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机器人产业发展规划的重要性

发布时间:2021-01-31 08:35:43

A. 机器人发展利弊

机器人的利
01
帮助人类完成一些险要任务
在抗洪抢险的时候,有很多危险的作业人类是无法完成的,但是一旦有了机器人,它们就可以协助人类完成一些安全隐患较大的任务。



02
提高工作效率
当我们需要完成一些复杂计算的时候,如果机器人能够帮上忙,那将为我们省去很多时间,极大提高我们的工作效率。



03
看家护院
如果有了机器人,在主人外出的时候,机器人就可以完成看家护院的功能。



04
保护主人及财产
机器人作为高科技产品,当智能化以后,就可以起到保护主人和财产的功能。因为其硬度、承压能力都是很高的。机器人在许多生产领域的使用实践证明,它在提高生产自动化水平,提高劳动生产率和产品质量以及经济效益,改善工人劳动条件等方面,有着令世人瞩目的作用,引起了世界各国和社会各层人士的广泛关注。在新的世纪,机器人工业必将得到更加快速的发展和更加广泛的应用。



不难想象在未来,机器人将是我们日常生活中不可或缺的一部分,有很多科幻小说的故事情节都重点描述了有机器人的未来生活。在有些小说中,机器人迎合了人类的需要,使我们从世俗的任务中解脱出来,得以关注生活中更美好崇高的东西。而在另外一些小说的描述中,机器人会攻击人类,成为我们最大的威胁。无论如何,机器人改变了我们的生活方式和思维。

人类对机器人的幻想和追求已有几千年的历史。据《列子·汤问》记载,早在西周,我国的能工巧匠偃师就制造出会唱歌跳舞的木质机关人。但严格说,机器人仅仅是人类20世纪的伟大发明之一。1920年,捷克剧作家恰佩克在他的幻想剧《罗萨姆万能机器人公司》

中塑造的主人公罗伯特,是一位忠诚勤劳的机器人,此后罗伯特成了国际公认的机器人的代名词。



一个真正的机器人必须具备运动能力和适应能力,并逐步向人类思维方式靠拢,接受程序控制进行移动和完成各项工作。2001年,美国著名电影导演斯皮尔伯格在他的大片《人工智能》中,描述了这样一番场景:在未来,机器人与人生活在同一世界,它们看上去和真人没什么两样,坐卧自如,表达流利,会呼吸,有感情,一旦程序被激活,就能完成被赋予的各式各样的任务,也会爱人或被爱„„



由于人工智能能够代替人类进行各种脑力劳动,将会使一部分人不得不改变他们的工种,甚至造成失业。人工智能在科技和工程中的应用,会使一些人失去介入信息处理活动(如规划、诊断、理解和决策等)的机会,甚至不得不改变自己的工作方式。人们一方面希望人工智能和智能机器能够代替人类从事各种劳动,另一方面又担心它们的发展会引起新的社会问题。实际上,近十多年来,社会结构正在发生一种静悄悄的变化。"机器人"的社会结构,终将为"人-智能机器-机器"的社会结构所取代。智能机器人就是智能机器之一。现在和将来的很多本来是由人承担的工作将由机器人来担任,因此,人们将不得不学会与有智能的机器相处,并适应这种变化了的社会结构。人工智能的发展与推广应用,将影响到人类的思维方式和传统观念,并使它们发生改变。例如,传统知识一般印在书本报刊或杂志上,因而是固定不变的,而人工智能系统的知识库的知识却是可以不断修改、扩充和更新的。又如,一旦专家系统的用户开始相信系统(智能机器)的判断和决定,那么他们就可能不愿多动脑筋,变得懒惰,并失去对许多问题及其求解任务的责任感和敏感性



作为一个产业,需要有成熟的技术和产品。相比国外而言,中国的机器人企业通过大约十年的发展,已经具备产业发展的条件,但中国的机器人产业依然是名符其实的“小”产业,机器人生产商要比从事国家大型支柱产业的企业更难以形成产业集群和规模效益。至今,人类研制机器人已有半个多世纪,机器人被应用于生产、生活和军事等多个领域。至于斯皮尔伯格的推断究竟何时能够实现尚不得而知,但有一点可以肯定,这种影响将日益扩大。

B. 分析我国发展工业机器人产业的合理性

中国 有人认为,应用机器人只是为了节省劳动力,而我国劳动力资专源丰富,发展机属器人不一定符合我国国情。这是一种误解。在我国,社会主义制度的优越性决定了机器人能够充分发挥其长处。它不仅能为我国的经济建设带来高度的生产力和巨大的经济效益,而且将为我国的宇宙开发、海洋开发、核能利用等新兴领域的发展做出卓越的贡献。 我国已在“七五”计划中把机器人列人国家重点科研规划内容,拨巨款在沈阳建立了全国第一个机器人研究示范工程,全面展开了机器人基础理论与基础元器件研究。十几年来,相继研制出示教再现型的搬运、点焊、弧焊、喷漆、装配等门类齐全的工业机器人及水下作业、军用和特种机器人。目前,示教再现型机器人技术已基本成熟,并在工厂中推广应用。我国自行生产的机器人喷漆流水线在长春第一汽车厂及东风汽车厂投入运行。 1986年3月开始的国家863高科技发展规划已列入研究、开发智能机器人的内容。就目前来看,我们应从生产和应用的角度出发,结合我国国情,加快生产结构简单、成本低廉的实用型机器人和某些特种机器人。

C. 机器人产业发展规划 什么时间发布的

据前瞻产业研究院发布的《-2020年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》显示,近年来中国工业机器人销售持续向好,2014年中国市场共销售工业机器人57000台,较上年增长55%,约占全球市场总销量的四分之一,已连续两年成为全球第一大工业机器人市场。2014年国内企业在我国销售工业机器人总量超过16900台,按可比口径计算2014年销量较上年增长25%,考虑到前期研发企业实现投产、新企业进入等因素,实际销量比上年增长76.6%。从具体企业看,超过85%的国内企业销售量较上年增长,部分龙头企业销量增幅近50%。中国工业机器人市场在2014年销量占全球市场的1/4,已连续两年居全球第一,增速高达54%,是全球平均增速的两倍。这块正在增长曲线上的大蛋糕,引来全球分食者的激烈竞争。2014年中国工业机器人市场高达5.6万台的销量中,本土供应商的销量仅为1.6万台,7成以上蛋糕被海外供应商分去。在这一巨大市场中,外资巨头垄断了核心零部件和机器人本体集成,国内上千家机器人企业则定位于购买国外机器人本体,进行系统集成和行业应用。多数中国机器人企业还在走低品质、低价格和低端行业应用的道路。前,我国自主知识产权的文字识别、语音识别、智能视频监控、生物特征识别、工业机器人、娱乐机器人等智能科技成果已经进入大规模实际应用。但目前我国机器人的“密度”只有德国、日本的1/10,机器人减速器、伺服电机、伺服驱动器、控制器这四大关键零部件仍然依赖进口,与发达国家相比,我国人工智能的整体应用水平显然还相对较低,机器人关键零部件制造技术亟须突破。为此,《规划》提出了今后五年中国机器人产业的主要发展方向,包括加强基础理论和共性技术研究、提升自主品牌机器人和关键零部件的产业化能力、推进工业机器人和服务机器人的应用示范、建立完善机器人的试验验证和标准体系建设等,并对服务机器人行业发展进行了顶层设计。未来,按照工信部《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》,到2020年“机器人密度(每万名员工使用机器人台数)达到100以上”,减去2013年中国机器人密度21台,未来机器人密度还有79台的提升空间,推算到2020年则至少有23.7万台工业机器人的替代空间;按照均价每台30万元估算,则有711亿的机器人本体市场规模,而机器人本体市场一般可带动是其3倍的相关配套产业,据此到2020年前后,中国机器人产业集群规模约2844亿。在市场需求迅猛增加、人口红利消失、劳动力成本攀升、制造业升级、国家政策支持、生产安全替代考量等因素综合作用下,未来机器人市场前景值得高度关注。

D. 未来创办机器人公司前景怎么样

——原标题:2019年中国机器人行业市场现状及发展前景分析 技术创新引领国产机器人提质增效

机器人正向生产生活各个领域深度渗透

刚刚结束的2019世界机器人大会,向我们展示了正在向生产生活各个领域深度渗透的各式各样的机器人。从传统的“搬运工”“装配工”,到灵巧的“手术大夫”、聪明的“实验操作师”,机器人正从搬运、装配等传统应用领域向更加智能化、精细化的先进制造、医疗健康、生活服务等领域快速延伸。

世界舞台上,新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图和经济结构,而机器人已经从幕后站到了镁光灯下。

1、市场:机遇与挑战并存

从市场数据看,这几年是机器人发展的黄金时期。中国电子学会发布的《中国机器人产业发展报告(2019)》显示,2019年,全球机器人市场规模预计将达到294.1亿美元,2014年—2019年的平均增长率约为12.3%。其中,工业机器人159.2亿美元,服务机器人94.6亿美元,特种机器人40.3亿美元。

2019年全球机器人行业市场规模预测情况

数据来源:前瞻产业研究院整理

2、创新:交融中快速发展

在机器人技术的研究前沿,大量学科相互交融促进并快速发展,围绕人机协作、人工智能和仿生结构等多个重点展开了各种技术创新。

“机器人技术的范畴和维度正在发生重大变革。机器人技术正快速拓展至人类生活的各个方面,并积极应对各种全新挑战。”国际机器人研究基金会主席奥萨马·卡迪认为,机器人知识体系涉及不同的研究领域和应用学科,也为我们展示了更为宽广的应用范围。

这场创新的盛宴中,中国表现如何?——1)工业机器人领域,核心零部件的国产化进程再度提速,应用领域向更多细分行业快速拓展。

国内厂商攻克了减速机、伺服控制、伺服电机等关键核心零部件领域的部分难题,核心零部件国产化的趋势逐渐显现:秦川机器人关节减速器实现批量化生产及销售,产品成功销往近200家国内外机器人生产企业;深圳大族激光开发的谐波减速器已可实现客户定制化生产,精度与国际品牌相当……

国产机器人的应用快速拓展至塑料、橡胶、食品、环保等细分行业。中国运载火箭技术研究院以能自动清除太空垃圾的空间机械臂为原型,推出国内首个面向环卫垃圾分拣领域的机器人,分拣率达93%,工作效率是传统人工分拣的8倍。

——2)服务机器人领域,中国表现更为优秀,已与国际第一梯队实现并跑。我国在人工智能领域技术创新不断加快,专利申请数量与美国处于同等数量级,特别是计算机视觉和智能语音等应用层专利数量快速增长,催生出一批创新创业型企业。例如,优必选发布的悟空机器人融合了人工智能技术,可以做到年龄估算、物体识别,对人体姿态监测后,还能对姿态进行3D重建,模仿人类的动作。

我国还在医疗、烹饪、物流等机器人的应用领域开展了广泛研究。北京积水潭医院利用5G技术,同时远程操控两台“天玑”骨科手术机器人,成功为不同地区医院的两名患者实施手术,此举在全球尚属首次;盒马鲜生推出机器人餐厅2.0版,可实现机器人送餐、收餐,完成智能化避障、菜品检测等……

——3)特种机器人领域,我国在反恐排爆及深海探索领域的部分关键核心技术已取得突破,无人机、水下机器人等领域形成规模化产品,研究实力基本能达到国际先进水平。例如多传感器信息融合技术、高精度定位导航与避障技术、汽车底盘危险物品快速识别技术已初步应用于反恐排爆机器人。

“机器人产业链逐步向中高端聚集,新材料、核心零部件、主控芯片、操作系统以及自主学习、协同算法等领域的创造能力已经成为机器人领域竞争的核心要素和专业方向。”怀进鹏表示,从今年的会展来看,产业研发更系统、应用创新更深入、人才队伍快速发展,正引领我们开启智能时代的大门。

3、未来:开放合作是主流

世界各国都很看好机器人产业,纷纷制定提振机器人技术与产业发展的重大措施:美国发布《国家机器人计划2.0》、日本公布《机器人白皮书》、德国制定“工业4.0战略”、英国确立机器人战略RAS2020……中国也不例外,发布了《机器人产业发展规划(2016—2020年)》。

各国政府的动向已表明:机器人技术已在全球范围内被定位为重要的战略方向与优先选择领域。而在机器人的未来图景中,开放合作成为公认的关键词。

机器人的未来需要各学科各行业的合作。欧洲机器人协会主席贝恩德·利珀特认为,机器人产业的发展需要紧密联系社会需求进行创新,让机器人融入社会之中。“在未来机器人创新生态系统中,机器人领域专家要和人工智能、互联网技术、数字化等各领域的专家合作,才能获得全景视角,设计出整个‘创新生态系统’。”

机器人的未来需要人与机器人之间的合作。清华大学医学院生物医学工程系教授高上凯表示,未来的人工智能将是生物智能系统和人工智能系统的融合,是一种协同智能,“未来,大多数人工智能系统将与人类合作以实现最佳性能”。

机器人的未来需要各国政府和企业之间的合作。俄罗斯机器人协会主席爱丽莎表示,俄罗斯和中国应该继续加深机器人领域的合作,“俄中双方可以通过学校教育机构的学术研究及基金投资来促进更深一步的合作发展”。

中国机器人企业已经在加速国际化进程,并布局机器人生态系统。

下游用户企业逐渐转型自供机器人:美的集团收购德国库卡公司,与以色列运动控制系统解决方案提供商Servotronix达成战略合作;娃哈哈成立人工智能机器人公司,已实现对集团内部子公司的自主供货,并开展对外销售……

骨干企业国际化步伐进一步加快:埃斯顿先后收购英国Trio,控股德国M.A.i.公司,入股美国Barrett、意大利Euclid等公司,并在米兰建立欧洲研发中心;新松、哈工智能(6.270,
0.12, 1.95%)等公司也纷纷开启海外并购布局,加速国际化进程……

“我们鼓励国内外的企业和机构开展多种形式的交流与合作,构建开放协同的全球产业生态,共同推动全球机器人产业健康可持续发展。”

——更多数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院发布的《中国互联网+机器人行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》。

E. 从经济角度说明我国应如何解决机器人产业发展面临的问题

——原标题;2019年中国机器人行业市场现状及发展前景分析 技术创新引领国产机器人提质增效

机器人正向生产生活各个领域深度渗透

刚刚结束的2019世界机器人大会,向我们展示了正在向生产生活各个领域深度渗透的各式各样的机器人。从传统的“搬运工”“装配工”,到灵巧的“手术大夫”、聪明的“实验操作师”,机器人正从搬运、装配等传统应用领域向更加智能化、精细化的先进制造、医疗健康、生活服务等领域快速延伸。

世界舞台上,新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图和经济结构,而机器人已经从幕后站到了镁光灯下。

1、市场:机遇与挑战并存

从市场数据看,这几年是机器人发展的黄金时期。中国电子学会发布的《中国机器人产业发展报告(2019)》显示,2019年,全球机器人市场规模预计将达到294.1亿美元,2014年—2019年的平均增长率约为12.3%。其中,工业机器人159.2亿美元,服务机器人94.6亿美元,特种机器人40.3亿美元。

2019年全球机器人行业市场规模预测情况



数据来源:前瞻产业研究院整理

这个持续增长的蛋糕中,最大一块在中国。中国自2013年起开始成为全球最大的工业机器人市场,已持续6年。

“伴随着全球机器人的快速发展,中国机器人产业也取得了长足的进步。2018年中国工业机器人的产量达到了14.8万台(套),占全球产量的比重超过了38%。”工业和信息化部部长苗圩说。

2015-2019年H1全国工业机器人产量统计情况



数据来源:前瞻产业研究院整理

2、创新:交融中快速发展

在机器人技术的研究前沿,大量学科相互交融促进并快速发展,围绕人机协作、人工智能和仿生结构等多个重点展开了各种技术创新。

“机器人技术的范畴和维度正在发生重大变革。机器人技术正快速拓展至人类生活的各个方面,并积极应对各种全新挑战。”国际机器人研究基金会主席奥萨马·卡迪认为,机器人知识体系涉及不同的研究领域和应用学科,也为我们展示了更为宽广的应用范围。

这场创新的盛宴中,中国表现如何?——1)工业机器人领域,核心零部件的国产化进程再度提速,应用领域向更多细分行业快速拓展。

国内厂商攻克了减速机、伺服控制、伺服电机等关键核心零部件领域的部分难题,核心零部件国产化的趋势逐渐显现:秦川机器人关节减速器实现批量化生产及销售,产品成功销往近200家国内外机器人生产企业;深圳大族激光开发的谐波减速器已可实现客户定制化生产,精度与国际品牌相当……

国产机器人的应用快速拓展至塑料、橡胶、食品、环保等细分行业。中国运载火箭技术研究院以能自动清除太空垃圾的空间机械臂为原型,推出国内首个面向环卫垃圾分拣领域的机器人,分拣率达93%,工作效率是传统人工分拣的8倍。

——2)服务机器人领域,中国表现更为优秀,已与国际第一梯队实现并跑。我国在人工智能领域技术创新不断加快,专利申请数量与美国处于同等数量级,特别是计算机视觉和智能语音等应用层专利数量快速增长,催生出一批创新创业型企业。例如,优必选发布的悟空机器人融合了人工智能技术,可以做到年龄估算、物体识别,对人体姿态监测后,还能对姿态进行3D重建,模仿人类的动作。

我国还在医疗、烹饪、物流等机器人的应用领域开展了广泛研究。北京积水潭医院利用5G技术,同时远程操控两台“天玑”骨科手术机器人,成功为不同地区医院的两名患者实施手术,此举在全球尚属首次;盒马鲜生推出机器人餐厅2.0版,可实现机器人送餐、收餐,完成智能化避障、菜品检测等……

——3)特种机器人领域,我国在反恐排爆及深海探索领域的部分关键核心技术已取得突破,无人机、水下机器人等领域形成规模化产品,研究实力基本能达到国际先进水平。例如多传感器信息融合技术、高精度定位导航与避障技术、汽车底盘危险物品快速识别技术已初步应用于反恐排爆机器人。

“机器人产业链逐步向中高端聚集,新材料、核心零部件、主控芯片、操作系统以及自主学习、协同算法等领域的创造能力已经成为机器人领域竞争的核心要素和专业方向。”怀进鹏表示,从今年的会展来看,产业研发更系统、应用创新更深入、人才队伍快速发展,正引领我们开启智能时代的大门。

3、未来:开放合作是主流

世界各国都很看好机器人产业,纷纷制定提振机器人技术与产业发展的重大措施:美国发布《国家机器人计划2.0》、日本公布《机器人白皮书》、德国制定“工业4.0战略”、英国确立机器人战略RAS2020……中国也不例外,发布了《机器人产业发展规划(2016—2020年)》。

各国政府的动向已表明:机器人技术已在全球范围内被定位为重要的战略方向与优先选择领域。而在机器人的未来图景中,开放合作成为公认的关键词。

机器人的未来需要各学科各行业的合作。欧洲机器人协会主席贝恩德·利珀特认为,机器人产业的发展需要紧密联系社会需求进行创新,让机器人融入社会之中。“在未来机器人创新生态系统中,机器人领域专家要和人工智能、互联网技术、数字化等各领域的专家合作,才能获得全景视角,设计出整个‘创新生态系统’。”

机器人的未来需要人与机器人之间的合作。清华大学医学院生物医学工程系教授高上凯表示,未来的人工智能将是生物智能系统和人工智能系统的融合,是一种协同智能,“未来,大多数人工智能系统将与人类合作以实现最佳性能”。

机器人的未来需要各国政府和企业之间的合作。俄罗斯机器人协会主席爱丽莎表示,俄罗斯和中国应该继续加深机器人领域的合作,“俄中双方可以通过学校教育机构的学术研究及基金投资来促进更深一步的合作发展”。

中国机器人企业已经在加速国际化进程,并布局机器人生态系统。

下游用户企业逐渐转型自供机器人:美的集团收购德国库卡公司,与以色列运动控制系统解决方案提供商Servotronix达成战略合作;娃哈哈成立人工智能机器人公司,已实现对集团内部子公司的自主供货,并开展对外销售……

骨干企业国际化步伐进一步加快:埃斯顿先后收购英国Trio,控股德国M.A.i.公司,入股美国Barrett、意大利Euclid等公司,并在米兰建立欧洲研发中心;新松、哈工智能(6.270,
0.12, 1.95%)等公司也纷纷开启海外并购布局,加速国际化进程……

“我们鼓励国内外的企业和机构开展多种形式的交流与合作,构建开放协同的全球产业生态,共同推动全球机器人产业健康可持续发展。”

更多数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院发布的《中国互联网+机器人行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》,同时前瞻产业研究院还提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

F. 智伴机器人未来前景怎么样

智能机器人行业需求潜力巨大 四大方面实现更好更快发展

智能机器人产业发展优势明显 如何做大做强高质量发展成为焦点

在人工智能、云计算、大数据等技术的兴起下,我国已经成为全球最大的工业机器人消费市场以及世界最大的潜在服务机器人市场,智能机器人产业发展拥有得天独厚的基础优势。然而,由于起步较晚、技术滞后等多重因素,我国智能机器人产业发展与国际领先水平仍然存在较大差距,需奋力追赶。因而,如何客观看待我国智能机器人产业发展的优势和劣势,如何推进核心技术突破,在借鉴国际经验的基础上推动我国智能机器人产业做大做强、实现高质量发展,已经成为业界关注的焦点。

智能机器人时代来临

新一代信息技术发展为智能机器人发展奠定坚实基础,全球机器人产业正在迈入智能化新时代。当前,以图像识别、语音识别、自然语言理解等为代表的人工智能技术的实用化突破,带动机器人感知、交互、决策能力的显著提升。今日的人脸识别准确率已经高达99.55%,超过97.35%的人眼识别率,语音输入辨识成功率也达到97%以上,机器人已经具备了“看得见、听得懂”的技术条件,同时,随着深度学习、无监督学习的逐步应用,机器人具备了更为关键的“会思考”能力,机器人开始真正迈入智能化的新时代。

在市场需求的推动下,智能机器人的应用范围不断向新兴领域拓展。智能技术的应用正在带动机器人产品功能与性能的显著提升,驱动智能机器人产品应用于更多新兴领域。一方面,以人机协作机器人为代表的新一代工业机器人更加安全、灵活,不但被广泛应用到传统的汽车、金属加工行业,而且带动了3C电子行业的应用新热潮。另一方面,面向家居、教育、医疗等领域的智能服务和特种机器人的功能不断丰富,相比以往产品极大地提升了用户体验,因此也开始步入社会大众的日常生活,得到更为广泛的应用。

智能机器人应用热潮也带动产业规模的持续高速增长

前瞻产业研究院发布的《中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》统计数据显示,全球工业机器人2017年本体市场规模约为140亿美元,预计2020年全球工业机器人供应量将突破52万台套。智能机器人在非工业领域的市场潜力也在不断释放,预计2025年商业、家居和军事三大领域的市场规模将分别达到170亿美元、90亿美元和165亿美元。尤其值得注意的是,全球智能机器人市场的重心正在从欧美地区转向亚太地区,预计2020年亚太地区将取代欧洲成为全球最大市场,份额占比将从2015年的19%提升至57%。

2017-2020年全球工业机器人销量统计及增长情况预测

数据来源:公开资料、前瞻产业研究院整理

全球智能机器人市场新格局正形成

全球智能机器人产业格局正处于重塑期和窗口期,智能机器人产业的传统格局已经被打破,新的产业格局正在逐步形成。在传统市场,UniversalRobots、RethinkRobotics等创新技术企业已经在协作机器人等新领域对发那科、库卡、ABB等传统巨头构成了威胁,而新松、埃弗顿、广州数控等本土机器人企业凭借成本、服务等方面的优势加速崛起,也开始向巨头企业发起挑战。而在新兴市场,技术、思维与资本的相互碰撞推动了产业发展的百花齐放,既有专注技术、引领未来发展的波士顿动力公司,也有产品精准定位、商业推广成功的大疆无人机公司,还有跨界融合、创新理念的达闼科技公司,一批特色鲜明的独角兽企业正在不断成长壮大。

国际竞争将愈发激烈

美、欧、日等发达国家和地区纷纷出台智能机器人相关战略规划,以提升产业国际竞争力为核心目标,从技术研发、产业发展层面提前进行布局。其中,美国试图借助《机器人路线图》来建立下一代机器人技术及应用方面的优势,欧盟推出《SPARC计划》以确保欧洲机器人在世界范围的战略领先地位,日本则在《机器人新战略》中指出,要成为世界第一的机器人应用国家,而我国也于2016年发布《机器人产业发展规划》,力图提升自主品牌的国际竞争力。可以预见,今后围绕智能机器人的国际竞争将愈发激烈,我国所要面临的竞争压力也将不断加大。

我国智能机器人部分关键市场存在极大差距

1、上游核心零部件市场基本被日本和欧洲企业把持,国内企业在相关市场还缺乏竞争力。例如纳博特斯克和哈默纳科两家日本企业主导了全球机器人用减速器市场,伺服电机市场则主要被松下、安川、三菱等日系产品和西门子、博世力士乐等欧系产品占据。

2、在部分后端应用市场,我国企业产品的市场认可度和竞争力都落后于国际领先水平。例如以“四大家族”库卡、ABB、发那科、安川为首的外资品牌近乎垄断工业机器人市场,占据我国75%以上的中高端产品市场份额,而在以医疗为典型代表的某些消费市场中,我国产品市场占有率还基本处于空白状态。

全球领先机器人企业正在中国加快本土化布局

工业机器人巨头企业进入中国市场较早,产业布局比较成熟。机器人“四大家族”已经在中国市场成功实现本土化布局,库卡早在1985年即开始申请中国专利并于2014年开始建立上海新工厂,ABB将其机器人业务总部迁至中国上海,发那科和安川与中国企业合资设立机器人公司推动业务发展。相比之下,服务机器人企业刚刚开始中国市场本土化布局,目前主要通过产品输出和商业合作来实现渗透,例如扫地机器人领军企业iRobot面向中国用户推出特定高端产品以打开市场,日本软银集团则联合阿里巴巴、海尔等国内企业推动Pepper机器人进入中国市场。

智能机器人发展优势与挑战并存

1、发展四大优势分析。1)市场规模与需求潜力十分巨大。我国工业机器人市场规模从2013年起一直稳居世界第一,2016年中国市场机器人供应量达到87000台,是全球位居第二的韩国的两倍,预计2020年中国市场在全球范围内所占比重将超过40%。同时,我国服务机器人和特种机器人市场潜力正在快速释放,分别保持着25%和15%以上的增长速度,在老龄人口增多、可支配收入增加等因素刺激下,我国今后很有可能成为世界最大的服务和特种机器人消费市场。

2)关键技术能力跻身国际先进水平

在全球范围内,美国和中国是人工智能技术领域表现最为活跃的两个国家。据《全球人工智能专利资源发展概况》统计,美国和中国人工智能专利数量分别约为35000件和34000件,而日本、韩国、德国等其他主要国家的专利数量合计为40000件左右。

国内以科大讯飞、网络、阿里巴巴为代表的技术型企业和高校、研究机构共同创新,助力我国在人脸识别、语音识别、群体协同等尖端研究领域与国际领先水平并驾齐驱,为我国智能机器人发展奠定了坚实的人工智能技术基础。

3)产业基础和发展水平实现稳步提升

我国机器人产业链条完整,涵盖精密减速器、伺服系统、智能传感器、本体加工与系统集成解决方案等上下游产业。在龙头企业全力带动和地方政府积极扶持下,国内初步形成了东、南、西、北四大产业集聚区,包括起步较早的长三角地区、数控产业强的珠三角地区、积极引进外部资源的华中和华北以及具备科研人才优势的环渤海地区,产业发展呈现良好态势。

4)新兴力量正在成为加速产业发展新动力

国内各领域领先企业在应用需求和转型需求的驱动下,纷纷从产业下游的应用端向上游延伸,开始涉足工业机器人业务,同时金融市场对智能机器人的关注度提升也驱动资本优势向产业发展力量进行转化。

在看到优势、把握机遇的同时,业界也应该看到亟待突破的挑战和瓶颈。目前,我国智能机器人产业主要存在三大挑战,分别是基础技术能力与研发设计经验欠缺、产业竞争能力相对薄弱和泡沫化风险。

2、发展三大挑战分析。目前,我国智能机器人产业主要存在三大挑战,分别是基础技术能力与研发设计经验欠缺、产业竞争能力相对薄弱和泡沫化风险。

四大措施助力产业发展

如何推进智能机器人产业更好、更快的发展?四个方面的工作不容忽视:

1、把握机遇、发挥优势,抢占智能机器人产业发展战略窗口期,从应用端牵引产业发展。充分利用当前技术更新、市场变革和格局未定的发展机遇,凭借前沿技术和市场规模的相对优势,综合发挥政策体制优势,做大做强本土智能机器人产业。

2、利用机遇、克服困难,加快人工智能技术和新应用领域布局,实现换道超车。避免在传统弱势领域与国外先进水平竞争,瞄准未来技术和产业发展方向,聚焦当前处于并跑或领跑的领域进行发力,构筑和巩固自身竞争优势,实现换道超车。

3、化解挑战、强化优势,构建平等互利的合作生态,强化自主知识产权竞争能力。充分发挥市场需求和资本规模优势,积极与国外领先企业开展合作,快速提升自身技术水平与产业能力,加快推进智能机器人国产化进程,打造具有国际竞争力的国产品牌。

4、直面挑战、正视问题,补短板与筑基础协同发力,促进产业发展水平稳定提升。应清醒地认识到智能机器人产业发展的长期性和艰巨性,充分借鉴国外先进经验,充分汲取自身发展经验,小步快跑,不断夯实产业基础,促进产业整体水平提升。

G. 中国制造2025在机器人领域的重点有些什么

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人,是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

工业机器人的典型应用包括焊接、刷漆、组装、采集和放置(例如包装、码垛和SMT)、产品检测和测试等,具有高效性、持久性、高效率和准确性。

工业机器人是先进制造业的关键支撑装备。大力发展工业机器人产业,对于打造中国制造新优势,推动工业转型升级,加快制造强国建设具有重要意义。

发展工业机器人,要重点打造四种基本能力,五种关键零部件,六种标志性产品。

四项基础能力

一、机器人共性关键技术

在工业领域,共性关键技术大致可分为两类:

1.工业机器人关键技术:重点突破高性能工业机器人工业设计、运动控制、精确参数辨识补偿、协同作业与调度、示教/编程等关键技术。

2.新一代机器人技术:重点开展人工智能、机器人深度学习等基础前沿技术研究,突破机器人通用控制软件平台、人机共存、安全控制、高集成一体化关节、灵巧手等核心技术。

为加强共性关键技术研究,《机器人产业发展规划(2016-2020年)》强调,针对智能制造和工业转型升级对工业机器人的需求,重点突破制约我国机器人发展的共性关键技术。积极跟踪机器人未来发展趋势,提早布局新一代机器人技术的研究。

二、机器人创新中心

《机器人产业发展规划(2016-2020年)》强调,充分利用和整合现有科技资源和研发力量,组建面向全行业的机器人创新中心,打造政产学研用紧密结合的协同创新载体。

重点围绕人工智能、感知与识别、机构与驱动、控制与交互等,开展基础和共性关键技术研究,深入开展高端制造业领域的前沿基础研究和应用基础研究,推进科技成果的转移扩散和商业化应用,强化国际交流与合作,培养机器人专业研发设计人才。

三、机器人产业标准

《机器人产业发展规划(2016-2020年)》强调,要发挥企业参与制修订标准的积极性,研究制订一批机器人国家标准、行业标准和团体标准,主要包括机器人用RV减速机通用技术条件等通用技术标准、机器人整机电磁兼容技术要求和试验方法等检测标准、工业机器人编程和操作图形用户接口等通信控制标准、设计平台标准和喷涂机器人系统应用规范等应用标准。

四、国家机器人检测与评定中心

《机器人产业发展规划(2016-2020年)》强调,建立并完善以国家机器人检测与评定中心为代表的机器人检验与认证机构,面向机器人整机及关键功能部件两方面内容开展检测与评定工作。

整机性能评价包括:安全、性能、环境适应性、噪音水平、电磁兼容性、可靠性及测控软件评价等;

功能部件检测评定包括:零件质量、零部件安全及性能、噪声、环境适应性、材质和接口等。

五种关键零部件

一、高精密减速器

精密减速器,在机械传动领域是连接动力源和执行机构之间的中间装置,通常它把电动机、内燃机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮,啮合输出轴上的大齿轮,从而达到降低转速,增加转矩的目的。

没有减速器,机器人关节臂就不能正常运转。

精密减速机根据精度可分为标准精度和高精度;根据用途可分为军用和民用;根据运行的环境可分为标准环境、低温环境、清洁室环境和真空环境。

目前国际上具备大规模生产能力且产品性能可靠的RV减速器制造企业较少,全球绝大多数市场份额已被日本企业占据。国产减速器价格虽然便宜,供货期短,但产品性能与国外产品存在较大差距。因此,国产减速器大多只能供给中、低端机器人使用,无法满足高端机器人市场需求。

为此,《机器人发展规划》明确,通过发展高强度耐磨材料技术、加工工艺优化技术、高速润滑技术、高精度装配技术、可靠性,探索寿命检测技术以及新型传动机理,发展适合机器人应用的高效率、低重量、长期免维护的系列化减速器。

二、高性能机器人专用伺服电机和驱动器

伺服电机作为控制系统中的执行元件,是影响机器人工作性能的主要因素之一。机器人伺服系统由伺服电机、伺服驱动器、指令机构三大部分构成,伺服电机是执行机构,就是靠它来实现运动的,伺服驱动器是伺服电机的功率电源,指令机构是发脉冲或者给速度用于配合伺服驱动器正常工作的。

目前,高启动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛的应用。国产伺服电机在以下方面仍需突破:

一是外形普遍较长,外观粗糙,很难应用在一些高档机器人上面。

二是信号接插件的可靠性需要改进,而且需要朝小型化、高密度化以及与伺服电机本体的集成设计的方向优化,方便安装、调试、更换。

三是另一项核心技术——高精度的编码器,尤其机器人上用的多圈绝对值编码器,严重依赖进口,是制约我国高档机器人发展的很大瓶颈。

四是缺失基础性研究,包括绝对值编码器技术、高端电机的产业化制造技术等等。

五是伺服系统各部分产业协同不够,导致伺服电机和驱动系统整体性能难以发挥。

伺服电机不仅直接关乎国内机器人企业的市场竞争力,长远来看,对于整个中国机器人产业的发展具有战略意义。为此《机器人发展规划》特别强调,通过高磁性材料优化、一体化优化设计、加工装配工艺优化等技术的研究,提高伺服电机的效率,降低功率损失,实现高功率密度。发展高力矩直接驱动电机、盘式中空电机等机器人专用电机。

三、高速高性能控制器

指挥机器人工作的是人类吗?不,是控制器。工业机器人控制器主要控制机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹,操作顺序及动作的时间等。

控制器是发布命令的“决策机构”,是自动化工厂的大脑。掌握控制器的主导权,相当于控制了机器人的性能。在中国,四大家族的控制器市场占比为53%,其中,发那科占比16%,库卡占比14%,ABB机器人占比12%。而国产品牌控制器市场占比不及16%,可见在中国控制器领域,国产程度较低。

目前国产控制器市场主要存在以下问题:

1、国产控制器可控制的机器人类型齐全,但在操作精度、稳定性、响应速度、易用性等方面还有很大的进步空间。

2、机器人本体和零部件绑定效应强,一般成熟的机器人企业都能实现本体和核心零部件的自主研发和掌控,因此,国产单纯做控制器的企业难以突围。

3、国产控制器性价比高,这个既是优势也是劣势,优势是可占领对机器人精度要求不高的中低端市场和新兴领域;劣势主要表现在对于高端市场,道阻且长。

为此,《机器人发展规划》特别强调,通过高性能关节伺服、振动抑制技术、惯量动态补偿技术、多关节高精度运动解算及规划等技术的发展,提高高速变负载应用过程中的运动精度,改善动态性能。发展并掌握开放式控制器软件开发平台技术,提高机器人控制器可扩展性、可移植性和可靠性。

四、传感器

传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并将其按一定规律转换成电信号或者其他可供测量的信号输出,以满足信息传输、处理、储存、显示、记录、控制等要求。

工业机器人的准确操作取决于对其自身状态、操作对象及作业环境的准确认识,这种认识正是通过传感器实现的。

由于行业起步晚、竞争压力大,我国传感器发展依然面临三大困境。

首先是关键技术尚未突破。传感器的设计技术囊括了多种学科、理论、材料和工艺知识,突破起来十分困难,目前,在人才匮乏、研发成本高昂、企业恶性竞争激烈的情况下,我国还没有突破传感器一些共性关键技术。

其次是产业化能力不足。国内传感器产品不配套且不成系列,重复生产、恶性竞争多发,使得产品可靠性较差、低端偏移较为严重,只能长期依赖国外进口。

再次是资源不集中。目前我国传感器企业有1600余家,但大都以小微企业为主,盈利能力不强,缺乏技术引领的龙头企业,最终导致资金、技术、企业布局、产业结构、市场等方面都变现出分散的状态,资源得不到有效集中,产业发展也迟迟无法走向成熟。

为此,《机器人发展规划》特别强调重点开发关节位置、力矩、视觉、触觉等传感器,满足机器人产业的应用需求。

五、末端执行器

末端执行器指的是任何一个连接在机器人边缘(关节)具有一定功能的工具。这可能包含机器人抓手,机器人工具快换装置,机器人碰撞传感器,机器人旋转连接器,机器人压力工具,顺从装置,机器人喷涂枪,机器人毛刺清理工具,机器人弧焊焊枪,机器人电焊焊枪等等。机器人末端执行器通常被认为是机器人的外围设备,机器人的附件,机器人工具,手臂末端工具(EOA)。

随着工业机器人快速发展,末端执行器也获得了庞大的应用与发展空间。为此,《机器人发展规划》特别强调,要重点开发抓取与操作功能的多指灵巧手和具有快换功能的夹持器等末端执行器,满足机器人产业的应用需求。

六大标志性机器人

中国制造业想要实现智能制造,不仅需要开发、应用多种多样的工业机器人,更要加快发展以全自主编程智能工业机器人、人机协作机器人为代表的六大标志性工业机器人,推进工业机器人向中高端迈进。

1.全自主编程智能工业机器人

根据《机器人产业发展规划》的相关规定,满足智能制造及先进制造业发展的全自主编程工业机器人,自由度要在6以上,适应工件尺寸范围在1m*1m*0.3m以上。该类工业机器人需要具备智能工艺专家系统,自动获取信息,生成作业程序(全过程非示教,自动编程时间小于1秒),以满足喷涂、抛光、打磨等复杂的作业要求。

2.弧焊机器人

弧焊机器人即用于自动弧焊的工业机器人,其组成原理与点焊机器人基本相同,主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。弧焊机器人通常由机器人本体、控制系统、示教器、焊接电源、焊枪、焊接夹具、安全防护设施等多个部分组成。

在向中高端升级的过程中,弧焊机器人要广泛应用焊缝轨迹电弧跟踪、高压接触感知、焊缝坡口宽度电弧跟踪等多种关键技术,集中研发6自由度多关节机器人,达到中厚板弧焊机器人额定负载≥10kg,薄板弧焊机器人额定负载6kg等技术指标。

3.人机协作机器人

人机协作机器人是与人类在共同工作空间中有近距离互动的机器人,是当下工业机器人领域的发展重点。以往大部分的工业机器人是自动作业或是在有限的导引下作业,不需要考虑和人类近距离互动。而随着工业4.0越来越近,人与机器携手合作、发挥各自的专长,也就越来越必要,越来越迫切了。

面向未来智造趋势的人机协作机器人,应是6自由度以上的多关节机器人,自重负载比小于4,重复定位精度±0.05mm,力控精度<5N,碰撞安全监测响应时间<0.3s,选配本体感应皮肤的整臂安全感应距离<1cm,防护等级IP54。应适用于柔性、灵活度和精准度要求较高的行业(如电子、医药、精密仪器等),同时满足更多工业生产中的操作需要。

4.重载AGV

AGV即无人搬运车(Automated Guided vehicle)的简称。通过装备自动化导引装置,AGV可以沿规定路径行驶,并完成物料搬运与安全保护,可代替叉车及拖车等传统搬运设备,实现少人化乃至无人化操作。

AGV机器人具有极高的工作效率,不仅大大降低了人工成本,也极大地减少了工作中的意外事故,因此在工业领域异常火热,也是未来智能制造领域必不可少的搬运装备。

在促进工业机器人迈向中高端领域的过程中,重载机器人是一大标志性产品。根据《机器人发展规划》,重载AGV的指标有以下几项——

驱动方式:全轮驱动;最大负载能力40000Kg;最大速度:直线20m/min;转弯半径:2m;辅助磁导航精度:±10mm;防碰装置:激光防碰;举升装置:车体自举升;举升行程:最大100mm。

5.双臂机器人

随着现代制造业不断向智能制造方向迈进,单臂机器人的局限性越来越明显,不能完成的工作任务、不能适应工作场景越来越多。在此情况下,双臂机器人应运而生。双臂双动力器人模仿了人体双臂的协作原理、具备双臂分别操作功能。双臂甚至多臂协作机器人,完美适应并有效促进了智能制造,实现了机器与人的完美协同、共存共享。

根据《机器人产业发展规划》,双臂机器人的核心指标包括以下几个方面——

每个单臂6自由度以上,关节转动速度≥±180°/s,双臂平均功耗<500W,拥有双臂碰撞检测的路径规划功能,集成双目视觉定位误差<1mm,2指/3指柔性手爪行程≥50mm,抓取力≥30N,重复定位精度±0.05mm,适用于3C电子等行业的零件组装产线。

6.真空(洁净)机器人

真空(洁净)机器人是一种在真空环境下工作的机器人,主要应用于半导体工业中,实现晶圆在真空腔室内的传输。研发真空机器人的关键技术包括真空环境下传动润滑、直驱控制、动态偏差检测与校正及碰撞检测与保护等。

真空机械手通用性强、用量大、受限制、难进口,是制约半导体装备整机的研发进度和整机产品竞争力的关键部件,当下已成为严重制约我国半导体设备整机装备制造的“卡脖子”问题。

根据相关政策标准,符合我国智能制造确实的真空机器人,应满足真空最大负载15kg,洁净最大负载210kg,重复定位精度±0.05~0.1mm等核心指标。

H. 工业机器人对未来工业生产带来哪些深远的影响

工业机器人将会替代简单的劳动工作,很危险的工作,很重复性的工作,总之,会有很多岗位将成为机器人时代

I. 机器人未来的发展趋势如何

在人口红利消失、人工成本上升以及制造业转型升级的背景下,我国机器人产业发展迅速。然而,我国工业机器人产业起步较晚,与发达国家相比仍有较大差距。另一方面,由于劳动力紧张的缘故,各地区对于劳动力资源的争夺愈发强烈,在未来中国制造业的工厂里,机器人将替代一半以上人的劳动,“机器换人”正成为越来越多企业转型升级的共识。目前很多企业都具有比较强烈的机器换人的愿望,一些企业正在等待扶持政策端的出台。“机器换人”后,61.5%的企业至少减少10%的一线员工,其中16.3%的企业减少30%以上一线员工,这样不仅降低了劳动人员成本,极大地缓解了人员压力,同时还提高了生产效率,减少了事故的发生。 2015年全球工业机器人销量248000台,同比增长12%根据IFR最新数据显示,2015年全球工业机器人销量为248000台,同比增速12%(2014年销量为221000台),全球范围来看,工业机器人销量仍然延续了良好的增速。亚洲市场增速最快,其中,中国市场增长17%,韩国增长50%,日本增长20%。 2009-2015年中国工业机器人行业销量及销售规模情况 中国成全球最大工业机器人市场 据中国机器人产业联盟统计,2016年国产工业机器人销量继续增长,上半年累计销售19257台,按可比口径计算较上年增长37.7%,增速比上年同期加快10.2个百分点;考虑到前期研发企业实现投产、新企业进入等因素,实际销量比上年增长70.8%,已连续多年保持了较高的增长速度,产业发展处于上升通道。特别是在《中国制造2025》、《机器人产业发展规划(2016-2020)》等国家产业政策的指引下,国产机器人产品结构调整升级、产业结构逐步改善。 汽车行业仍是主要应用领域 工业机器人在国内的应用以汽车以及电子工业居多,此外还有橡胶塑料、军工、航空制造、食品工业、医药设备、金属制品等领域。从应用行业看,汽车行业依旧是中国工业机器人市场最大的消费行业,电气机械和器材制造业位居第二位,金属制造行业位居第三位。 2017中国工业机器人市场发展前景 在政策等多方面的推动下,到2017年末,中国机器人保有量将有超过40万台。未来将有越来越多的中国机器人供应商进入市场。外资和中国本土机器人供应商之间竞争将会越来越激烈。未来中国市场各种机器人的增长潜力巨大。 另外,随着我国工业转型升级、劳动力成本不断攀升及机器人生产成本下降,未来“十三五”期间,机器人是重点发展对象之一,国内机器人产业正面临加速增长拐点。相对于服务机器人和商用机器人在国内市场还处于探索期,工业机器人有了一定的发展基础,目前正进入全面普及的阶段。预计到2021年末,我国工业机器人产量将达到11.15万台;销售量将达到23.04万台以及保有量将达到136.04万台。工业机器人未来在中国的发展潜力将是相当可观。 服务机器人发展动力 服务机器人在国内发展的阻力是远远小于工业机器人,原因之一服务机器人是中国公司和国外公司差距较小的邻域。由于服务机器人往往要针对待定市场进行开发,可以发挥中国本土公司与行业紧密结合的优势,从而再与国外竞争中占据优势地位。国外机器人也属于新兴行业,目前比较大的服务机器人公司产业化历史也多在5-10年,大量公司仍处于前期研发阶段,这也是在时间上客观给予中国公司缩小差距的机会。 原因之二,服务机器人更靠近消费端,市场空间非常广阔。在人口老龄化的加剧以及劳动力成本的急剧上升等刚性因素的驱动下,服务机器人产业将会迎来大好的春天。 机器人未来发展趋势 机器人的发展史犹如人类的文明和进化史在不断地向着更高级发展。从原则上说,意识化机器人已是机器人的高级形态,不过意识又可划分为简单意识和复杂意识之类。 对于人类来说,是具有非常完美的复杂意识,而现代所谓的意识机器人,最多只是简单化意识,通过RoboIMEX2016的展示看出,对于未来意识化智能机器人很可能的几大发展趋势,一、语言交流功能越来越完美;二、各种动作的完美化;三、外形越来越酷似人类;四、复原功能越来越强大;五、体内能量储存越来越大;六、逻辑分析能力越来越强;七、具备越来越多样化功能。 RoboIMEX2017已在路上,发那科、新松、国机智能、ABB、优必选、埃夫顿、大疆、玖的、大族激光等500多家机器人及智能装备企业将于8月27-29日携新品亮相广州•中国进出口商品交易会展馆。随着中国智能制造的高速发展,具有非常完美的复杂意识机器人即将呈现。

J. 结合材料和经济生活知识为推动我国机器人产业发展提出合理建议

切实推进产学研一体化人才培养模式,探索新型人才教育培养机制,建立机器人行业亟需的多层次、多类型技能人才体系。同时,为了防止各地开花,小、散、弱的低水平重复竞争,要实施各省市差别化机器人产业发展指南,统筹规划,科学发展。

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