“机器人革命”,引领全球制造业新发展

2024-01-31

  第三次工业革命的切入点和主要增长点

  机器人的研发、制作、应用是权衡一个国度高新科技创新和高端制作业程度的主要标记。机器人首要制作商和国度纷纭抓紧规划,抢占技能和市场制高点。我国将成为环球最大的机器人市场,需求在这里一竞争中揆情度理、全盘考虑、抓紧经营、踏实推动

  “机械人革命”不论是一场自力的革命,而是以数字化、智能化、网络化为特点的第三次工业革命的有机组成部分。如果说第二次工业革命是根据设备的自动化和标准化实现了机械对人的体力劳动的替换,“机械人革命”则推动了机械对人的脑力劳动的替换。其危害不只限于工业生产服从的提拔,更在于由根本上克服了传统工业生产方式下产物成本和产物多样性之间的辩论,进而推动了由线性产物开辟步骤向并行产物开辟步骤的改变,使工业产物性能明显改良、产物功效极大丰富和产物开辟周期大幅缩减。

  “机械人革命”与此同时还正在激发出产关系的深刻变更,使人正在工业出产中的位置和脚色发作了转变。一方面,因为机械的功效延长和对人的替换,单一出产单位中对人的需求量相对下落;另一方面,机械复杂度的提升,事实上对财产工人正在多行业的技艺和编程、体系处置惩罚等方面的常识提出了更高请求。这一些皆意味着正在“机械人革命”海潮的清洗下,一国财产竞争上风的内正在、财产竞争上风所依附的资源根本和国度间财产合作情势皆将发作深刻转变。假如我们不可以顺应这一轮革命的请求,将面对进一步损失财产竞争主导权的危险。

  由团体上看,“机器人革命”具有如下特性:

  第一,智能化成为新一代机器人的焦点特性。装配传感器和具有人工智能的机器人能主动识别环境转变,进而淘汰对人的依靠。将来的无人工场能凭据定单请求主动计划出产流程和工艺,正在无人到场的情况下完成出产。

  第二,高速网络和云存储使机械人成为物联网的终端和结点。跟着信息技术的提高,工业机械人将更有效地接入网络,构成更大的出产体系,多台机械人协同实现一套出产解决方案成为可能;办事机械人和家庭机械人还能经过网络实现长途监控;多台机械人之间的合作能供应步骤更多、操纵更庞杂的办事。

  第三,机械人生产本钱快速降低。正在工业行业,机械人的技能和工艺日趋成熟,高性价比不停提高,机械人早期投资相对传统专用设备的价钱差不停缩小。虽然正在功率和速度上取传统设备还存正在差异,但机械人正在精细化、柔性化、智能化和信息化层面具有明显上风,因此正在个性化水平较高、工艺和步骤烦琐的产物制作中替换传统专用设备具有更高的经济效力。本钱的降低还使得机械人逐步步入办公室和家庭。

“机器人革命”,引领全球制造业新发展

  第四,机器人运用行业持续扩大。机器人最初运用于模块化水平较高的汽车、电子家产,跟着智能化水平的进步,和能完成更多的庞杂举措,纺织、化工、食品行业还大批运用机器人。跟着手艺的持续成熟和劳动力本钱进步,工业机器人的运用将扩大至全部工业行业。

  第五,人机干系发作深刻变化。一方面,计算机的操作系统和控制系统将实现标准化和平台化,将来能够根据包孕手机在内的差别端口对机器人发送指令。另一方面,人取机器人相互协作完成某一目的成为趋向。手艺成熟将加强者对机器人的信赖,人取机器人之间的协作干系将进一步加强。

  美国

  引领智能化海潮,明确提出以进展工业机器人提振制造业

  美国早在1962年就已开收回第一代工业机器人,但受限于失业压力,并未当即投入广泛利用。直到20世纪70年代终,大批利用工业机器人的日本汽车企业对美国构成威胁,美国政府才与消了对工业机器人利用的限定,抓紧订定增进该技术发展和利用的政策。尔后,美国企业根据出产具有视觉、力觉等的第二代机器人,实现了市场占有率的较快增加,但仍未脱节“重理论、轻利用”的题目,还未能突破日本和欧洲的把持格局。到2011年,美国工业机器人出产商的环球市场份额仍缺乏10%,且中国新增装机量大部门源于进口。

  2013年6月,奥巴马颁布发表启动《进步前辈制作火伴设计》,明确提出经由过程进展工业机器人提振美国制作业。凭据该设计,美国将投资28亿美圆,重点开辟基于挪动互联技能的第三代智能机器人。天下技能评价中间的数据显现,今朝美国正在工业机器人体系结构层面处于环球领先地位;其技能的全面性、精确性、适应性均凌驾他国,机器人言语研讨程度更高居天下之首。这一些技能与其固有的信息网络技能优势交融,为机器人智能化奠基了进步前辈、靠得住的根蒂根基。

  以智能化为重要标的目的,美国企业一方面加大对新材料的研发力度,力图大幅低落机器人自重取负载比,一方面放慢进步视觉、触觉等人工智能技术,如视觉装配的掌握和导航。伴随着智能制作时期的到来,美国有充足的潜力反超日本和欧洲。值得注意的是,以谷歌为代表的美国互联网公司还最先进军机器人范畴,试图交融假造网络才能和实际活动才能,推进机器人的智能化。谷歌正在2011年强势收购多家高新科技公司,已开端实此刻视觉体系、强度取构造、枢纽取手臂、人机交互、滚轮取移动装置等多个智能机器人要害范畴的业务摆设。若其机器人部分能根据“组织环球信息”的方针延续进步,将来谷歌既可以进入敏捷进步的智能工业机器人市场,又能从机器人运用中猎取巨量信息来反哺其数据业务。

  日本

  工业体系配套完备,当局鼎力推进利用遍及和技能打破

  战后日本经济进入高速增加期,劳动力供给缺乏和以汽车为代表的手艺密集型家当的成长刺激了工业机器人需求快速增加。上世纪60年代,日本由美国引进工业机器人手艺后,根据引进、消化、吸取、再立异,于1980年领先实现了机器人的商业化使用,并将家当手艺和市场竞争上风保持至今,以发那科、安川为代表的日系工业机器人取欧美系工业机器人平分秋色。2012年,受益于下流汽车家当对工业机器人的需求大幅增加,日本再次成为环球最大的工业机器人市场,工业机器人密度高达332台/万人,为环球最高。

  日本工业机械人的财产竞争上风正在于完备的配套财产体系,正在控制器、传感器、减速机、伺服机电、数控系统等环节零部件层面,均具有较强的技术上风,有力推进工业机械人朝着微型化、轻量化、网络化、仿人化和便宜化的标的目的进展。近年来,还呈现出以工业机械人财产上风动员办事机械人财产进展的趋向,并重点进展医疗/照顾护士机械人和救灾机械人来应对人口老龄化和自然灾害等题目。

  日本当局在其中发扬着重要作用。早在日本工业机器人进步的腾飞阶段,日本当局就根据一系列财税投融资租赁政策鼎力大举推进机器人的遍及运用,并根据“研讨取开辟”政策推进技能打破。正式成立于1972年的日本机器人工业会还发扬着重要作用。该组织以激励研讨取开辟、争夺当局政策支撑、主理展览会等方法推行遍及工业机器人。进入新世纪以来,日本当局愈加看重对工业机器人财产的进步。2002年,经济财产省起头实行“21世纪机器人挑衅筹划”,将机器人财产作为高端财产加以搀扶,采取了加大研讨取开辟支撑力度、进步大众平台、开辟新一代机器人运用和人机友爱型机器人等搀扶办法,力争将环球抢先的工业机器人技能拓展到医疗、福利和防灾等社会事业范畴。2004年,经济财产省推行的“面向新的财产结构陈诉”将机器人列为重点财产,2000年的“新兴财产增进计谋”再次将机器人列为七大新兴财产之一。今后,经济财产省借助各种财产政策搀扶机器人财产的进步成为常态。日本总务省、文部科学省、河山交通省等部分紧密实行机器人相干项目,并根据举行“机器人奖”“机器人比赛”等社会活动,推进机器人技能进步和财产进步。

  德国

  动员传统产业革新升级,当局赞助人机交互技能及软件开发

  虽然德国稍晚于日本引进工业机器人,但与日本相似,两战后劳动力缺乏和提拔制造业工艺技术水平的请求,极大地促进了德国工业机器人的进展。除应用于汽车、电子等技术密集型家当外,德国工业机器人还遍及设备于包含塑料、橡胶、冶金、食物、包装、木料、家具和纺织在内的传统家当,主动动员传统家当改革升级。2013年,德国工业机器人销量创汗青新高,并维持欧洲最大多用途工业机器人市场的位置,工业机器人密度达147台/万人。

  德国当局正在工业机器人开展的初级阶段阐扬着重要作用,厥后,家产需求引领工业机器人向智能化、轻量化、灵活化和高能效化标的目的开展。20世纪70年代中后期,德国当局正在推行“改进劳动条件企图”中,强迫划定一些有危险、有毒、有害的工作岗位必需以机器人来替代人工,为机器人的运用开启了初始市场。1985年,德国入手下手向智能机器人行业进军,经由10年尽力,以库卡为代表的工业机器人企业占领环球领先地位。2012年,德国推行了以“智能工场”为重心的“工业4.0企图”,工业机器人推进出产制作向灵活化和个性化标的目的转型。依此企图,根据智能人机交互传感器,人类可借助物联网对下一代工业机器人举行远程管理。这类机器人还将具有出产间隙的“网络叫醒形式”,以办理运用中的高能耗题目,增进制作业的绿色升级。现正在,德国联邦教诲及研讨部已入手下手帮助人机互动技能和软件的研讨开辟。

  韩国

  利用密度环球第一,多项政策撑持第三代智能机器人的研发

  20世纪90年代初,韩国当局为应对本国汽车、电子家产对工业机器人的发作性需求,以“市场换技能”,经由过程当代团体引进日本发那科,全面进修后者技能,到本世纪大抵建成了韩国工业机器人家产体系。1000年后,韩国的工业机器人家产进入第二轮高速增长期。2012年至2011年间,韩国机器人装机总量年均增速高达11.7%。国际机器人联合会的数据显现,2012年,韩国的工业机器人利用密度为世界第一,每万名工人具有347台机器人,远高于58台的环球平均水平。

  现阶段,韩国的工业机器人生产商已占环球5%摆布的市场份额。当代重工已可供给焊接、搬运、密封、码垛、冲压、打磨、上下料等行业的机器人,大批应用于汽车、电子、通信产业,大大增加了韩国工业机器人的自给率。但整体而言,韩国手艺仍与日本、欧洲等抢先国度存在较大差异。

  韩国当局近年来连续宣布多项政策,旨正在培植第三代智能机器人的研发取使用。2003年,财产资源部颁布了韩国“十大将来发展动力财产”,其中就包罗智能工业机器人;2008年9月,《智能机器人开辟取遍及促进法》正式实行;2009年4月,当局宣布《第一次智能机器人根基企图》,企图正在2013年前向包罗工业机器人正在内的五个机器人研讨标的目的投入1万亿韩元(约合61.16亿元人民币),力图使韩国正在2018年成为环球机器人核心国度;2012年10月,《机器人将来计谋战网2022》颁布,其政策核心为撑持韩国企业进军国际市场,抢占智能机器人财产化的先机。

  中国

  面对核心技术被发达国家节制等挑衅,工业市场空间庞大

  首先,我国正在机器人行业的部门手艺已达到或靠近国际先进水平。机器人触及的手艺较多,大要可分为器件手艺、体系手艺和智能手艺。我国正在通用零部件、信息网络等部门器件和体系手艺行业取发达国家的差异正在10年摆布,而对智能化水平请求不高的焊接、搬运、干净、码垛、包装机器人的国产化率较高。近年来,我国正在人工智能方面的研发还有所突破,中国科学院和多所出名高校皆培育出专门从事人工智能研讨的团队,机器人进修、仿生辨认、数据发掘和形式、语言和图像辨认手艺比力成熟。

  其次,我国企业具有很强的体系集成本领,这类本领正在电子信息等高度模块化财产和高铁等庞杂产物财产皆获得表现。体系集成的意义正在于依据详细用户的需求,将模块构成可应用的出产体系,这可能成为我国机器人财产突破外洋把持的突破口。

  第三,我国机器人财产的市场空间伟大。现在,我国机器人利用密度较低,制造业万人机器人累计安装量不及国际平均水平的一半,办事和家庭用机器人市场尚处于培养阶段,机器人运用市场增加空间伟大;二代机器人仍然是主流,机器人向第三代智能机器人升级换代空间伟大;机器人次要运用于汽车财产,机器人向其他范畴扩大空间伟大。

  自然,我们也要苏醒地看到我国工业机器人工业进步面对的宏大挑衅。首先,机器人的顶层架构设计和底子手艺被发达国家操纵,正在机器人本钱构造中比重较大的减速机、伺服机电、操纵器、数控系统皆比较严重依附进口,国产机器人其实不具有明显本钱上风。其次,存正在低端锁定的风险。一方面,发达国家不容易容易向中国转移或受权机器人核心手艺、专利,我国机器人企业经由过程到场国际标准制订、手艺合作研发进入中高端市场的拦阻良多;另一方面,地方政府对工业的盲目投资也许构成多余产能,招致反复建立和低价竞争。再次,机器人研发、制作取利用之间欠缺有用连接。机器人相干手艺研发抢先的高校和院所其实不具有市场开辟才能,而企业正在底子研发上的投入还极度低,中国产学研连系又存正在诸多体系体例机制阻碍,招致研发取制作环节脱节。