设计、研发、制造、应用于一体的产学联盟,深化校企合作,整合双方资源优势,最终实现共赢,协同驱动工业机器人“革命“。

相比与企业,高校作为学术前沿的代表,有着十分丰富的理论知识支撑,但是实践环境缺失,而这也正是企业的优势所在,通过双方强强合作,形成互补优势,携手打造高水平的机器人研发团队,一同解决工业机器人发展中的难题,并将之导入到生产实践中进行验证,是盘活整个产业链条发展的有效举措,且有利于积累更加庞杂的智力资源支持。对于高校而言,应当充分发挥自身人才培育主阵地优势,精准对接经济市场需求,充分发挥自身学科优势,切入工业机器人研发,实现自身社会价值。

客观维度上讲,我国工业机器人发展尚未建立成熟的市场机制,相关服务平台和创新平台缺失,一定程度上影响着工业机器人行业发展。

对此,要推动工业机器人行业的平稳、健康、快速发展,就必须要紧密贴合市场经济运行规律,达到供需动态平衡,从而积累和吸引更多的资本注入,包括财力、人力、物力等,才能实现其最大效益价值的产出,应当进一步建立健全管理制度,形成规范的行业标准体系,维护正常的市场秩序,充分发挥其微观调整功能,辅以国家政策的宏观指导,实现资源配置的最优化,最终突破工业机器人发展困境,有利于我国制造业整体实力的攀升。

与此同时,明确质量检测体系,在工业机器人生产实践中,严把质量关,有效治理市场上的劣质产品和低端产品,尤其加强知识产权保护,通过系列政策鼓励企业科技创新行为,从而提升我国工业机器人的行业水平,以更好地迎接国际市场竞争挑战,满足我国“制造强国“建设需求。

除此之外,牢牢把握”一带一路“千载难逢的战略机遇,构筑国际合作空间占,充分依托互联网产业支持,打造国内外线上线下交流平台和工业机器人创新示范平台等,紧密关注行业发展动态前沿,找出与日本、德国等技术发达国家之间的差距,集中资源、重点突破,逐步向国际一流水平迈进。

总而言之,工业机器人在我国的发展势在必行,是迎合制造行业转型升级的必然选择,在推动人工智能领域的作用毋庸置疑,作为一项庞杂的系统化工程,绝非一个人或某个企业就能单独完成的,要注重加强对现实情况的分析,积极引入国外先进经验,依托高素质人才队伍支撑,加强核心技术的创新突破,并借力完善的公共服务输出,实现整体行业竞争实力的攀升。作者希望学术界大家持续关注此类课题研究,结合实际情况,从不同侧度视角切入,提出更多有效建议。

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