工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展探究

時間:2022-11-30 03:05:59

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工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展探究

【摘要】時至今日,我國制造業(yè)發(fā)展面臨著重重困境,人口紅利消失、用功價格攀升等,工業(yè)4.0時代背景下,智能化成為了主流,而工業(yè)機器人則成為了其轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵。根據(jù)“中國制造2025“戰(zhàn)略部署,大力發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè),推進中國制造業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級,以增強和保持中國制造在國際市場的競爭力。然而就客觀事實而言,我國當(dāng)前階段的工業(yè)機器人發(fā)展仍處于弱勢地位,未來發(fā)展可期。本文基于對工業(yè)機器人的相關(guān)概述,分析了其在當(dāng)前階段的發(fā)展現(xiàn)狀,著重就其未來發(fā)展進行了展望。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)機器人;發(fā)展現(xiàn)狀;未來發(fā)展

在現(xiàn)代科技創(chuàng)新的支持下,全球正在經(jīng)歷著制造模式的深刻變革,工業(yè)機器人成為了其中的關(guān)鍵,是滿足人工智能時展需求的必然選擇,實現(xiàn)了人力資本的有效節(jié)約,對驅(qū)動制造行業(yè)發(fā)展的作用效能毋庸置疑。正是基于工業(yè)機器人的多重優(yōu)勢性能表現(xiàn),被譽為“制造業(yè)皇冠上的明珠“,足以顯示其地位。但是發(fā)展的路途上總是布滿了荊棘,我國人工智能尚處于試煉階段,工業(yè)機器人的發(fā)展實踐中暴露出了不少問題,整體實力弱于發(fā)達國家,未來有著巨大的可為空間。

一、工業(yè)機器人簡介

所謂機器人是指自動執(zhí)行工作的機器裝置,包括一切模擬人類行為或思想與模擬其他生物的機械,是工業(yè)生產(chǎn)向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)識。工業(yè)機器人則主要面向工業(yè)領(lǐng)域,作為多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器裝置,能夠依靠自身動力和控制能力自動執(zhí)行工作,呈現(xiàn)出了多方面的功能優(yōu)勢。從技術(shù)層面上解析,工業(yè)機器人涵括了主體、驅(qū)動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)三項基本構(gòu)成,是保障其自動執(zhí)行工作的關(guān)鍵,實現(xiàn)了智能化控制的過程。其中,工業(yè)機器人的主體結(jié)構(gòu)又分為機座和執(zhí)行機構(gòu),有些還會涉及到行走機構(gòu);驅(qū)動系統(tǒng)是用以執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)動作的裝置,包括動力機構(gòu)和傳統(tǒng)機構(gòu);控制系統(tǒng)則是按照輸入程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令信號,并進行控制。時至今日,在創(chuàng)新科技的驅(qū)動下,工業(yè)機器人的發(fā)展愈加成熟,并呈現(xiàn)出了可編程、擬人化、通用性等特點優(yōu)勢,對周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力顯著提高,滿足了柔性制造需求,其良好的通用性,可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù),其在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用,不僅提高了生產(chǎn)效率、降低了人工成本,同時更為精細化的操作,升級了產(chǎn)品質(zhì)量,一定程度上改善了人們的生活品質(zhì)。除此之外,工業(yè)機器人本身作為多學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物,包括機械學(xué)、微電子學(xué)等,亦是帶動著其他技術(shù)的發(fā)展。

二、我國工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)機器人作為一種應(yīng)用于生產(chǎn)過程,能夠完成有益于人類工作的半自動或全自動機器,其功能負載愈加豐富,包括了焊接機器人、碼垛機器人、裝配機器人、搬運機器人、噴涂機器人等等,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于汽車、醫(yī)藥、化工、食品、金屬制造等領(lǐng)域,其在我國的發(fā)展取得了斐然成績。從工業(yè)機器人的整個產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈來看,觸及到多方面的工作,包括上游的減速器、控制器、伺服電機等核心零部件、下游的基座、機身、機械臂等設(shè)計制造、下游的系統(tǒng)集成等。正是基于工業(yè)機器人的多重應(yīng)用功能表現(xiàn),在我國形成了巨大的需求市場空間,據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2019年我國工業(yè)機器人的產(chǎn)量達到了18.7萬套,雖然經(jīng)歷了一定的低迷期,但仍舊以穩(wěn)步增長為主。除此之外,由于低端勞動力供給不足,加之產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,驅(qū)動著我國工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展,并納入到我國戰(zhàn)略部署工程當(dāng)中,如《中國制造2025》、《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等。但是,客觀維度上講,受多重因素影響,我國當(dāng)前階段的工業(yè)機器人發(fā)展仍舊存在些許不足,尤其是關(guān)鍵零部件的研發(fā)能力薄弱,相比與ABB、庫卡、安川電機等差距明顯。具體而言,在以往的認知結(jié)構(gòu)中,機器人更多被視作人類知識的集中,通過系列程序運用,最終借助機器人表達出來,但其本身作為技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)物,力求多項技術(shù)應(yīng)用的完美融合。另外,縱然我國工業(yè)機器人的發(fā)展已經(jīng)邁入正規(guī),但是主要領(lǐng)域應(yīng)用尚未全面,其發(fā)展結(jié)構(gòu)并未成熟,有著巨大的可為空間。

三、我國工業(yè)機器人未來發(fā)展

工業(yè)機器人發(fā)展作為工業(yè)現(xiàn)代化的產(chǎn)物,關(guān)聯(lián)到多重方面的價值效益產(chǎn)出,是打造“制造強國“的關(guān)鍵一環(huán),其本身觸及到多層面、環(huán)節(jié)的支持。作者基于上述分析,結(jié)合實際情況,以問題為導(dǎo)向,針對性地提出了以下幾種促進我國工業(yè)機器人未來發(fā)展的有效路徑,以供參考和借鑒。3.1引入先進科技。工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等學(xué)科先進技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備,已經(jīng)成為國內(nèi)外備受重視的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),亦是衡量一個國家制造業(yè)綜合實力的重要標(biāo)志。目前來講,我國工業(yè)機器人市場呈現(xiàn)出了快速增長態(tài)勢,未來有著巨大的可為空間。現(xiàn)階段而言,世界上主要有三種工業(yè)機器人發(fā)展模式,又以日本、歐洲和美國為代表。其中日本模式下,每個公司處于相對獨立的發(fā)展?fàn)顟B(tài),各司其職,生產(chǎn)商主要負責(zé)批量生產(chǎn),而產(chǎn)業(yè)鏈則作用于工業(yè)機器人的銷售。歐洲模式下,企業(yè)負責(zé)工業(yè)機器人的全流程生態(tài),覆蓋了生產(chǎn)、調(diào)試、銷售等各環(huán)節(jié)。相比之下,美國模式尚處于基礎(chǔ)階段,企業(yè)并不會自行生產(chǎn),而是著力于外圍設(shè)備的研發(fā)與整機調(diào)試,但其本身作為一個產(chǎn)業(yè)大國,力學(xué)、網(wǎng)絡(luò)、信息等領(lǐng)域的成就,奠定了其扎實的市場競爭基礎(chǔ)。以我國工業(yè)機器人的發(fā)展情態(tài)來看,類似于美國模式,但是較之亦有不足,要充分依托國家對外改革開放的宏觀戰(zhàn)略部署優(yōu)勢,科學(xué)引入國際經(jīng)驗,首要扎實“美國模式”的交鑰匙工程,再學(xué)習(xí)“日本模式”搶占產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的制高點,繼而向“歐洲模式“推進,最終推動全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。在此過程中,要大力支持研發(fā)機構(gòu)建設(shè),充分依托我國雄厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、人才資本優(yōu)勢,增強研發(fā)能力,重點關(guān)注工業(yè)機器人系統(tǒng)設(shè)計和關(guān)鍵核心技術(shù)的突破創(chuàng)新,包括伺服電機、減速器、控制器等,提高其安全性、穩(wěn)定性以及可靠性表現(xiàn)。3.2培育高端人才。知識經(jīng)濟時代,人才在整個社會發(fā)展中的驅(qū)動作用愈加突出,是技術(shù)創(chuàng)新的源泉,更是現(xiàn)代企業(yè)市場競爭的核心資本。如上所述,工業(yè)機器人是多學(xué)科交叉融合的成果,并逐步導(dǎo)入了大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等先進科技,呈現(xiàn)出了智能化、整體性等特點,對從業(yè)人才的素質(zhì)要求越來越高。對此,相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)樹立高度的人才戰(zhàn)略意識,擺正其在工業(yè)機器人發(fā)展中的定位,并善于通過多種渠道方式,提升其綜合能力水平,以驅(qū)動核心技術(shù)創(chuàng)新,解除其對工業(yè)機器人發(fā)展的限制。在具體的踐行過程中,要緊緊依托產(chǎn)學(xué)研一體化建設(shè)戰(zhàn)略政策導(dǎo)向,組織集設(shè)計、研發(fā)、制造、應(yīng)用于一體的產(chǎn)學(xué)聯(lián)盟,深化校企合作,整合雙方資源優(yōu)勢,最終實現(xiàn)共贏,協(xié)同驅(qū)動工業(yè)機器人“革命“。相比與企業(yè),高校作為學(xué)術(shù)前沿的代表,有著十分豐富的理論知識支撐,但是實踐環(huán)境缺失,而這也正是企業(yè)的優(yōu)勢所在,通過雙方強強合作,形成互補優(yōu)勢,攜手打造高水平的機器人研發(fā)團隊,一同解決工業(yè)機器人發(fā)展中的難題,并將之導(dǎo)入到生產(chǎn)實踐中進行驗證,是盤活整個產(chǎn)業(yè)鏈條發(fā)展的有效舉措,且有利于積累更加龐雜的智力資源支持。對于高校而言,應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮自身人才培育主陣地優(yōu)勢,精準(zhǔn)對接經(jīng)濟市場需求,充分發(fā)揮自身學(xué)科優(yōu)勢,切入工業(yè)機器人研發(fā),實現(xiàn)自身社會價值。3.3完善公共服務(wù)。客觀維度上講,我國工業(yè)機器人發(fā)展尚未建立成熟的市場機制,相關(guān)服務(wù)平臺和創(chuàng)新平臺缺失,一定程度上影響著工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)展。對此,要推動工業(yè)機器人行業(yè)的平穩(wěn)、健康、快速發(fā)展,就必須要緊密貼合市場經(jīng)濟運行規(guī)律,達到供需動態(tài)平衡,從而積累和吸引更多的資本注入,包括財力、人力、物力等,才能實現(xiàn)其最大效益價值的產(chǎn)出,應(yīng)當(dāng)進一步建立健全管理制度,形成規(guī)范的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,維護正常的市場秩序,充分發(fā)揮其微觀調(diào)整功能,輔以國家政策的宏觀指導(dǎo),實現(xiàn)資源配置的最優(yōu)化,最終突破工業(yè)機器人發(fā)展困境,有利于我國制造業(yè)整體實力的攀升。與此同時,明確質(zhì)量檢測體系,在工業(yè)機器人生產(chǎn)實踐中,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),有效治理市場上的劣質(zhì)產(chǎn)品和低端產(chǎn)品,尤其加強知識產(chǎn)權(quán)保護,通過系列政策鼓勵企業(yè)科技創(chuàng)新行為,從而提升我國工業(yè)機器人的行業(yè)水平,以更好地迎接國際市場競爭挑戰(zhàn),滿足我國“制造強國“建設(shè)需求。除此之外,牢牢把握”一帶一路“千載難逢的戰(zhàn)略機遇,構(gòu)筑國際合作空間占,充分依托互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)支持,打造國內(nèi)外線上線下交流平臺和工業(yè)機器人創(chuàng)新示范平臺等,緊密關(guān)注行業(yè)發(fā)展動態(tài)前沿,找出與日本、德國等技術(shù)發(fā)達國家之間的差距,集中資源、重點突破,逐步向國際一流水平邁進。

四、結(jié)語

總而言之,工業(yè)機器人在我國的發(fā)展勢在必行,是迎合制造行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然選擇,在推動人工智能領(lǐng)域的作用毋庸置疑,作為一項龐雜的系統(tǒng)化工程,絕非一個人或某個企業(yè)就能單獨完成的,要注重加強對現(xiàn)實情況的分析,積極引入國外先進經(jīng)驗,依托高素質(zhì)人才隊伍支撐,加強核心技術(shù)的創(chuàng)新突破,并借力完善的公共服務(wù)輸出,實現(xiàn)整體行業(yè)競爭實力的攀升。作者希望學(xué)術(shù)界大家持續(xù)關(guān)注此類課題研究,結(jié)合實際情況,從不同側(cè)度視角切入,提出更多有效建議。

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作者:殷埝生 單位:南京工程學(xué)院工業(yè)中心