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工业机器人的发展及自主创新方向

2017-03-30 11:34:50 本文行家:百科战略合作

当前,我国已成为全球最大的机器人消费市场,越来越多的企业将机器人应用于产品生产的各个环节,“机器换人”浪潮不断掀起。

  当前,我国已成为全球最大的机器人消费市场,越来越多的企业将机器人应用于产品生产的各个环节,“机器换人”浪潮不断掀起。在这股浪潮的背后还应注意到,我国工业机器人产业还处于成长期,技术水平与国外相比还存在一定差距,中高端机器人在伺服电机、控制器、减速器等核心部件方面主要依赖进口。国内企业要想抓住这一市场机遇,还需加强对关键零部件的技术研发,注重与信息技术、人工智能的深度融合,向产业中上游发展,抢占全球机器人产业发展的机遇期。

  近年来,工业机器人行业发展风生水起,以谷歌、英特尔、微软等为代表的一批美国信息技术企业已悄然布局机器人领域,并将引领该产业的新一轮变革。随着智能制造时代的来临,机器人产业将与大数据、物联网、人工智能等众多先进技术融合发展,成为若干智能化服务平台的一部分,国际机器人及智能装备产业联盟首席执行官罗军将其称之为机器人产业2.0时代。

  我国机器人产业与信息技术、人工智能技术的深度融合即将开始,目前我国已经基本掌握了工业机器人的本体设计制造、软硬件设计、运动学和轨道规划等技术。如今,我国已成为全球机器人行业最大的应用市场。

  尽管我国机器人市场行情一片大好,但大大小小500余家机器人企业生产的产品在国内市场只有20%的市场占有率。机器人产业的上游是核心零部件,相当于机器人的“大脑”,而在该领域,高精度伺服电机、高性能控制器、精密减速器等核心技术基本依赖进口。产业中游是机器人本体,也就是机器人的“身体”,产业下游是系统集成商,目前国内95%的企业集中在这一环节上。

  在上述3个核心技术领域,国内外申请人提交的专利申请数量持平,但在技术发展水平上,国内外企业存在的差距较为明显。

  “目前,美国在机器人技术创新方面表现活跃,欧洲和日本是工业机器人的主要供应商,并已实现传感器、控制器、精密减速器等核心零部件的完全自主化。”在谐波减速器方面,国内已有可替代产品,但产品的输入转矩、扭转高度、传动精度和效率与日本公司的产品存在不小差距,在工业机器人上的应用也刚刚起步。在伺服电机领域,我国相关企业近年来也开展了大功率交流永磁同步电机的研发,但在动态性能、开放性和可靠性方面还有待进一步验证。在机器人控制器方面,国外企业主要在通用多轴运动控制平台基础上进行自主研发,国内企业在控制器运动控制卡方面也开发出相对成熟的产品,但应用较少。

  我国企业已生产出部分机器人的关键元器件,开发出了弧焊、码垛、装配、冲压、喷漆等工业机器人。我国自主研发的控制器、伺服电机等关键技术,已基本满足中低端产业需求,但对于芯片加工等精度要求较高的技术领域,国内企业的技术差距较为明显,高端设备市场多被国外主流机器人企业占据。

  产业快速发展的背后是市场需求的急剧增加,当前,我国部分沿海地区的制造业,通过实施“机器换人”计划提高产品生产效率的做法较为普遍。

  相关部门在推广示范应用的同时,还应将‘机器换人’计划与培育本土机器人产业结合起来,将机器人产业与‘互联网+’、智能制造相结合,尽早布局机器人产业2.0时代。如今,一件产品在哪里生产制造并不重要,我国相关企业要设法进入机器人产业的中上游,用互联网思维开拓中高端市场,而不仅仅停留在生产加工环节。由于在高层次研发人才和研发实力方面与国外存在一定差距,我国机器人产业的自主创新还需与全球顶层设计机构保持合作,紧跟国际技术发展步伐。

  在国内机器人技术的自主研发方面,我国还需加大对关键技术的投入和研发,提高零部件自给率,整合现有研发资源,尽快形成一批技术研发实验室、工程中心、企业技术中心、整机及关键零部件检测中心等,同时,培育自主知识产权品牌,将国内工业机器人产业做大做强。

  在激烈的市场竞争中,专利是企业技术创新的保护伞。国内机器人企业需充分运用专利信息,明确研发思路和方向,制定适合企业研发能力、经营状况的专利战略。在加强研发的同时,国内企业还要注重对竞争对手,特别是国外强企的专利分析,降低专利侵权风险。

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