我國工業機器人發展及趨勢

袁鈺坤

摘 要：在工業自動化生產過程中，工業機器人是一項至關重要的基礎設備，同時也是衡量一個國家工業自動化水平的重要標志。當前工業生產不斷向著高度自動化與集成化的趨勢發展，工業機器人也必將會迎來新的發展機遇。本文簡要介紹了工業機器人的具體應用情況，并分析了當前我國工業機器人的現狀及趨勢，旨在使讀者對我國工業機器人的發展有一個客觀的了解和認識。

關鍵詞：工業機器人；技術現狀；發展趨勢

中圖分類號：TP24 文獻標識碼：A

自20世紀60年代全球首臺工業機器人成功研制以來，其便以超乎想象的發展速度席卷了整個制造業，目前已經匯聚起了自動化技術、計算機網絡技術、傳感器技術、電子電工技術、人工智能技術、機械學與仿生學等多種技術，達到了高度的智能化程度。對于一個國家的工業發展而言，工業機器人的制造及應用水平將是最好的體現。當前我國正處在中國“制造”向中國“智造”的轉型階段，因此，加快工業機器人的大規模應用，對推動我國的工業發展轉型與升級意義重大。

一、工業機器人的應用

機器人是一種可以實現自動化控制，并能夠進行重復性程序編寫，同時具備多種功能，可以取代一部分人力勞動的機電裝置。一般情況下，依據所處應用領域的巨大差異性，具體可將機器人分成兩種類型，即：工業機器人與服務機器人。其中工業機器人可利用事先所設定的操作程序運行，并可被人指揮操作；更加智能化的工業機器人甚至可依據人工智能技術原則來執行操作指令。工業機器人還可依據實際應用途徑的不同，具體分成焊接、噴涂、碼垛、搬運、裝配、切割、涂膠等各種各樣的機器人。

受到工業機器人的高速化發展影響，機器人也逐漸被更多的應用在裝載、機械加工、產品裝配、汽車制造、焊接噴漆等多項工業生產勞動中。目前，在自動化生產線的運行過程中已經少不了對各類工業機器人的應用，這些工業機器人的大規模普及應用是促進生產自動化、提高生產效率、減小制造成本并促進企業發展的重要動力來源。它們已經成為智能制造設備最為核心的一項構成要素，在裝備制造產業中發揮了無可替代的價值作用。各種類型的工業機器人也開始越來越多地被應用到了各項工業生產中。

二、我國工業機器人的技術現狀

我國是全球公認的制造業大國，然而受制于勞動成本的持續升高，經濟發展模式和制造產業結構調整已成為必然趨勢。進軍高科技領域，提升制造業生產自動化水平，從勞動密集型逐步轉向為技術密集型，是我國工業發展的必經之路。預期在未來10年左右的時間，我國的高端裝備制造業銷售產值將達到整個裝備制造業銷售產值的30%以上。而作為高端裝備制造產業的核心構成部分，工業機器人的發展空間巨大。

我國工業機器人起步于20世紀80年代，然后逐漸進入到了技術研發期，進入21世紀后便朝向產業化的方向發展。歷經了10多年的發展后，我國目前的機器人裝機容量逐年提高，并已經著手實施面向機器人全產業鏈發展。國家對此也給予了巨大的政策扶持力度，國家級的技術研究、科技攻關等均將機器人研發列為重點項目。當前我國在工業機器人的制造領域已經涌現出了一大批的企業，這些企業或者擁有自己的研發力量，或者與一些相關的科研院所開展合作，現已進入到了工業機器人研發與生產的熱門高地，其技術含量也有了迅猛的進步。其中較為典型的代表企業就包括了哈爾濱博實自動化、新松機器人、奇瑞裝備、廣州數控、青島軟控等多家專業從事工業機器人生產的企業。

從整體上來看，我國的工業機器人產業歷經了國家科研院攻關、國家發展計劃制定以來，逐步奠定了我國獨立自主研發機器人產業的基礎。盡管目前已經取得了一些成就，但在整體技術上和國際上一些先進水平相對比來看，依然存在著不小的差距，僅相當于國外在20世紀90年代中期的水平。所以說，在工業機器人領域，我國仍處于中低端水平。主要指標表現在以下兩方面：一是大部分技術與產品屬于行業低端。我國國產機器人市場份額僅占約30%，但高端機器人嚴重依賴進口；二是關鍵部件依靠進口。減速機、伺服電機、控制器等幾乎都不是我們中國人自己的產品，采購核心零部件的成本就已高于國外同款機器人整體售價；三是沒有自己的品牌。

三、我國工業機器人的發展趨勢

受到國際與國際經濟環境的巨大改變影響，我國的工業化發展進程正處于穩步推進階段，現已步入到了中高速的發展階段，在此階段中最為核心的一項目標要求，也就是要實現產業結構的調整。當前，工業機器人已經被大規模的運用在了機械加工、汽車制造、建筑施工、交通運輸等多個社會領域里。在不久的將來，將會進軍食品、家電、服裝等與人們日常生活相關領域，工業機器人的大規模應用也必將會促進制造業向著更加標準化、系統化、智能化的趨勢發展。而且，在當前我國社會產業結構的大調整背景之下，工業機器人的發展也必將會得到更大范圍的應用，其所能夠被應用到的市場空間將成倍增長。

對于我們國家來說，應該更加積極主動的適應這一趨勢變化，在工業機器人技術方面早做準備，緊跟世界先進技術發展潮流，目前在工業機器人方面的主流發展趨勢包括了：結構重構化與模塊化、控制技術更加開放化、機器人控制網絡化、伺服驅動技術分散化、多傳感技術融合實用化、作業柔性化、系統智能化及網絡化等。

在目前我國產業的轉型發展大背景之下，再加之我國因人口結構老齡化趨勢的不斷加劇，人口紅利將逐步消失這一現狀，毋庸置疑，工業機器人的應用領域將越來越大。據國際機器人聯合會（International Federation of Robotics）調查研究表明，盡管我國的工業機器人基數較低，但采用率（每10000名員工對應的機器人數量比例）也在2008年～2011年的3年間增長了210%。另據有關國際調查機構統計，2016年我國工業機器人產量超過5.2萬臺，同比增長57.6%，預計2017年我國的工業機器人產量將增長至6.4萬臺，2020年產量有望突破10萬臺，年均復合增長率在19%左右。

工信部所召開的“2015中國機器人產業推進大會”指出，我國要在“十三五”期間貫徹落實《中國制造2025》的整體部署安排，將焦點匯聚在“兩突破”、“三提升”上，也就是要在機器人關鍵部件和高端產品上實現突破，促成機器人在產品質量可靠、市場占有率以及龍頭企業競爭力的三大提升上。通過5年的時間，來統籌好5項工作內容：（1）工業機器人與服務機器人并重發展，推動十大標志性機器人產品率先取得突破。（2）全面突破機器人五類關鍵零部件，夯實產業發展基礎。（3）大力推動應用示范，促使工業機器人的產品市場占有率能夠達到50%以上。隨著我國工業機器人技術與應用的快速提升，必將會進一步加快中國“智造”在國際市場上的競爭力。

結語

當前，我國的社會科學技術與經濟水平仍處在高速發展時期，制造業的快速發展迎來了新的發展機遇，尤其是工業機器人的應用必將會推動加工制造業的轉型升級。必須清楚地看到，我國工業機器人產業面臨著廣闊的發展空間，但也存在一定的發展困難，機遇與挑戰并存。機器人技術和系統的研發已得到了我國政府、科研機構和企業的高度重視，在多方面一舉努力下，我國由制造大國，轉向制造強國，將指日可待。

參考文獻

[1]王田苗，陶永.我國工業機器人技術現狀與產業化發展戰略[J].機械工程學報，2014（50）：9.

[2]徐建明，丁毅，禹鑫燚，等.基于順應性跟蹤控制的工業機器人直接示教系統[J].高技術通訊，2015（25）：5.endprint