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工业机器人的产业应用现状分析以绍兴应用情况为例

［摘要］智能制造是《中国制造2025》的主攻方向,而工业机器人是智能制造的重要基石.省、市、县政府在促进工业机器人产业发展和应用上出台了多项政策,取得了较好的成效,文章主要针对绍兴“三区两市一县”工业机器人应用现状和特点进行了分析研究,从而更好地促进传统产业工业机器人的应用和推广.

［关键词］工业机器人；产业应用；现状分析

［DOI］10.13939/j.cnki.zgsc.2018.13.072

工业机器人产业是国家战略性新兴产业,是先进制造业的关键支撑装备产业、改善人类生活方式的重要切入点.当前新一轮科技革命蓄势待发,工业机器人是此次生产方式变革的重要载体,工业机器人应用是先进制造领域的重要标志和关键技术,是今后一个时期推进两化深度融合的核心目标,是制造业创新体系的关键.2013年以来我国取代日本,成为世界上最大的工业机器人应用大国,随着劳动力成本的快速上涨、人口红利的逐渐消失、生产方式向柔性智能精细转变,工业机器人应用需求将呈现大幅增长,客观分析研究工业机器人应用现状、问题,明确重点发展领域,加快工业机器人产业布局,推动工业机器人在各行各业中的应用,无疑具有迫切性和十分重要的意义.

《中国制造2025》指出,要大力推动工业机器人产业发展,促进机器人标准化、模块化发展,扩大市场应用,实现工业机器人及其核心部件的技术突破.为深入推进“机器换人”工作,促进工业机器人应用,提升制造业智能制造水平,2015年,浙江省经济和信息化委员会出台了《关于落实工业机器人购置奖励政策的通知》（浙经信投资〔2015〕195号）,在此政策推动下,全省上下工业机器人应用得到了有效推进.绍兴作为省传统产业改造提升试点城市,是浙江省传统产业经济最活跃、最发达的城市之一,其工业机器人的发展和应用情况具有一定的代表性.

1绍兴市工业机器人的应用现状

工业机器人产业作为先进装备制造业的重要组成部分,绍兴市委、市政府始终重视工业机器人产业的发展及应用,先后出台《绍兴市委绍兴市人民政府关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》《绍兴市人民政府关于培育十大重点产品加快构建现代产业体系的实施意见》等政策,积极扶持和促进绍兴市工业机器人产业的发展及其应用.截至2016年,全市拥有工业机器人研发、生产企业近20家.工业机器人按GB/T 12643—2013标准定义执行（即自动控制的、可重复编程、多用途的操作机,可对三个或三个以上轴进行编程；可以是固定式或移动式；在工业自动化中使用）,认定规模以上工业机器人应用企业49家,含有工业机器人408台,绍兴市工业机器人应用主要呈现以下几个特点.

（1）应用企业多集中在五金、汽配等行业,龙头企业带动明显.根据绍兴市经济和信息化委员会统计的2016年全市新增工业机器人数据分析,绍兴市工业机器人主要应用于五金、汽配、装备、印染、纺织、家电、厨电等几大行业中,其中以五金、汽配居多,龙头企业是工业机器人应用大户.2016年,绍兴市全市上报的新增三轴以上工业机器人应用企业49家、工业机器人408台,其中龙头企业8家、244台；五金、汽配、装备行业296台,占比达73%；印染、纺织、化纤行业46台,占比11%；家电、厨电行业29台,占比7%；塑料制品行业27台,占比7%.

（2）多关节机器人、直角坐标机器人占应用的主要部分,主要应用在焊接、码垛、搬运等生产制造环节.进一步分析2016年绍兴市新增工业机器人数据,可以发现2016年,绍兴市企业工业机器人主要集中在多关节机器人和直角坐标机器人这两类机器人上,其中多关节机器人应用占比47%,直角坐标机器人（含独立和非独立）占比40%,圆柱坐标等类型机器人占比13%.其中,五金、汽配、装备等行业主要应用机床上下料的多关节机械手和直角坐标机械手,物料中间搬运的直角坐标机械手、圆柱坐标机器人、多关节机械手,以及一些专用设备含有的直角坐标机械手；纺织、印染行业工业机器人应用较少,即使企业购置,也主要应用在码垛和化纤的落丝、取丝等生产环节中；家电、厨电以焊接多关节机器人和冲压机械手为主；塑料制品行业以应用在塑料制品上下料环节中的直角坐标机械手为主；化工、光伏、建材等行业机器人零星应用,主要应用在码垛、焊接、搬运等生产环节中.搬运工序机器人172台,占比42%；上下料工序机器人159台,占比39%；焊接机器人43台,占比11%；其他工序（冲压、打磨、喷涂等工序）34台,占比8%.

（3）多关节工业机器人以国外进口品牌四大家族（ABB、FANUC、YASKAWA、KUKA）为主,直角坐标线性工业机器人以国产和自制居多.绍兴市企业应用的工业机器人品牌及种类繁多,国产化趋势明显.然而高端的多关节6自由度机器人仍旧主要购置于ABB、发那科、安川、库卡、三菱等国外进口品牌,直角坐标线性工业机器人以国产品牌较多,部分龙头企业由其公司内部的自动化事业部开发研制.如应用于注塑环节和产品生产搬运环节的直角坐标机械手,此类机械手国产技术已比较成熟,国产品牌有非常大的竞争优势,品牌有广东拓斯达、佛山川一、宁波伟立、浙江神舟、浙江国祥等.

（4）环境恶劣、重复简单操作岗位的工业机器人应用增长迅速.根据实际调研数据,铸造、焊接、搬运等高温恶劣环境下的岗位环节,大部分企业已逐步采用或计划采用6自由度多关节工业机器人来替代人工操作,降低劳动强度和生产成本,提高生产效率.一些灾害事故较多的冲压岗位环节,选用冲压机器人替代人工实现冲床上的上下料是目前的应用热门；机床上下料、注塑机上下料、智能装备内物料搬运等重复简单操作环节,机器人代工操作已经成为趋势.

2绍兴市工业机器人应用中存在的问题

近几年,绍兴市工业机器人产业得到快速发展,应用领域逐步扩大,工业机器人应用数量逐年大幅增长,基本形成了一定的工业机器人产业和稳定的工业机器人应用市场.然而,在工业机器人产业及应用不断得到快速发展的同时,绍兴市工业机器人产业及应用的发展问题仍旧比较明显.

（1）从工业机器人产业来看,绍兴市工业机器人产业基础相对薄弱,高精度减速器、伺服电机和控制器等依赖进口.近年来,绍兴本地一些龙头企业通过合资并购等方式快速进入国际工业机器人市场,在某些关键技术上虽然有所突破,但在整体核心技术方面仍处于落后地位,特别是在制造工艺与整套装备方面,缺乏高精密、高速与高效的减速机、伺服电动机、控制器等关键部件,导致工业机器人关键零部件严重依赖进口,即使部分企业能够生产制造同类零部件,但是无论是从质量、产品系列全面性,还是批量化供给方面都与国外品牌存在较大的差距.

（2）从机器人应用领域和应用数量来看,绍兴市工业机器人应用领域较窄,应用企业占比较低.目前绍兴市工业机器人主要应用在制造领域,如五金、汽配、装备、光伏、包装、纺织印染、医药化工等类企业,而五金、汽配、装备制造类企业又占了七成,是工业机器人应用的主力军,其他行业领域应用较少,服务机器人应用领域更少,尤其在灾难应急处理、医疗康复、助老助残、家用等领域较低.机器人应用领域还存在着很大的拓展空间,机器人应用市场前景广阔.

（3）从机器人应用市场来看,绍兴市工业机器人应用缺乏政府、行业统筹导向,机器人品牌和种类繁多,不利于应用和维护.工业机器人应用市场主要由企业自主发展为主,各企业根据各自需求及各机器人品牌、购置所需的工业机器人,导致目前企业工业机器人应用品牌和种类繁多.由于各工业机器人品牌使用和维护标准、程序各不相同,同时又由于工业机器人应用和维护人才匮缺,导致一些企业有机器人而无操作人才、有操作人才而无维护人才,工业机器人停产待用.

3促进工业机器人应用的建议

为更好地推动工业机器人产业健康发展,促进工业机器人在企业中的应用,针对机器人应用中存在的问题,提出以下几点建议.

（1）加强统筹规划和指导,加大财税支持力度.成立工业机器人产业应用及发展领导小组,统筹机器人产业及应用发展,指导机器人应用企业购置、开发机器人；出台机器人应用财政扶持政策,积极鼓励企业引进先进的工业机器人设备和技术,积极引导、鼓励企业加大工业机器人关键核心技术的研发和产业化投入,提升自主品牌工业机器人的质量、可靠性和市场竞争力.

（2）大力发展机器人产业,重点培育工业机器人集成工程服务公司.围绕市场需求,加快机器人产业布局,培育一批具有国际竞争力的工业机器人龙头企业和“专、精、特、新”骨干企业,建立以工业机器人主机企业、系统集成企业为牵引,零部件及产业服务企业协同发展的产业发展格局,尽快形成具有较强竞争力的工业机器人产业链和产业集群.突破核心技术,攻克伺服电机、精密减速器、伺服驱动器、末端执行器、传感器等关键零部件技术.加快发展服务机器人产业,尽快形成服务机器人产业集聚和产业优势,提前抢占服务机器人应用领域市场.

（3）建立产业联盟和技术支撑平台.制定工业机器人产业及应用市场标准,鼓励机器人产业及应用向高端化发展,防止低水平重复投资和建设.组建机器人产业及应用联盟,构建机器人产业服务平台,充分发挥行业协会、产业联盟和服务机构等行业组织的功能,帮助企业建立工业机器人应用程序和标准,提供技术支撑服务.

（4）加强人才队伍建设.组织实施机器人产业人才培养计划,建立多层次多类型的工业机器人人才培养和服务体系.鼓励高校和科研院所加强多学科交叉整合,加快培养机器人行业急需的高层次技术研发、管理、操作、维修等各类人才.积极利用各类人才引进政策,加快引进工业机器人高层次和领军人才,完善配套服务,鼓励海外专业人才回国创新创业.

4结论

以一隅而见全貌,目前绍兴市工业机器人产业及其应用的发展,正是“十三五”期间我国工业机器人产业及其应用发展的反映.工业机器人产业是目前各国实现工业4.0的核心战略产业之一,就我国而言,发展工业机器人产业既是一个机遇,又是一个重大的挑战.迎接与克服这一挑战就能使我国在日益激烈的竞争中处于有力地位,实现总书记新时代中国特色社会主义的伟大奋斗目标.紧紧抓住这次机遇,努力发展工业机器人产业及其应用,力求我国在世界工业机器人技术、市场上占有一席之地.

参考文献：

[1]中华人民共和国国务院.国务院关于印发《中国制造2025》的通知[EB/OL].http://www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbqt/201505/t20150520_692490.html.

[2]王田苗,陶永.我国工业机器人技术现状和产业化发展战略[J].机械工程学报,2014（9）.

[3]孙英飞.我国工业机器人发展研究[J].科学技术与工程,2012（12）.

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