《中國(guó)制造2025》站在歷史的新高度,從戰(zhàn)略全局出發(fā),,明確提出了我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的第一個(gè)十年的行動(dòng)計(jì)劃,,將“高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人”作為大力推動(dòng)的重點(diǎn)領(lǐng)域之一,提出機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要“圍繞汽車,、機(jī)械,、電子、危險(xiǎn)品制造,、國(guó)防軍工,、化工、輕工等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用以及醫(yī)療健康,、家庭服務(wù),、教育娛樂(lè)等服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用的需求,積極研發(fā)新產(chǎn)品,,促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化,、模塊化發(fā)展,擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用,。突破機(jī)器人本體,,減速器、伺服電機(jī),、控制器,、傳感器與驅(qū)動(dòng)器等關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)制造技術(shù)等技術(shù)瓶頸?!辈⒃谥攸c(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新路線圖中明確了我國(guó)未來(lái)十年機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)主要為兩個(gè)方向:一是開(kāi)發(fā)工業(yè)機(jī)器人本體和關(guān)鍵零部件系列化產(chǎn)品,,推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用,滿足我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)迫切需求,;二是突破智能機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù),,開(kāi)發(fā)一批智能機(jī)器人,積極應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn),。
一,、以需求為導(dǎo)向,增強(qiáng)創(chuàng)新能力,,擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用
根據(jù)應(yīng)用環(huán)境不同,國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)將機(jī)器人分為兩類:制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)機(jī)器人,。工業(yè)機(jī)器人是在工業(yè)生產(chǎn)中使用的機(jī)器人的總稱,,是現(xiàn)代制造業(yè)中重要的工廠自動(dòng)化設(shè)備;服務(wù)機(jī)器人是服務(wù)于人類的非生產(chǎn)性機(jī)器人,,服務(wù)機(jī)器人技術(shù)主要應(yīng)用于非結(jié)構(gòu)化環(huán)境,,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,,能夠根據(jù)自身的傳感器與通過(guò)通信,獲得外部環(huán)境的信息,,從而進(jìn)行決策,,完成相應(yīng)的作業(yè)任務(wù)。
1,、中國(guó)已成為全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng),,潛力仍待挖掘
工業(yè)機(jī)器人主要是指面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人,用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的搬運(yùn),、焊接,、裝配、加工,、涂裝,、清潔生產(chǎn)等方面。2014年全球工業(yè)機(jī)器人銷量創(chuàng)下歷史新高,,達(dá)到22.5萬(wàn)臺(tái),,同比增長(zhǎng)27%。市場(chǎng)增長(zhǎng)的動(dòng)力主要來(lái)自于亞洲地區(qū),,特別是中,、韓兩國(guó)。
近年來(lái),,中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng),,并已成為全球機(jī)器人重要市場(chǎng)。2014年,,中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)到5.6萬(wàn)臺(tái),,同比增長(zhǎng)52%,再次成為全球最大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng),。用戶已從外商獨(dú)資企業(yè),、中外合資企業(yè)為主,向內(nèi)資企業(yè),、乃至中小企業(yè)發(fā)展,。國(guó)內(nèi)沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)不少企業(yè)產(chǎn)品用來(lái)出口,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求高,,越來(lái)越多的企業(yè)采用機(jī)器人代替產(chǎn)業(yè)工人,。在珠三角地區(qū),使用工業(yè)機(jī)器人的年均增長(zhǎng)速度已達(dá)到30%,,尤其在裝配,、點(diǎn)膠、搬運(yùn),、焊接等領(lǐng)域,,已經(jīng)掀起了一股機(jī)器人使用熱潮,。
雖然自2013年中國(guó)已經(jīng)是全球工業(yè)機(jī)器人最大市場(chǎng),但制造業(yè)工業(yè)機(jī)器人密度仍然很低,,2013年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度僅為30臺(tái)/萬(wàn)名產(chǎn)業(yè)工人,,不足全球平均水平的一半,與工業(yè)自動(dòng)化程度較高的韓國(guó)(437臺(tái)/萬(wàn)名產(chǎn)業(yè)工人),、日本(323臺(tái)/萬(wàn)名產(chǎn)業(yè)工人)和德國(guó)(282臺(tái)/萬(wàn)名產(chǎn)業(yè)工人)相比差距更大,。國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)仍有巨大潛力。
我國(guó)作為制造業(yè)大國(guó),,在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用方面一直處于落后地位,。除汽車行業(yè)外,量大面廣的一般制造業(yè)對(duì)機(jī)器人的應(yīng)用基本上處于自發(fā),、分散或零散的狀態(tài),。隨著我國(guó)工廠自動(dòng)化的發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人在其它工業(yè)行業(yè)中也將得到快速推廣,,如電子,、金屬制品、橡膠塑料,、食品,、建材、民爆,、航空,、醫(yī)藥設(shè)備等行業(yè)。
工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用程度是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志,。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展,,應(yīng)圍繞加快我國(guó)智能制造的發(fā)展需求,協(xié)同機(jī)器人供需雙方,,一方面提高我國(guó)機(jī)器人制造企業(yè)的創(chuàng)新能力,,促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化,、系統(tǒng)化發(fā)展,,降低使用成本,提升集成應(yīng)用水平,,從而擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用范圍,;另一方面積極開(kāi)展自主品牌機(jī)器人的應(yīng)用試點(diǎn),抓好一批效果突出,、帶動(dòng)性強(qiáng),、關(guān)聯(lián)度高的典型應(yīng)用示范工程,以點(diǎn)帶面推動(dòng)運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人來(lái)改造提升傳統(tǒng)制造業(yè)。
2,、我國(guó)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)以需求為導(dǎo)向,有重點(diǎn)地進(jìn)行發(fā)展
服務(wù)機(jī)器人包括專用服務(wù)機(jī)器人和家用服務(wù)機(jī)器人,,服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用范圍很廣,,主要從事維護(hù)保養(yǎng)、修理,、運(yùn)輸,、清洗、保安,、救援,、監(jiān)護(hù)以及醫(yī)療、養(yǎng)老,、康復(fù),、助殘等工作。服務(wù)機(jī)器人是一種新型智能化裝備,、一項(xiàng)戰(zhàn)略性高技術(shù)產(chǎn)品,,在未來(lái)具有比工業(yè)機(jī)器人更大的市場(chǎng)空間。
全球服務(wù)機(jī)器人在近五年間呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)的統(tǒng)計(jì),,2013年全球?qū)I(yè)服務(wù)機(jī)器人和個(gè)人/家用服務(wù)機(jī)器人的銷量分別達(dá)到2.1萬(wàn)臺(tái)和400萬(wàn)臺(tái),市值分別為35.7億美元和17億美元,,分別同比增長(zhǎng)4%和28%,。未來(lái)幾年,全球服務(wù)機(jī)器人的市場(chǎng)將繼續(xù)快速增長(zhǎng),。隨著相互學(xué)習(xí)與共享知識(shí)云機(jī)器人技術(shù)獲得重大突破,,小型家庭用輔助機(jī)器人大幅度降低生產(chǎn)成本,將在2020年之前形成至少累計(jì)416億美元的新興市場(chǎng),;另一方面雖然殘障輔助機(jī)器起步緩慢,,但可預(yù)測(cè)未來(lái)20年會(huì)有高速增長(zhǎng)。
目前國(guó)際上服務(wù)機(jī)器人的技術(shù)研發(fā)主要由美,、日,、中、德,、韓五國(guó)主導(dǎo),。我國(guó)服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展滯后于工業(yè)機(jī)器人,與日本,、美國(guó)等國(guó)家相比,,我國(guó)在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的研發(fā)起步較晚,與發(fā)達(dá)國(guó)家絕對(duì)差距還比較大,。但相對(duì)于工業(yè)機(jī)器人而言,,國(guó)內(nèi)外差距較小,。服務(wù)機(jī)器人一般都要結(jié)合特定需求市場(chǎng)進(jìn)行開(kāi)發(fā),本土企業(yè)更容易結(jié)合特定的環(huán)境和文化進(jìn)行開(kāi)發(fā)占據(jù)良好的市場(chǎng)定位,,從而保持一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),;另一方面,外國(guó)的服務(wù)機(jī)器人也屬于新興產(chǎn)業(yè),,大部分服務(wù)機(jī)器人公司成立的時(shí)間還比較短,,因而我國(guó)的服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨著較大的機(jī)遇和發(fā)展空間。
從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,,我國(guó)專業(yè)服務(wù)機(jī)器人有望先于個(gè)人/家用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,,特別是醫(yī)療機(jī)器人、危險(xiǎn)特殊環(huán)境巡檢探查機(jī)器人等,。隨著我國(guó)進(jìn)入老齡化社會(huì),,醫(yī)療、護(hù)理和康復(fù)的需求增加,,同時(shí)由于人們對(duì)生活品質(zhì)追求的提高,,將使個(gè)人/家用機(jī)器人在未來(lái)具有更為廣闊的市場(chǎng)空間。
二,、突破技術(shù)瓶頸,,提升產(chǎn)業(yè)化能力
機(jī)器人集現(xiàn)代制造技術(shù)、新型材料技術(shù)和信息控制技術(shù)為一體,,是智能制造的代表性產(chǎn)品,,其研發(fā)、制造,、應(yīng)用成為衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和制造業(yè)水平的重要標(biāo)志,,引起了世界制造強(qiáng)國(guó)的高度重視。
我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可追溯到上世紀(jì)八十年代,,當(dāng)時(shí)科技部將工業(yè)機(jī)器人列入了科技攻關(guān)計(jì)劃,,原機(jī)械工業(yè)部牽頭組織了點(diǎn)焊、弧焊,、噴漆,、搬運(yùn)等型號(hào)的工業(yè)機(jī)器人攻關(guān),其他部委也積極立項(xiàng)支持,,形成了中國(guó)工業(yè)機(jī)器人第一次高潮,。其后,主要是由于市場(chǎng)需求的原因,,機(jī)器人自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)歷了長(zhǎng)期的停滯,。2010年以后,我國(guó)機(jī)器人裝機(jī)容量逐年遞增,開(kāi)始面向機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,。
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展包括研發(fā)試驗(yàn),、機(jī)器人本體和零部件產(chǎn)業(yè)化、系統(tǒng)集成技術(shù),、服務(wù)等,,每一個(gè)環(huán)節(jié)都很重要。我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展是一個(gè)任重道遠(yuǎn)的過(guò)程,,整體來(lái)看,目前中國(guó)大部分機(jī)器人企業(yè)集中在集成領(lǐng)域,,加工組裝企業(yè)占多數(shù),。在核心及關(guān)鍵技術(shù)的原創(chuàng)性研究、高可靠性基礎(chǔ)功能部件,、系統(tǒng)工藝應(yīng)用解決方案以及主機(jī)批量生產(chǎn)等方面,,距發(fā)達(dá)國(guó)家還有相當(dāng)?shù)牟罹唷jP(guān)鍵部件方面,,精密減速器,、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器等關(guān)鍵部件大量依賴進(jìn)口。雖然多年來(lái)國(guó)家對(duì)這方面也做了較大的投入支持,,由于原來(lái)市場(chǎng)規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化程度不高,,不足以帶動(dòng)核心部件的發(fā)展,致使效果不理想,。
由此可見(jiàn),,我國(guó)機(jī)器人技術(shù)實(shí)力不足制約了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模,而規(guī)模較小也反過(guò)來(lái)制約了技術(shù)的發(fā)展,,這些都影響了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,。若想提高國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,一方面要擴(kuò)大國(guó)產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)量,,提高國(guó)內(nèi)機(jī)器人企業(yè)的產(chǎn)能,;另一方面,要推動(dòng)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人關(guān)鍵零部件的國(guó)產(chǎn)化,,提高關(guān)鍵零部件生產(chǎn)能力,,滿足國(guó)產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)能擴(kuò)張的需要。
近兩年,,國(guó)家對(duì)智能制造和機(jī)器人高度重視,。工信部、發(fā)改委,、科技部等多部門(mén)都在力推機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,從頂層設(shè)計(jì)、財(cái)稅金融、示范應(yīng)用,、人才培養(yǎng)等多個(gè)方面著手推進(jìn)自主品牌機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展,,扶持政策愈來(lái)愈全面、細(xì)化,。我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)路線圖以及機(jī)器人產(chǎn)業(yè)“十三五”規(guī)劃相關(guān)工作也在穩(wěn)步推進(jìn),。這對(duì)我國(guó)機(jī)器人企業(yè)突破技術(shù)瓶頸、提高產(chǎn)業(yè)化能力將起到極大的促進(jìn)作用,。
目前對(duì)于我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)而言,,已經(jīng)不是重視或不重視的問(wèn)題,而是以什么樣的眼光來(lái)看待這個(gè)產(chǎn)業(yè),,以什么樣的思維來(lái)培育和有序發(fā)展這個(gè)產(chǎn)業(yè)的問(wèn)題,。對(duì)于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)需求、技術(shù)創(chuàng)新模式,、資金支持方式等多方面問(wèn)題,,各地政府對(duì)該產(chǎn)業(yè)的扶持政策都有望走向細(xì)化。
三,、加快下一代機(jī)器人研發(fā)生產(chǎn),,搶占機(jī)器人技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的下一個(gè)制高點(diǎn)
隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,根據(jù)功能不同,,機(jī)器人又被分為一般機(jī)器人和智能機(jī)器人,。其中,一般機(jī)器人是指只具有一般編程能力和操作功能的機(jī)器人,,目前我國(guó)生產(chǎn)的機(jī)器人大多數(shù)屬于這一類,;智能機(jī)器人并沒(méi)有統(tǒng)一的定義,大多數(shù)專家認(rèn)為智能機(jī)器人至少要具備以下幾大功能特征:一是具備對(duì)不確定作業(yè)條件的適應(yīng)能力,;二是具備復(fù)雜對(duì)象的靈活操作能力,;三是具備與人緊密協(xié)調(diào)合作的能力;四是具備與人自然交互的能力,;五是具備人機(jī)合作安全特征,。無(wú)論是現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還是服務(wù)機(jī)器人,最終都將發(fā)展為具有學(xué)習(xí)能力的智慧型機(jī)器人,。我們一般將智能機(jī)器人又稱為下一代機(jī)器人,。隨著3D視覺(jué)感知/認(rèn)知、力覺(jué)傳感器等技術(shù)的不斷進(jìn)步和與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、云計(jì)算,、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的深度融合,下一代機(jī)器人的智能化程度將進(jìn)一步提高,,對(duì)外界的感知能力將進(jìn)一步增強(qiáng),,可以完成動(dòng)態(tài),、復(fù)雜的作業(yè)使命,實(shí)現(xiàn)多機(jī)協(xié)同,,并與人類協(xié)同作業(yè),。
為進(jìn)一步搶占國(guó)際市場(chǎng),提升制造業(yè)在全球的競(jìng)爭(zhēng)性地位,,各經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)躍躍欲試,,紛紛制定發(fā)展規(guī)劃,以圖搶占先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展先機(jī),。目前,,德國(guó)政府推行“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,構(gòu)建“智能工廠”,,打造“智能生產(chǎn)”,,其重點(diǎn)課題之一是人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器之間的交互合作,。美國(guó)2013年提出了“美國(guó)機(jī)器人發(fā)展路線圖”,將圍繞制造業(yè)攻克機(jī)器人的強(qiáng)適應(yīng)性和可重構(gòu)的裝配,、仿人靈巧操作,、基于模型的集成和供應(yīng)鏈的設(shè)計(jì)、自主導(dǎo)航,、非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的感知,、教育訓(xùn)練、機(jī)器人與人共事的本質(zhì)安全性等關(guān)鍵技術(shù),。2015年初,,日本政府公布了《日本機(jī)器人新戰(zhàn)略》,并在其五年行動(dòng)計(jì)劃中,,明確提出要“研究開(kāi)發(fā)下一代機(jī)器人中要實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)終端化,、網(wǎng)絡(luò)化、云計(jì)算等技術(shù)”,。韓國(guó)政府近年來(lái)陸續(xù)發(fā)布多項(xiàng)政策,,旨在扶植第三代智能機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用,2012年韓國(guó)公布的《機(jī)器人未來(lái)戰(zhàn)略戰(zhàn)網(wǎng)2022》,,其政策焦點(diǎn)為支持韓國(guó)企業(yè)進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng),,搶占智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的先機(jī)。在美,、日,、歐等技術(shù)強(qiáng)國(guó)的大力推進(jìn)下,近5年來(lái)下一代機(jī)器人樣機(jī),、示范應(yīng)用,、乃至實(shí)用系統(tǒng)不斷涌現(xiàn),。
從我國(guó)目前來(lái)看,下一代工業(yè)機(jī)器人需求市場(chǎng)尚未完全成熟,,但具有戰(zhàn)略意義的共性技術(shù)研發(fā),、儲(chǔ)備又尤為迫切。當(dāng)前我國(guó)發(fā)展下一代機(jī)器人產(chǎn)業(yè),,應(yīng)首先注重夯實(shí)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ),,著力推動(dòng)現(xiàn)有機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,加快自主品牌機(jī)器人在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的推廣應(yīng)用,。探索新的技術(shù)研發(fā)模式,,鼓勵(lì)科研院所與企業(yè)發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),多方建立下一代工業(yè)機(jī)器人前沿,、共性技術(shù)研發(fā)與儲(chǔ)備的國(guó)家級(jí)平臺(tái),,從中國(guó)的國(guó)情、需求出發(fā),,突破下一代機(jī)器人核心技術(shù),,研制出下一代機(jī)器人樣機(jī)系統(tǒng)、產(chǎn)品,,并推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,,搶占下一代機(jī)器人國(guó)際制高點(diǎn)。對(duì)于應(yīng)用于不同領(lǐng)域的機(jī)器人產(chǎn)品,,實(shí)施不同的發(fā)展戰(zhàn)略:一方面以企業(yè)為核心,,以共性技術(shù)平臺(tái)為支撐,優(yōu)先發(fā)展下一代工業(yè)機(jī)器人,,推進(jìn)產(chǎn)需對(duì)接,,搶占發(fā)展制高點(diǎn);另一方面,,以市場(chǎng)為導(dǎo)向,,把握國(guó)內(nèi)需求特點(diǎn),發(fā)展醫(yī)療,、養(yǎng)老助殘等服務(wù)機(jī)器人和特殊服役環(huán)境下作業(yè)的特種機(jī)器人,。
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