工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展探究

時(shí)間:2022-11-30 03:05:59

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工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展探究

【摘要】時(shí)至今日,我國(guó)制造業(yè)發(fā)展面臨著重重困境,人口紅利消失、用功價(jià)格攀升等,工業(yè)4.0時(shí)代背景下,智能化成為了主流,而工業(yè)機(jī)器人則成為了其轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵。根據(jù)“中國(guó)制造2025“戰(zhàn)略部署,大力發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè),推進(jìn)中國(guó)制造業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí),以增強(qiáng)和保持中國(guó)制造在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。然而就客觀事實(shí)而言,我國(guó)當(dāng)前階段的工業(yè)機(jī)器人發(fā)展仍處于弱勢(shì)地位,未來(lái)發(fā)展可期。本文基于對(duì)工業(yè)機(jī)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(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)機(jī)器人;發(fā)展現(xiàn)狀;未來(lái)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(jī)器人成為了其中的關(guān)鍵,是滿足人工智能時(shí)展需求的必然選擇,實(shí)現(xiàn)了人力資本的有效節(jié)約,對(duì)驅(qū)動(dòng)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(jī)器人的多重優(yōu)勢(shì)性能表現(xiàn),被譽(yù)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(guó)人工智能尚處于試煉階段,工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展實(shí)踐中暴露出了不少問(wèn)題,整體實(shí)力弱于發(fā)達(dá)國(guó)家,未來(lái)有著巨大的可為空間。

一、工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)介

所謂機(jī)器人是指自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)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(jī)械,是工業(yè)生產(chǎn)向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)識(shí)。工業(yè)機(jī)器人則主要面向工業(yè)領(lǐng)域,作為多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置,能夠依靠自身動(dòng)力和控制能力自動(dòng)執(zhí)行工作,呈現(xiàn)出了多方面的功能優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)層面上解析,工業(yè)機(jī)器人涵括了主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)三項(xiàng)基本構(gòu)成,是保障其自動(dòng)執(zhí)行工作的關(guān)鍵,實(shí)現(xiàn)了智能化控制的過(guò)程。其中,工業(yè)機(jī)器人的主體結(jié)構(gòu)又分為機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu),有些還會(huì)涉及到行走機(jī)構(gòu);驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是用以執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作的裝置,包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)機(jī)構(gòu);控制系統(tǒng)則是按照輸入程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào),并進(jìn)行控制。時(shí)至今日,在創(chuàng)新科技的驅(qū)動(dòng)下,工業(yè)機(jī)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(diǎn)優(yōu)勢(shì),對(duì)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(shí)更為精細(xì)化的操作,升級(jí)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(jī)器人本身作為多學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物,包括機(jī)械學(xué)、微電子學(xué)等,亦是帶動(dòng)著其他技術(shù)的發(fā)展。

二、我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)器人作為一種應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程,能夠完成有益于人類工作的半自動(dòng)或全自動(dòng)機(jī)器,其功能負(fù)載愈加豐富,包括了焊接機(jī)器人、碼垛機(jī)器人、裝配機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、噴涂機(jī)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(guó)的發(fā)展取得了斐然成績(jī)。從工業(yè)機(jī)器人的整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈來(lái)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(jī)等核心零部件、下游的基座、機(jī)身、機(jī)械臂等設(shè)計(jì)制造、下游的系統(tǒng)集成等。正是基于工業(yè)機(jī)器人的多重應(yīng)用功能表現(xiàn),在我國(guó)形成了巨大的需求市場(chǎng)空間,據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2019年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)量達(dá)到了18.7萬(wàn)套,雖然經(jīng)歷了一定的低迷期,但仍舊以穩(wěn)步增長(zhǎng)為主。除此之外,由于低端勞動(dòng)力供給不足,加之產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),驅(qū)動(dòng)著我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展,并納入到我國(guó)戰(zhàn)略部署工程當(dāng)中,如《中國(guó)制造2025》、《機(jī)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(guó)當(dāng)前階段的工業(yè)機(jī)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(kù)卡、安川電機(jī)等差距明顯。具體而言,在以往的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中,機(jī)器人更多被視作人類知識(shí)的集中,通過(guò)系列程序運(yùn)用,最終借助機(jī)器人表達(dá)出來(lái),但其本身作為技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)物,力求多項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的完美融合。另外,縱然我國(guó)工業(yè)機(jī)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(guó)工業(yè)機(jī)器人未來(lái)發(fā)展

工業(yè)機(jī)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(jià)值效益產(chǎn)出,是打造“制造強(qiáng)國(guó)“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(shí)際情況,以問(wèn)題為導(dǎo)向,針對(duì)性地提出了以下幾種促進(jìn)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人未來(lái)發(fā)展的有效路徑,以供參考和借鑒。3.1引入先進(jìn)科技。工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備,已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外備受重視的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),亦是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。目前來(lái)講,我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)呈現(xiàn)出了快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),未來(lái)有著巨大的可為空間?,F(xiàn)階段而言,世界上主要有三種工業(yè)機(jī)器人發(fā)展模式,又以日本、歐洲和美國(guó)為代表。其中日本模式下,每個(gè)公司處于相對(duì)獨(dú)立的發(fā)展?fàn)顟B(tài),各司其職,生產(chǎn)商主要負(fù)責(zé)批量生產(chǎn),而產(chǎn)業(yè)鏈則作用于工業(yè)機(jī)器人的銷售。歐洲模式下,企業(yè)負(fù)責(zé)工業(yè)機(jī)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(guó)模式尚處于基礎(chǔ)階段,企業(yè)并不會(huì)自行生產(chǎn),而是著力于外圍設(shè)備的研發(fā)與整機(jī)調(diào)試,但其本身作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)大國(guó),力學(xué)、網(wǎng)絡(luò)、信息等領(lǐng)域的成就,奠定了其扎實(shí)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)基礎(chǔ)。以我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展情態(tài)來(lái)看,類似于美國(guó)模式,但是較之亦有不足,要充分依托國(guó)家對(duì)外改革開放的宏觀戰(zhàn)略部署優(yōu)勢(shì),科學(xué)引入國(guó)際經(jīng)驗(yàn),首要扎實(shí)“美國(guó)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(diǎn),繼而向“歐洲模式“推進(jìn),最終推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。在此過(guò)程中,要大力支持研發(fā)機(jī)構(gòu)建設(shè),充分依托我國(guó)雄厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、人才資本優(yōu)勢(shì),增強(qiáng)研發(fā)能力,重點(diǎn)關(guān)注工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵核心技術(shù)的突破創(chuàng)新,包括伺服電機(jī)、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(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,人才在整個(gè)社會(huì)發(fā)展中的驅(qū)動(dòng)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的核心資本。如上所述,工業(yè)機(jī)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(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)科技,呈現(xiàn)出了智能化、整體性等特點(diǎn),對(duì)從業(yè)人才的素質(zhì)要求越來(lái)越高。對(duì)此,相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)樹立高度的人才戰(zhàn)略意識(shí),擺正其在工業(yè)機(jī)器人發(fā)展中的定位,并善于通過(guò)多種渠道方式,提升其綜合能力水平,以驅(qū)動(dòng)核心技術(shù)創(chuàng)新,解除其對(duì)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的限制。在具體的踐行過(guò)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(jì)、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(shì),最終實(shí)現(xiàn)共贏,協(xié)同驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)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(shí)支撐,但是實(shí)踐環(huán)境缺失,而這也正是企業(yè)的優(yōu)勢(shì)所在,通過(guò)雙方強(qiáng)強(qiáng)合作,形成互補(bǔ)優(yōu)勢(shì),攜手打造高水平的機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì),一同解決工業(yè)機(jī)器人發(fā)展中的難題,并將之導(dǎo)入到生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行驗(yàn)證,是盤活整個(gè)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(duì)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(shì),精準(zhǔn)對(duì)接經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)需求,充分發(fā)揮自身學(xué)科優(yōu)勢(shì),切入工業(yè)機(jī)器人研發(fā),實(shí)現(xiàn)自身社會(huì)價(jià)值。3.3完善公共服務(wù)??陀^維度上講,我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展尚未建立成熟的市場(chǎng)機(jī)制,相關(guān)服務(wù)平臺(tái)和創(chuàng)新平臺(tái)缺失,一定程度上影響著工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展。對(duì)此,要推動(dòng)工業(yè)機(jī)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(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行規(guī)律,達(dá)到供需動(dòng)態(tài)平衡,從而積累和吸引更多的資本注入,包括財(cái)力、人力、物力等,才能實(shí)現(xiàn)其最大效益價(jià)值的產(chǎn)出,應(yīng)當(dāng)進(jìn)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(hù)正常的市場(chǎng)秩序,充分發(fā)揮其微觀調(diào)整功能,輔以國(guó)家政策的宏觀指導(dǎo),實(shí)現(xiàn)資源配置的最優(yōu)化,最終突破工業(yè)機(jī)器人發(fā)展困境,有利于我國(guó)制造業(yè)整體實(shí)力的攀升。與此同時(shí),明確質(zhì)量檢測(cè)體系,在工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)實(shí)踐中,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),有效治理市場(chǎng)上的劣質(zhì)產(chǎn)品和低端產(chǎn)品,尤其加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),通過(guò)系列政策鼓勵(lì)企業(yè)科技創(chuàng)新行為,從而提升我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的行業(yè)水平,以更好地迎接國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn),滿足我國(guó)“制造強(qiáng)國(guó)“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(jī)遇,構(gòu)筑國(guó)際合作空間占,充分依托互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)支持,打造國(guó)內(nèi)外線上線下交流平臺(tái)和工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新示范平臺(tái)等,緊密關(guān)注行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)前沿,找出與日本、德國(guó)等技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距,集中資源、重點(diǎn)突破,逐步向國(guó)際一流水平邁進(jìn)。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之,工業(yè)機(jī)器人在我國(guó)的發(fā)展勢(shì)在必行,是迎合制造行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇,在推動(dòng)人工智能領(lǐng)域的作用毋庸置疑,作為一項(xiàng)龐雜的系統(tǒng)化工程,絕非一個(gè)人或某個(gè)企業(yè)就能單獨(dú)完成的,要注重加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)實(shí)情況的分析,積極引入國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),依托高素質(zhì)人才隊(duì)伍支撐,加強(qiáng)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(shí)現(xiàn)整體行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)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(shí)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