智能裝備系具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備,它是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成和深度融合。工業(yè)化建設(shè)中被人們熟知的高檔數(shù)控機(jī)床屬于該類(lèi)裝備的范疇,在國(guó)家十二五規(guī)劃中,智能制造裝備成為我國(guó)高端裝備制造業(yè)的重點(diǎn)方向。國(guó)家在高端裝備制造業(yè)中將重點(diǎn)發(fā)展五個(gè)細(xì)分行業(yè):航空裝備、衛(wèi)星及應(yīng)用、軌道交通裝備、海洋工程裝備和智能制造裝備。智能裝備屬于偏重基礎(chǔ)性與廣泛應(yīng)用性的行業(yè)之一,國(guó)家在高端裝備領(lǐng)域有著6萬(wàn)億的雄心壯志,在國(guó)家意志下中國(guó)智能制造裝備的發(fā)展不僅僅是要把市場(chǎng)做大,在技術(shù)發(fā)展水平與對(duì)外依存度上這不僅僅是一場(chǎng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的博弈,更會(huì)是一場(chǎng)要獨(dú)立自主、科學(xué)創(chuàng)新的科技與市場(chǎng)競(jìng)逐。
千軍萬(wàn)馬整隊(duì)賽跑
2015年智能裝備市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1萬(wàn)億元,占高端裝備制造業(yè)的比重將達(dá)到20%左右。
從863計(jì)劃中信息技術(shù)課題被列在航天技術(shù)之后的第二位,到核高基技術(shù)《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中對(duì)智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng),我國(guó)的智能裝備產(chǎn)業(yè)始終有著相對(duì)完整的國(guó)家建設(shè)體系作為支撐。
觀智能裝備所要涉及到的學(xué)科門(mén)類(lèi)、產(chǎn)業(yè)體系猶如千軍萬(wàn)馬般的軍隊(duì),軍隊(duì)行軍需要營(yíng)養(yǎng),但國(guó)產(chǎn)自主智能制造裝備所占有的市場(chǎng)份額依然貧瘠。于是在國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃里,這只龐大猶如軍隊(duì)的產(chǎn)業(yè)體系要不斷地發(fā)展、不斷的超越,與時(shí)間賽跑與國(guó)際先進(jìn)同行賽跑。
智能制造設(shè)備種類(lèi)繁多,包括智能儀器儀表與控制系統(tǒng)、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件及通用部件、高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備以及智能專(zhuān)用裝備。
這其中在精密和智能儀器儀表與試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域,要針對(duì)生物、節(jié)能環(huán)保、石油化工等產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,國(guó)家在發(fā)展規(guī)劃中,重點(diǎn)發(fā)展智能化壓力、流量、物位、成分、材料、力學(xué)性能等精密儀器儀表和科學(xué)儀器及環(huán)境、安全和國(guó)防特種檢測(cè)儀器。
在關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、元器件及通用部件領(lǐng)域,重點(diǎn)發(fā)展高參數(shù)、高精密和高可靠性軸承、液壓/氣動(dòng)/密封元件、齒輪傳動(dòng)裝置及大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具等。
高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備則需要自動(dòng)化成套生產(chǎn)線,智能控制系統(tǒng),精密和智能儀器儀表與試驗(yàn)設(shè)備,關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、元器件及通用部件,智能專(zhuān)用裝備的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、智能化、精密化、綠色化,帶動(dòng)工業(yè)整體技術(shù)水平的提升。
智能專(zhuān)用裝備上當(dāng)前比較看好的是農(nóng)業(yè)智能化裝備,“十二五”期間,農(nóng)機(jī)化發(fā)展將整體進(jìn)入高級(jí)階段。風(fēng)電與印刷裝備領(lǐng)域還有賴(lài)于國(guó)家政策的扶持,在環(huán)保課題上未來(lái)的前景可圈可點(diǎn)。
通用汽車(chē)零部件的整合
在精密儀器儀表領(lǐng)域,近年來(lái)有行業(yè)分析指出,國(guó)家政策在環(huán)境保護(hù)、能源計(jì)量改革、物聯(lián)網(wǎng)和新型城鎮(zhèn)化方面的投入是目前國(guó)內(nèi)中低端儀表持續(xù)發(fā)展的籌碼,其中社會(huì)輿論對(duì)于環(huán)保事業(yè)的發(fā)展有推動(dòng)作用,PM2.5空氣污染等熱點(diǎn)環(huán)保話題能有效增加環(huán)境監(jiān)測(cè)儀產(chǎn)業(yè)的關(guān)注,在食品安全問(wèn)題上可以做的文章便更多了。在中低端升級(jí)中高端的進(jìn)程中,智能計(jì)量?jī)x等相關(guān)產(chǎn)品未來(lái)的發(fā)展空間值得看好。從總體來(lái)看,緩速增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)下,精密儀器儀表會(huì)慢工出細(xì)活,保持穩(wěn)定緩慢的發(fā)展。
精密高端的通用零部件和高端數(shù)控機(jī)床方面,可以放在一起來(lái)看。今年是汽車(chē)工業(yè)發(fā)展60周年,我國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展站在一個(gè)甲子的時(shí)間節(jié)點(diǎn)上開(kāi)始反思自身的發(fā)展方式與探索未來(lái)繼續(xù)突破的方向。目前,汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模已占到國(guó)家GDP的10%,汽車(chē)零部件產(chǎn)業(yè)的整合對(duì)于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的深度發(fā)展有著重要的作用。今年濟(jì)南二機(jī)床廠一體成型沖壓線再次中標(biāo)美國(guó)福特,中國(guó)這個(gè)世界最大市場(chǎng)中,自主車(chē)、合資車(chē)、進(jìn)口車(chē)在白熱化的競(jìng)爭(zhēng)中,攪動(dòng)著通用零部件行業(yè)的整合與升級(jí)。模具、液壓、軸承、密封件、緊固件環(huán)環(huán)相扣,由點(diǎn)到面,以汽車(chē)工業(yè)窺視全局,有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)稱(chēng),汽車(chē)行業(yè)約占我國(guó)機(jī)床消費(fèi)總量的70%,汽車(chē)工業(yè)固定投資的一半以上用于購(gòu)買(mǎi)加工機(jī)床。
于是,市場(chǎng)與政策在智能裝備制造巨大的產(chǎn)業(yè)板塊上潛移默化地誘發(fā)著產(chǎn)業(yè)升級(jí)與變革的地震,為了千軍萬(wàn)馬奔跑不能有一個(gè)掉隊(duì),形成完整的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系,智能裝備制造需要更多智慧,進(jìn)行更深入的產(chǎn)業(yè)整合。
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在尋找突破口
近年來(lái),我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)發(fā)展迅猛,工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,每年機(jī)器人產(chǎn)業(yè)年均增長(zhǎng)超過(guò)40%,增長(zhǎng)率居全球首位。
機(jī)器人是產(chǎn)業(yè)信息化革命以來(lái),在智能裝備制造領(lǐng)域中一直比較具有朝陽(yáng)氣質(zhì)的產(chǎn)業(yè)。中國(guó)機(jī)械聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)王瑞祥曾表示,工業(yè)機(jī)器人在各行業(yè)應(yīng)用已經(jīng)成為大勢(shì)所趨,其有助于緩解人口紅利衰減問(wèn)題,在危險(xiǎn)、簡(jiǎn)單重復(fù)的領(lǐng)域取代人工,保證產(chǎn)品生產(chǎn)的精準(zhǔn)性,提高勞動(dòng)力生產(chǎn)效率。在上一個(gè)層面來(lái)看,數(shù)字化、智能化是推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要力量,機(jī)器人作為數(shù)字化、智能化技術(shù)的主要代表,將成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。
底子薄,增量大。這六個(gè)字幾乎是國(guó)內(nèi)所有新興制造產(chǎn)業(yè)的共通現(xiàn)狀。
我國(guó)工業(yè)機(jī)器人從二十世紀(jì)80年代開(kāi)始起步,通過(guò)多年科技攻關(guān),我國(guó)已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)制造技術(shù),解決了工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù),機(jī)器人軟件的設(shè)計(jì)和編程等關(guān)鍵技術(shù),還掌握了弧焊、點(diǎn)焊及大型機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線(工作站)與周邊配套設(shè)備的開(kāi)發(fā)和制造技術(shù),掌握了運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù),生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件,開(kāi)發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人。
近30多年的發(fā)展下來(lái),我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離,可靠性低于國(guó)外產(chǎn)品。因?yàn)闄C(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚,應(yīng)用領(lǐng)域窄,生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國(guó)外還有有差距。機(jī)器人及機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)家,中國(guó)工程院院士蔡鶴皋曾指出我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究水平較高,有些技術(shù)在世界屬于獨(dú)創(chuàng),但生產(chǎn)能力還有待提高。
面對(duì)現(xiàn)狀,當(dāng)前我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方式以立足在市場(chǎng)需求為主,嘗試在摸索中建立產(chǎn)業(yè)體系。通過(guò)對(duì)外合作交流,國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人在傳統(tǒng)的對(duì)外研仿上跟蹤國(guó)外先進(jìn)技術(shù),用產(chǎn)量與價(jià)格優(yōu)勢(shì)擠占中低端市場(chǎng)。即便如此,少數(shù)企業(yè)在自主研發(fā)上也有不少亮色,如沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司研制成功的首臺(tái)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大負(fù)載真空機(jī)械手,上海三一精機(jī)的剎車(chē)盤(pán)柔性生產(chǎn)線、武漢機(jī)床的數(shù)控萬(wàn)能工具磨床、大連機(jī)床的機(jī)器人加工單元,在煤炭開(kāi)采裝備領(lǐng)域,太重煤機(jī)在成套設(shè)備大型化是其最大亮點(diǎn)。其負(fù)責(zé)的國(guó)家“十二五”智能制造發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目之一,重165噸,裝機(jī)功率2660千瓦實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)、液壓支架和運(yùn)輸系統(tǒng)的智能化控制的“無(wú)人采煤”智能裝備已在近日實(shí)現(xiàn)了試車(chē)成功。
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)繼續(xù)拓展尋找突破口還在于國(guó)家的科學(xué)統(tǒng)一規(guī)劃,近年來(lái)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存的限制因素其實(shí)也是整體智能裝備制造業(yè)的限制性因素,在國(guó)家的統(tǒng)一規(guī)劃下,智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的脈絡(luò)逐漸清晰,政策支持的力度在不斷加大,過(guò)去重復(fù)性的低端建設(shè)與重復(fù)研究正在逐漸減少,國(guó)家與輿論在重視基礎(chǔ)研究的程度上仍需繼續(xù)加大,業(yè)內(nèi)發(fā)展也需要積極與國(guó)家政策配合,在研仿過(guò)程中做好前沿探索與追蹤工作,厚積薄發(fā)達(dá)到產(chǎn)業(yè)升級(jí)的目標(biāo)。
結(jié)語(yǔ):上高端 接地氣 打造地方智能集群
智能裝備制造的國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng),爭(zhēng)奪的是技術(shù)的高點(diǎn)。我國(guó)智能裝備在各地方的布局對(duì)于人工智能、機(jī)器人和數(shù)字制造甚至IT制造領(lǐng)域都會(huì)有著重塑性的作用,傳統(tǒng)的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展機(jī)制和利益分配機(jī)制下,以企業(yè)為主體,以利益為紐帶,整合各地區(qū)優(yōu)勢(shì)資源,以創(chuàng)新共贏為目標(biāo),協(xié)同作戰(zhàn),攻克關(guān)鍵制造技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù),加速推進(jìn)成熟技術(shù)的市場(chǎng)化、科研樣機(jī)的商品化,加快服務(wù)機(jī)器人的規(guī)模化應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。這樣,國(guó)家與企業(yè)對(duì)于智能制造技術(shù)的掌握會(huì)大幅提升制造業(yè)的產(chǎn)值與制造實(shí)力,投資拉動(dòng)內(nèi)需,在一定程度上,可能會(huì)誕生更具創(chuàng)造力與活力的工業(yè)文化。人們理想中,智能環(huán)保多功能化的綜合性居住環(huán)境也會(huì)在不久的未來(lái)來(lái)到我們的生活當(dāng)中。