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【深度】中國機器人產業發展的戰略布局

日期:2016-11-25 瀏覽量:0  次 來源:德普瑞工業品商城
當下,新一輪工業革命的戰斗已經打響。為了提升我國制造水平,在未來工業領域處于全球領先地位,2015年,我國發布了《中國制造2025》戰略規劃,將機器人產業的發展提升到戰略層面。

當下,新一輪工業革命的戰斗已經打響。為了提升我國制造水平,在未來工業領域處于全球領先地位,2015年,我國發布了《中國制造2025》戰略規劃,將機器人產業的發展提升到戰略層面。由此,我國全面展開了在機器人產業領域的建設與布局。

德普瑞工業品商城—中國機器人產業發展的戰略布局

曲道奎

       中國科學院沈陽自動化研究所研究員、機器人技術國家工程研究中心副主任、新松機器人自動化股份有限公司總裁

現在,機器人的應用越來越普遍,致使各國都將機器人作為一種國家戰略來發展,那么機器人為什么會受到如此的重視呢?過去,人們將機器人看作是一種技術和產品,而現在機器人完全被看做是一種新的物種。那么,既然是一種新的物種,那就必須有一套完整的自然體系,并且隨著機器人的逐漸發展,機器人也會有自己的倫理道德。對于人類而言,一方面,機器人具有巨大的支撐和推動作用;另一方面,機器人也是一把雙刃劍,可能在未來具有潛在的威脅。所以,把機器人當做一種新的物種對人類的發展具有重要的意義。

       本文將從三個方面來對我國機器人戰略進行梳理。第一,機器人與國家戰略;第二,中國機器人未來的五年發展規劃;第三,中國機器人的重大戰略布局。希望通過這三個方面的梳理,無論從國際上,還是中國自身在機器人產業的發展上能夠給人們一個清晰的認識,使大家知道未來機器人產業發展的趨勢和方向。

       機器人與國家戰略

       首先,來看看各國在機器人與國家戰略上有哪些動態。

       美國近幾年,一直在強調制造業的回歸,那么它的核心支撐是什么呢?我認為有兩個,一個是機器人,另一個是人工智能。從2012年開始,美國制造業回歸就以數字化技術、機器人技術為支撐。到了2013年,美國又提出了一個機器人的發展路線圖,要把互聯網融入到機器人的生產過程中,這是美國在機器人領域的一個新的發展思路。直到2016年10月份,美國又提出了一個新的人工智能研究與發展的戰略規劃。所以,從機器人到物聯網再到人工智能,美國制造業回歸的路線圖很清晰。

       歐洲最典型的制造業發達國家是德國,于2011年在全球范圍內率先提出了“工業4.0”概念。我們知道,工業4.0的核心思想其實就是以互聯網、物聯網、大數據等信息技術相互支撐,形成一種新的制造手段,德國以此來重新引領制造業發展。法國提出了新的機器人行動計劃,包括鼓勵企業應用機器人、開展國際合作、制定標準以及科研機構的建設。同時,英國也提出一個機器人自主系統的戰略計劃。

       日本作為我國的鄰居,也提出要進行機器人的革命,設立了三大目標:一是成為整個世界的機器人創新基地;二是成為世界最大的機器人應用國家;三是邁向世界機器人領先的新時代。眾所周知,日本一直位于世界制造強國前列,它在機器人服務領域做了許多支撐性的工作。它有一個重要的行動計劃,主要是設立機器人革命促進委員會,這個委員會旗下包括許多機器人的發展機構和機器人大賽舉辦機構,將從各個層面來促進機器人產業的發展。

       所以,我們看到機器人的發展已經不是某一個國家的問題了,已然成為了一個國際問題。全球這么多國家都將機器人產業的發展作為一種國家戰略,這說明機器人將是未來發展的一種趨勢。既然是一種趨勢,那么機器人產業就要實現快速的發展,而這個發展的過程一定是對整個工業的挑戰。這是一場新工業革命,從成本、技術進步、用戶個性化的定制,生產方式、生產工具等都要進行一次大的變革。可以說,機器人正在改變人類的生產的方式,包括國防、醫療等領域。

       今天,新一代的機器人已經滲透到人類生活的各個領域。在這個大的背景下,我國提出《中國制造2025》戰略規劃,旨在把我國建設成為世界制造強國。同時,《中國制造2025》戰略規劃也是我國在新一輪科技革命和產業革命上的重大挑戰。一方面,整個世界制造業的變革倒逼我們要創新制造模式。因此,我國提出了五大重點工程作為強基根本,包括建設工程、智能制造工程、工業強基工程、綠色制造工程和高端裝備創新工程。在這五大工程的基礎上,又細分了十大重點領域,其中,第二大領域就是機器人和高端數字機床產業,這說明我國把機器人相關領域放在一個非常關鍵的位置。另一方面,我國規劃了一張清晰的有關未來機器人發展的路線圖,包括關鍵技術、零部件、整個應用示范平臺建設等。所以,《中國制造2025》戰略規劃既有宏觀的目標,又有清晰的脈絡,儼然成為我國制造業在未來制勝的“法寶”。

       中國機器人未來的五年發展規劃

       當下,《中國制造2025》戰略規劃的思想已然是深入人心,全國上下萬眾一心,齊頭并進。那么,我們是否做過這樣的思考,中國制定《中國制造2025》戰略規劃的主要內容和目的是什么?機器人產業又處在什么位置?

       2016年3~4月,我國發布了機器人產業未來五年的發展規劃,該規劃詳細的制定了我國機器人產業在未來五年的目標和任務。

       具體目標如下:

       產業規模持續增長。自主品牌工業機器人年產量達到10萬臺,六軸及以上工業機器人年產量達到5萬臺以上。服務機器人年銷售收入超過300億元,在助老助殘、醫療康復等領域實現小批量生產及應用。培育3家以上具有國際競爭力的龍頭企業,打造5個以上機器人配套產業集群。

德普瑞工業品商城—中國機器人產業發展的戰略布局

       技術水平顯著提升。工業機器人速度、載荷、精度、自重比等主要技術指標達到國外同類產品水平,平均無故障時間(MTBF)達到8萬小時;醫療健康、家庭服務、反恐防暴、救災救援、科學研究等領域的服務機器人技術水平接近國際水平。新一代機器人技術取得突破,智能機器人實現創新應用。

       關鍵零部件取得重大突破。機器人用精密減速器、伺服電機及驅動器、控制器的性能、精度、可靠性達到國外同類產品水平,在六軸及以上工業機器人中實現批量應用,市場占有率達到50%以上。

       集成應用取得顯著成效。完成30個以上典型領域機器人綜合應用解決方案,并形成相應的標準和規范,實現機器人在重點行業的規模化應用,機器人密度達到150以上。

      主要任務:

     (一)推進重大標志性產品率先突破

       推進工業機器人向中高端邁進。面向《中國制造2025》十大重點領域及其他國民經濟重點行業的需求,聚焦智能生產、智能物流,攻克工業機器人關鍵技術,提升可操作性和可維護性,重點發展弧焊機器人、真空(潔凈)機器人、全自主編程智能工業機器人、人機協作機器人、雙臂機器人、重載AGV等六種標志性工業機器人產品,引導我國工業機器人向中高端發展。

       促進服務機器人向更廣領域發展。圍繞助老助殘、家庭服務、醫療康復、救援救災、能源安全、公共安全、重大科學研究等領域,培育智慧生活、現代服務、特殊作業等方面的需求,重點發展消防救援機器人、手術機器人、智能型公共服務機器人、智能護理機器人等四種標志性產品,推進專業服務機器人實現系列化,個人/家庭服務機器人實現商品化。

     (二)大力發展機器人關鍵零部件

       針對6自由度及以上工業機器人用關鍵零部件性能、可靠性差,使用壽命短等問題,從優化設計、材料優選、加工工藝、裝配技術、專用制造裝備、產業化能力等多方面入手,全面提升高精密減速器、高性能機器人專用伺服電機和驅動器、高速高性能控制器、傳感器、末端執行器等五大關鍵零部件的質量穩定性和批量生產能力,突破技術壁壘,打破長期依賴進口的局面。

     (三)強化產業創新能力

       加強共性關鍵技術研究。針對智能制造和工業轉型升級對工業機器人的需求和智慧生活、現代服務和特殊作業對服務機器人的需求,重點突破制約我國機器人發展的共性關鍵技術。積極跟蹤機器人未來發展趨勢,提早布局新一代機器人技術的研究。

       建立健全機器人創新平臺。充分利用和整合現有科技資源和研發力量,組建面向全行業的機器人創新中心,打造政產學研用緊密結合的協同創新載體。重點聚焦前沿技術、共性關鍵技術研究。

       加強機器人標準體系建設。開展機器人標準體系的頂層設計,構建和完善機器人產業標準體系,加快研究制訂產業急需的各項技術標準,支持機器人評價標準的研究和驗證,積極參與國際標準的制修訂。

       建立機器人檢測認證體系。建立并完善以國家機器人檢測與評定中心為代表的機器人檢驗與認證機構,推動建立機器人第三方評價和認證體系,開展機器人整機及關鍵功能部件的檢測與認證工作。

      (四)著力推進應用示范

       為滿足國家戰略和民生重大需求,加強質量品牌建設,積極開展機器人的應用示范。圍繞制造業重點領域,實施一批效果突出、帶動性強、關聯度高的典型行業應用示范工程,重點針對需求量大、環境要求高、勞動強度大的工業領域以及救災救援、醫療康復等服務領域,分步驟、分層次開展細分行業的推廣應用,培育重點領域機器人應用系統集成商及綜合解決方案服務商,充分利用外包服務、新型租賃等模式,拓展工業機器人和服務機器人的市場空間。

      (五)積極培育龍頭企業

       引導企業圍繞細分市場向差異化方向發展,開展產業鏈橫向和縱向整合,支持互聯網企業與傳統機器人企業的緊密結合,通過聯合重組、合資合作及跨界融合,加快培育管理水平先進、創新能力強、效率高、效益好、市場競爭力強的龍頭企業,打造知名度高、綜合競爭力強、產品附加值高的機器人國際知名品牌。大力推進研究院所、大專院校與機器人產業緊密結合,充分發揮龍頭企業帶動作用,以龍頭企業為引領形成良好的產業生態環境,帶動中小企業向“專、精、特、新”方向發展,形成全產業鏈協同發展的局面。

中國機器人的重大戰略布局

       現在,我國已經不像過去一樣把在機器人領域的布局當做是一個研發規劃來看待,而是當做一個我國制造業崛起的重要平臺去發展。目前,我國在機器人領域的發展已經完全形成一個較為完善的機器人產業體系。技術創新能力和國際競爭能力明顯增強,產品性能和質量達到國際同類水平,關鍵零部件取得重大突破,基本滿足市場需求。

       第一,我國機器人產業的區域布局。通過近幾年的競爭和發展,我國形成了五大自然的機器人分布區域,包括東北、華北、華南以及西南地區,并且各自形成了一定的區域優勢。

       東北地區。東北有新松機器人自動化股份有限公司、哈爾濱博實自動化股份有限公司這兩家標志性的上市公司。就新松而言,我們有機器人國家重點實驗室、機器人技術與系統國家重點實驗室、機器人創新中心、機器人國家工程中心、機器人檢驗檢測中心等等。所以,東北的機器人研發平臺、測試認證平臺上具有雄厚的優勢條件。

       華北地區。京津冀是華北地區最具代表性的地區,也是機器人產業發展最快的地區。其中,天津在機器人應用領域優勢最為突出。

       華南地區(長三角和珠三角)。華南地區有兩個特別著名的區域,分別是長三角和珠三角地區。其中,長三角地區的機器人產業發展最快。眾所周知,長三角地區是我國的經濟貿易中心,是外資企業落戶中國的首選,例如ABB、KUKA等機器人廠商都集聚于此。而且,長三角具有很多著名的高等院校,高端人才資源豐富,從而保證了該地區機器人的快速發展。除此之外,該地區還有各種機器人的檢驗檢測平臺。所以,長三角地區應該是我國在機器人發展應用的一個高峰點。相比較長三角而言,珠三角在機器人領域的發展就要相對較晚,但是,近年來珠三角地區發展迅猛,特別是信息化、無人機、電子、服務機器人領域成為該地區的一個強項,有一種后來者居上的發展趨勢。

       西南地區。機器人在該地區的發展主要集中在成都和重慶。這里有著名的大學、企業,目前已經有崛起的勢頭,不可小視。

       第二,我國在機器人創新領域的布局。目前,我國正在加速推進機器人創新中心的建設,作為五大工程之首,機器人創新中心是我國攻克中國制造2025難題的一個突破口。第一,創新中心的建設目標實際上是機器人的一個關鍵的共性技術,包括人才、平臺、資源整合、推廣服務等。作為一個公共的創新平臺,一定要打通創新的過程,逐級而上。第二,創新的過程必須以市場需求、技術發展為導向,實現市場、技術的雙層驅動。另外,還需要將產、學、研體系真正的融合貫通,打通整個創新路線。第三,創新需要整個機器人行業提供強有力的支撐。

       第三,我國機器人領域的標準制定。現在,機器人正處在一個新舊轉換的轉折點上,傳統的機器人走到了終點,新的機器人剛剛起步。傳統的機器人標準基本已經被淘汰,而新的機器人標準還未制定。因此,機器人新標準的制定是我國在未來競爭中一個強有力的工具與措施。所以,我國成立了機器人標準化的總體組,其任務是搶先一步抓住機遇,在面向全球巨大的機器人市場和我國機器人產業的發展上,實行標準化先行。其目的是從標準的制定、產業的保護等幾個方面來率先推動我國機器人產業的發展。

       2016年10月下旬,機器人標準總體組組長會議順利召開,會議主要討論未來幾年我國在機器人標準制定上該如何推進工作。會議發布了未來我國機器人標準化白皮書,并介紹了我國機器人標準化體系建設規劃思路,包括傳統機器人怎么向新一代機器人轉換的標準、新一代機器人的標準等。因此,在機器人標準的制定上,我國一定要成為真正的先行者。

       第四,我國機器人檢驗、檢測和評定、機器人產品認證的建設。過去,我們研發機器人的樣機不需要大平臺的支撐就可以進行,而現在我們要發展機器人產業,就得擁有完善的機器人性能檢測、檢驗和評定的體系。基于此,我國政府高度重視這一問題,并給予了重大的支持。

       現在,我國正在加快機器人檢驗檢測和評定中心的建設,目前已在上海設立了機器人檢驗檢測和評定中心,另外在沈陽、廣州都設立了分中心,以及機器人國評中心,重點完成機器人的檢測、認證、技術支持、咨詢培訓等方面的全方位服務。檢驗檢測方面包括工業機器人、服務機器人、特種機器人等整機的檢測,還建立了機器人零部件的各種測試和檢驗平臺。產品認證方面包括產品的檢驗檢測認證、認證過程、標準制定、信息咨詢等相關服務。

       第五,我國機器人的基礎研發布局。國家基金委、科技部、工信部等有關部門正在加快前沿創新的方式方法。國家基金委設立機器人的專項研究領域,包括在剛柔性機器人的運動特征與可控性、人機環境的多模態、感知與自然交互、機器人群體智能與操作系統的結構框架等基礎性領域進行布局。科技部則是在機器人的前沿技術、關鍵共性技術、新的機器人平臺等方面進行布局。另外,工信部更多是從制造工程的建設入手,推廣機器人的示范應用,包括人機協調、自然交互、機器人自主學習等。除此之外,中國科學院成立了機器人與智能制造創新研究院,依托自動化所的基礎優勢,以全新的理念面向機器人、智能制造開展工作。

       另外,中國科學院把下屬的單位、研究機構充分的整合起來,設立了中國科學院智能制造與創新產業聯盟,通過各單位的力量,共同研究機器人、人工智能、信息技術等關鍵性的支撐技術。

       可以看到,我國在機器人產業的發展上從各個關鍵環節全面展開工作,在各個細分領域都筑起了堅實的壁壘。同時,也將這些堡壘連接在一起,編織成我國機器人產業發展的一張戰略大網,為我國在未來國際機器人市場占據了戰略優勢地位。

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