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工业机器人引领产业转型升级
2023-1-11  来源:-  作者:-  访问量:

 
        机器人被誉为制造业皇冠顶端的明珠,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出,推动集成电路、航空航天、船舶与海洋工程装备、机器人、先进轨道交通装备、先进电力装备、工程机械、高端数控机床、医药及医疗设备等产业创新发展。

        国工业机器人装机规模巨大,据不完全统计,我国工业机器人存量超100万套,占全球工业机器人装机总量约三分之一,是当之无愧的工业机器人应用大国。但与巨大的制造业规模和转型升级的迫切需求相比,我国工业机器人密度不大、档次不高。根据国际机器人联盟公布的数据,2020年中国制造业机器人密度达每万人246台,世界排名第9位,基本追平美国,但只相当于韩国的26%、日本的63%、德国的66%。我国制造业机器人密度虽然和很多发达国家持平,但与制造业比重高、竞争力强的德日韩等国相比还存在明显差距,这直接制约制造业向高端领域和环节迈进。同时,国内技术含量、智能化水平较低的工业机器人比重高,智能网联机器人、多轴机器人、人机协作机器人等高技术含量和满足智能制造要求的机器人比重还比较低。

        工业机器人是新兴技术的重要载体和平台,同时也是人工智能、云计算、大数据等新一代数字技术在制造环节应用的前提和基础。新一轮科技革命和产业变革中,技术进步和业态创新加速,但无论多先进的理念、概念、技术,要最终满足需求都必须经过制造过程的转化。工业机器人在应对复杂环境、稳定精细操作、不间断工作和实现信息互联互通等方面相较人类劳动者有不可比拟的优势,是先进制造、智能制造不可缺少的生产设备,是造成国家间、区域间、企业间制造水平和成本差距的重要原因之一。特别是在数字经济蓬勃发展背景下,制造业网联化、智能化、柔性化都必须依托工业机器人得以实现。2017年,吉利在西安的超级智能黑灯工厂投产,近700台工业机器人确保整车零部件误差控制在0.5毫米之内,实现3大平台、6款车型的共线生产,智能化生产平台和物料保障系统可以在1分钟内实现车产线的车型切换。如果没有智能网联工业机器人的使用,这种精细化和柔性化程度是难以实现的。在工业机器人的支持下,吉利还开发了一车一档数据采集跟踪系统,一年内产生5600TB制造数据,形成工业互联网的数据基础,支撑产品进一步改良以及新产品研发、管理改进和价值链数字化重构。2022年7月南京投产的西门子全球首座原生数字化工厂,在智能网联工业机器人赋能下,新工厂比传统工厂效率提升20%、柔性生产能力提升30%、产品上市时间缩短近20%、空间利用率提升40%、物料流转效率提升50%,更重要的是将制造业数字孪生从理念向现实迈进了一大步。

        我国制造业应用工业机器人促进转型升级有独特优势。我国有全球规模最大的工程师队伍、最大需求和更广范围的工业机器人应用场景、更敏捷的产业链反应速度、最完善的机器人产业体系、最领先的数字经济产业,我国制造业是全球工业机器人最大的需求市场、最理想的应用实验场所。庞大的制造体系也使国内企业对工业机器人的应用场景有更深刻的理解,强化了很多制造企业在细分领域开发制造工业机器人的能力。不少制造业领军企业在擅长行业发展自主工业机器人品牌,例如,格力GR20工业机器人使生产效率提高17%,原材料利用率从85%提高到95%,同时大大减少危害人身安全的生产事故。

        然而,我国制造业借助工业机器人加速转型升级还有一些风险和障碍。一方面,工业机器人的国内技术攻关、国产化替代以及机器人产业链供应链安全存在“卡脖子”风险。受各种因素影响,一些发达国家不仅会进一步加强高端工业机器人整机对中国出口的限制,还会加大中国机器人厂商采购关键核心零部件的审查,限制专利和技术转让,无论是国内机器人产业转型升级,还是制造业使用高端工业机器人,其阻力都将增大。另一方面,我国制造业机器换人、人机协作不仅要实现技术突破,更面临复杂的就业环境,需要教育体系的配套改革。近年来,我国部分制造业发展面临劳动力短缺问题,同时又存在就业不足及不充分现象,工业机器人的使用不仅要填补制造业就业空缺,降低制造业用工成本,更要在其他更适合的产业和领域创造新的就业岗位。


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