市場規模穩居世界第一 工業機器人彰顯智造魅力
裝機量全球占比超五成 市場規模穩居世界第一
工業(ye) 機器人彰顯智造魅力
本報記者 王雅婧
機器人行業(ye) 被譽為(wei) “製造業(ye) 皇冠頂端的明珠”,其研發、製造、應用是衡量一個(ge) 國家科技創新和高端製造業(ye) 水平的重要標誌。特別是工業(ye) 機器人,作為(wei) 智能時代工業(ye) 生產(chan) 的重要生產(chan) 資料,是製造業(ye) 轉型升級的重要一環。
在近日舉(ju) 行的2023世界機器人大會(hui) 上,眾(zhong) 多國產(chan) 工業(ye) 機器人驚豔亮相。大會(hui) 期間發布的數據顯示,近年來,我國工業(ye) 機器人產(chan) 業(ye) 規模持續壯大,2022年中國工業(ye) 機器人裝機量占全球比重超過50%,穩居全球第一大市場。一方麵,在應用上,國內(nei) “機器人+行業(ye) 應用”的場景不斷深化,製造業(ye) 機器人密度已達到每萬(wan) 名工人392台。另一方麵,在製造上,中國作為(wei) 連續多年全球工業(ye) 機器人銷量最多的國家,2022年工業(ye) 機器人產(chan) 量突破44.3萬(wan) 套,同比增長超過20%,關(guan) 鍵零部件技術水平不斷提升,部分產(chan) 品進入國際頭部企業(ye) 供應鏈體(ti) 係。
1 工人師傅有了“新夥(huo) 伴”工作更省力更便捷
走進位於(yu) 福建省泉州市永春縣東(dong) 平鎮的良瓷科技5G智慧產(chan) 業(ye) 園,偌大的生產(chan) 車間內(nei) 看不到工人的身影,取而代之的是不同功能的機器人正井然有序地注漿、施釉、裝箱碼垛、裝卸窯、搬運……
旋轉、前進、轉彎、再前進、停止,肩扛300公斤的“大力士”,沿著既定軌跡,不停地在整個(ge) 車間來回穿梭、搬運,這些看似經驗豐(feng) 富的“老搬運”,事實上是轉彎靈活、遇到阻礙還會(hui) 及時刹車的“新人”——AGV智能機器人。
公司的羅經理指著經過的機器人說:“我們(men) 生產(chan) 的衛浴產(chan) 品大多大體(ti) 積、高重量,比如馬桶,每個(ge) 重約50公斤。過去靠人工搬運,工人搬30來個(ge) 就氣喘籲籲、大汗淋漓。這些‘大家夥(huo) ’一小時搬一百來個(ge) 非常輕鬆!”
在企業(ye) 幹了十餘(yu) 年的張師傅以前做的是給陶瓷製品施釉的工作,回憶起沒有工業(ye) 機器人之前的工作場景,他忍不住抱怨:“又熱又濕的車間,粉塵漂浮,噴釉一整天下來,渾身上下都是粉,又累又難受。”而今機器人在工位上靈巧地揮舞長臂,噴頭上下左右翻飛,5層噴灑,一氣嗬成,耗時2分鍾,又幹淨又快。而張師傅和工友們(men) 隻需要根據要求在電腦上輸入相應指令即可。通過電腦屏幕,他們(men) 就可以掌握整個(ge) 車間動態,大到原料進廠、生產(chan) 過程控製等各個(ge) 環節,小到設備運行情況,每個(ge) 傳(chuan) 感器的數據都能夠實時查看。“勞動強度大、風險高的工藝環節,這些‘新夥(huo) 伴’都‘代勞’了,我們(men) 的雙手慢慢解放了,休息時間、身心健康都有了保證。”張師傅說。而羅經理則表示,除了降低了工人的勞動強度,工業(ye) 機器人還提升了工廠各項作業(ye) 的準確度:產(chan) 品不良率複合降低5%,訂單交付時效提升25%,生產(chan) 效率年均提升35%。
在泉州,像良瓷科技這樣推進工業(ye) 機器人應用已成為(wei) 製造業(ye) 內(nei) 的一股潮流。泉州的製造業(ye) 大多以勞動密集型為(wei) 主,隨著勞動力結構性短缺以及勞動力成本的急劇上升,企業(ye) 發展不得不麵對用人難的問題。近年來,泉州以工業(ye) 機器人作為(wei) 智能製造的重要抓手,通過“機器換人”實現了產(chan) 業(ye) 的轉型升級。
位於(yu) 泉州市安溪縣的八馬電商智能倉(cang) 是全球首個(ge) 智能茶倉(cang) 。當有顧客在八馬茶業(ye) 線上平台下單後,訂單會(hui) 迅速生成並傳(chuan) 送至倉(cang) 儲(chu) 管理係統,一台台AGV智能搬運機器人就快速行動起來,依據訂單中所需的茶葉種類和數量,穿越儲(chu) 茶間,分揀完成包裝的茶葉成品,然後迅速搬運出庫。“‘人找貨’升級為(wei) ‘貨找人’,整個(ge) 過程從(cong) 下單到發貨,通過使用AGV小車、運用無人駕駛機器人及機器人集群操作係統,全部實現智能化作業(ye) 和信息化管理。”八馬茶業(ye) 電商事業(ye) 部相關(guan) 負責人介紹,早在2021年初,八馬茶業(ye) 就引入全新的智能倉(cang) 儲(chu) 係統,該智能倉(cang) 共計6700平方米,所采用的三代朱雀M60C潛伏機器人可在黑燈倉(cang) 庫24小時不間斷作業(ye) ,日均處理單量最高可達13000訂單/天,準確率高達99.99%,揀選人工減少30%,大幅節省了人力和時間成本,有效提高出入庫效率、存儲(chu) 能力,更大程度保障茶葉品質的健康、安全和穩定。
2 高研發投入帶動機器人製造企業(ye) 快速發展
在遼寧省沈陽市新鬆機器人自動化股份有限公司(以下簡稱新鬆公司)的生產(chan) 車間內(nei) ,每天都上演著“機器人製造機器人”的場景。作為(wei) 國內(nei) 位居前列的機器人生產(chan) 製造企業(ye) ,新鬆公司不僅(jin) 有著數量龐大的工業(ye) 機器人“員工”,還有著品類眾(zhong) 多的工業(ye) 機器人產(chan) 品。其中,3至500千克負載的各型號工業(ye) 機器人就有30餘(yu) 種,覆蓋了工業(ye) 製造領域焊接、搬運、裝配、噴塗、研磨等全工藝環節。這些產(chan) 品不僅(jin) 在國內(nei) 取得良好銷量,還大量出口,遠銷東(dong) 南亞(ya) 、中南美等多個(ge) 國家和地區,客戶中有不少國際知名企業(ye) 。今年4月,由新鬆公司自主研發的高精度移動機器人首次亮相德國漢諾威工業(ye) 博覽會(hui) 。這款機器人主要用於(yu) 動力電池前工序車間,目前已應用於(yu) 多家新能源領域頭部企業(ye) 。
一家中國的工業(ye) 機器人製造企業(ye) 能夠在國際市場上走在前列,在10年前還是很難想象的事,過去,我國機器人市場還以海外產(chan) 品為(wei) 主,很少見到國內(nei) 品牌的身影。而如今,隨著國內(nei) 機器人製造企業(ye) 自主創新能力的不斷增強,越來越多中國工業(ye) 機器人製造品牌在國內(nei) 外市場上嶄露頭角。根據工信部發布的數據,近年來,我國機器人品牌實力不斷增強,機器人領域專(zhuan) 精特新“小巨人”企業(ye) 達273家,10家機器人企業(ye) 成長為(wei) 製造業(ye) 單項冠軍(jun) 。
國內(nei) 工業(ye) 機器人製造企業(ye) 能夠不斷發展壯大,離不開堅持不懈的自主創新。《中國機器人技術與(yu) 產(chan) 業(ye) 發展報告(2023)》顯示,近年來我國機器人技術創新持續活躍,專(zhuan) 利申請量居於(yu) 世界首位。對此,新鬆公司有關(guan) 負責人表示,成立20多年來,新鬆公司完成了800多項國家重要科技攻關(guan) ,起草並製定了20多項國家及行業(ye) 標準,擁有1300多項發明專(zhuan) 利。
自主創新,走的是一條別人沒有走過的路,注定這條路走起來並不輕鬆。重慶華數機器人有限公司是一個(ge) 成立8年就擁有200多項自主知識產(chan) 權的工業(ye) 機器人製造企業(ye) ,憑借自主創新,攻克了幾百項工業(ye) 機器人核心係統難題。該公司研發團隊有關(guan) 負責人夏亮表示,一台工業(ye) 機器人有上百個(ge) 零件,涉及關(guan) 鍵核心零部件技術以及多項關(guan) 鍵共性技術研發,技術涉及麵很廣,研發難度很大,單靠一家企業(ye) 有限的研究力量遠遠不夠。為(wei) 此,公司想到了協同創新的方法,與(yu) 其他相關(guan) 企業(ye) 以及高校和科研機構聯手,實現優(you) 勢互補、分工合作,效率大大提高。
近年來,靠著自主創新,不少中小企業(ye) 從(cong) 名不見經傳(chuan) 一躍成為(wei) 行業(ye) 翹楚。成都卡諾普機器人技術股份有限公司(以下簡稱卡諾普)是一家成立之初隻有五個(ge) 人的企業(ye) ,如今是國內(nei) 少數擁有工業(ye) 機器人全產(chan) 業(ye) 鏈的企業(ye) 之一。卡諾普副總經理鄧世海表示,公司能夠實現跨越式發展,原因就在於(yu) 高研發投入,目前已建立了一支100多人的研發團隊,這支團隊是全公司最大的部門,人數占到所有員工的三分之一。搞研發不是盲目花錢,卡諾普研發的每一款產(chan) 品都有清晰的方向。研發團隊會(hui) 將行業(ye) 需要、客戶特定需求、市場潛在需求等納入考量,讓研製的產(chan) 品不僅(jin) 在性能上貼合需求,在價(jia) 格上也不會(hui) 讓人望而卻步。
3 核心零部件“賽道”也湧現出不少“優(you) 秀選手”
一台工業(ye) 機器人由上萬(wan) 個(ge) 零部件組成,零部件尤其是核心部件的性能高低決(jue) 定著機器人是否身手敏捷,頭腦靈活。
很長一段時間以來,我國工業(ye) 機器人核心零部件一直依賴國外進口,價(jia) 格高昂不說,還讓國內(nei) 工業(ye) 機器人行業(ye) 麵臨(lin) “卡脖子”的難題。近年來,我國工業(ye) 機器人核心零部件國產(chan) 化進程不斷加速,越來越多的國內(nei) 企業(ye) 與(yu) 高校科研機構聯手,通過產(chan) 學研合作的方式,實現了運動控製器等工業(ye) 機器人核心零部件製造技術的自主可控。
關(guan) 節,是支撐人類能夠進行各類活動的重要部位。同樣的,對於(yu) 機器人來說,要想靈活精準地完成各種操作,也必須要有強大的“關(guan) 節”部件。
一個(ge) 黑色的圓形“盒子”,上麵有兩(liang) 個(ge) 對稱的圓形齒輪,這個(ge) 外觀看起來似乎很不起眼的小部件是由北京智同精密傳(chuan) 動科技有限責任公司(以下簡稱智同科技)自主研製的“機器人關(guan) 節用高精密擺線針輪減速機”。作為(wei) 工業(ye) 機器人運動的核心部件“關(guan) 節”,精密減速機是連接機器人伺服電機和執行機構的中間裝置,也是具有很高技術壁壘的產(chan) 品。別看它隻是一個(ge) 直徑15厘米左右的小部件,可成本卻占到機器人總成本的三分之一,製造起來極其複雜,此前一直被國外企業(ye) 所壟斷。智同科技通過與(yu) 北京工業(ye) 大學合作,實現了減速機的國產(chan) 替代,做到了核心技術的自主可控。
智同科技的精密減速機在精密度上堪稱在“頭發絲(si) 上繡花”:產(chan) 品精度達到了齒隙和傳(chuan) 遞誤差小於(yu) 1弧分(大約是1度的60分之一);產(chan) 品扭矩實現了從(cong) 額定150納米到4500納米全覆蓋。產(chan) 品研發單位北京智同工大智能傳(chuan) 動技術研究院院長張馳宇表示:“目前,我們(men) 的減速機已擁有40餘(yu) 款產(chan) 品,覆蓋了從(cong) 小巧的6公斤桌麵機器人到1200公斤龐然大物般的重載機器人。”
據了解,工業(ye) 機器人三大核心零部件是減速器、伺服電機和控製器,它們(men) 占據了一台工業(ye) 機器人的絕大部分利潤。目前,在這些核心零部件研發製造領域,我國已湧現出不少“優(you) 秀選手”,國產(chan) 化進程不斷加速。在江蘇省南京市江寧開發區,埃斯頓自動化集團(以下簡稱埃斯頓)是一家由生產(chan) 伺服電機起家,之後轉型到自動化核心部件和工業(ye) 機器人研發製造的國家級專(zhuan) 精特新“小巨人”企業(ye) ,掌握著伺服係統、數控係統等多項工業(ye) 機器人核心部件的生產(chan) 技術。
埃斯頓相關(guan) 負責人表示,公司自2021年以來大力推動核心零部件國產(chan) 化進程,目前自產(chan) 的零部件已基本滿足公司機器人產(chan) 品的生產(chan) 製造需求。同時,公司還建立了從(cong) 核心零部件到機器人本體(ti) 再到係統集成的產(chan) 業(ye) 生態鏈。因為(wei) 機器人是一個(ge) 非常依賴各功能部件相互配合的產(chan) 品,疏於(yu) 把控任何一個(ge) 核心控製功能部件都會(hui) 最終影響機器人產(chan) 品,因此,擁有自己獨有的上下遊技術,不僅(jin) 使企業(ye) 在成本、質量上有了競爭(zheng) 優(you) 勢,還能在技術和應用上產(chan) 生協同效應。
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