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国内部分城市发展机器人产业先进经验

时间:2023-10-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:国内部分城市发展机器人产业先进经验一、国内机器人产业发展概况我国机器人研究开始于20世纪70年代,与发达国家相比起步稍晚。目前,国内市场上已有5万台左右工业机器人在服役,占全球总量的4.5%,保有量排亚洲第三,位居日、韩之后,市场需求增速位列全球第一。沈阳、深圳、唐山和上海等城市在机器人产业发展方面的先进经验值得借鉴。

国内部分城市发展机器人产业先进经验

一、国内机器人产业发展概况

我国机器人研究开始于20世纪70年代,与发达国家相比起步稍晚。以“七五”科技攻关为契机,特别是在国家“863”计划的支持下,经过十几年的研制、生产和应用,中国机器人产业从无到有,由弱变强,实现了跨越式发展。

我国工业机器人市场主要集中在航空航天、汽车、汽车零部件、摩托车、电器、工程机械、石油化工、电力等行业。目前,国内市场上已有5万台左右工业机器人在服役,占全球总量的4.5%,保有量排亚洲第三,位居日、韩之后,市场需求增速位列全球第一。

随着我国产业结构不断调整升级,全球制造业中心向中国转移,我国的机器人市场将会进一步扩大。有统计显示,2004年以来,国内机器人市场年平均增长率达到40%以上;2011年增长率达到51%,机器人新安装量达到23000台。国际机器人联合会预测,中国将成为全球最大的机器人市场。显然,我国机器人市场潜力巨大,有很大的发展空间和前景。

目前,机器人的最大效能还是在工业生产方面,用机器人逐渐替代熟练技术工人,降低成本,提高劳动效率。随着我国制造业的发展,特别是作为工业机器人主要应用领域的汽车及汽车零部件制造业的发展,工业机器人的装配量将会快速增长。

二、国内部分城市机器人产业现状

近年来,我国在医疗、水下、空间、核领域等特殊机器人研发方面取得了一定的成果,成功开发和实施了一批机器人产品及应用工程。目前,我国从事机器人研发的单位有200多家,专业从事机器人产业开发生产的达50家以上,涌现出以沈阳新松机器人自动化股份有限公司为龙头的一批机器人开发企业。沈阳、深圳、唐山和上海等城市在机器人产业发展方面的先进经验值得借鉴。

1.沈阳市

《沈阳市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中明确提出,培育数控机器人等一批千亿元产业集群,形成以先进装备制造业等7个战略性新兴产业为先导、先进装备制造业为主体、传统优势产业优化升级的工业发展新格局。

沈阳市是我国开展工业机器人研究和制造最早的城市,拥有中国科学院沈阳自动化研究所、沈阳新松机器人自动化股份有限公司等机器人研究机构和企业,机器人产业实力雄厚。沈阳市机器人产业的发展充分发挥高新技术企业和在沈高校、科研机构的资源优势,坚持技术引进和自主研发相结合,注重引进、消化和吸收国际先进技术,抢占产业技术的制高点。

中国科学院沈阳自动化研究所成立于1958年。设有机器人学重点实验室和先进制造技术重点实验室。中国科学院沈阳自动化研究所从上世纪七十年代起追踪世界自动化前沿技术,在我国率先开创了机器人研究新领域,并在机器人、工业自动化、电视跟踪与测量三个方面形成了自身优势。现已进入科学院首批知识创新工程试点单位,建立先进制造技术研究发展基地。自动化研究所在基础研究、高技术攻关和工程应用产业化三个层次上部署了前沿探索性创新课题及国家自然科学基金项目、国家攻关和863计划项目以及国家军工项目,实施了大量应用工程并正式成立新松机器人与自动化股份有限公司。

沈阳新松机器人公司的创新之路并不是完全的摒弃外力。在成立之初,新松曾与国际知名的机器人企业日本安川公司合作,以此开始了艰难的高技术产业化探索之路。这一举措帮助企业完成了从科研技术成果到市场应用的蜕变,也因此积累了大量的技术及市场经验。

此后,凭借中科院沈阳自动化所在机器人技术领域的强大积累,开发出了国内唯一拥有自主知识产权,具有多导航方式、多运行方式、多移载方式的AGV(移动机器人)系列产品。为使AGV产品走向世界,并保持其技术与世界水平同步发展,新松机器人与世界著名的AGV控制器生产厂家NDC全面实现了平等与双向合作,开发出了世界领先水平的激光导引技术,同时将企业特有的自动跟踪技术和全方位AGV产品通过NDC渠道推向国际市场。

为了进一步增强创新能力,整合各种优势资源,新松在美国建立了中美超限制造与自动化联合研究中心。正是依靠这样开放式的创新平台,企业的行业地位和创新实力才能不断获得加强。从国内首台装备用真空机器人,到第二代服务机器人,实现了升级换代和系列化移动机器人。依靠自主创新,沈阳新松在高端机器人产品及新技术的研发上接连取得突破,洁净机器人就是其中一例。洁净机器人是公司承担的国家重点新产品计划立项项目。洁净机器人是指在环境洁净度较高,甚至是真空环境下工作的机器人。这种机器人的技术难度较高,对材料、润滑、控制以及可靠性的要求高,价格也较贵。目前洁净机器人主要应用于生化制药、太阳能芯片制造、IC等行业,不同于常规环境下的一般工业机器人,新松是国内唯一制造这种机器人的企业。

新松公司着眼于全国化的战略布局,在北京、上海、杭州、深圳及沈阳设立五家控股子公司,在广州和济南设有机器人国家工程中心分中心。沈阳新松智慧园与杭州新松高端装备园也相继投入使用,形成南北两大数字化高端装备制造产业基地。

2.深圳市

深圳市地处珠三角,既毗邻香港国际市场,同时又是国内多层次资本市场中心。高新技术领域的电子信息、新材料、生物技术和光电一体化四大拳头产业形成规模,发展机器人产业从技术引进、产品销售到企业融资、产业链整合都具有特殊的市场优势。

深圳积聚了机器人技术优势资源和创新能力基础,拥有良好的产业配套能力,聚集了一批从事机器人研发制造的科研院所和科技企业,为机器人产业提供了优越的发展条件。2012年,深圳市政府公布了《深圳市科学技术发展“十二五”规划》(简称《规划》)。《规划》认为,服务机器人产业将迎来爆发式增长,深圳要把握此先机,鼓励服务机器人相关技术与产品在教育、家电、安防、通讯、玩具、医疗等行业的应用,引领珠三角机器人行业的发展。《规划》提出,争取2013年前制定完成服务机器人的行业标准,使深圳成为我国服务机器人主要生产基地,服务机器人产业成为新的经济增长点。

《规划》认为深圳在家庭服务机器人、医疗康复与手术辅助机器人、实时通讯机器人等方向上能够有所作为。开发具有安全监控、便捷服务、节能控制、健康服务、家庭护理及舒适管理服务等功能的家庭服务机器人。《规划》提出,争取2015年在全市小区推广家庭服务机器人,实现全市各社区的全方位、立体化、联网安放,同时构建全市范围的家庭物联网。

深圳的机器人研发和制造布局较早。中国科学院深圳先进技术研究院作为落户深圳的首个国家级科研机构,拥有雄厚的研发实力。机器人是其最重要的研究和产业化方向之一,在该院下设的13个研究中心中,人机交互、智能仿生、集成电子、智能传感、认知技术等5大中心和实验室均为机器人制造提供智力支持,致力于打造具有自主知识产权的机器人产业。国家级的先进技术研究院的技术支撑,增强了深圳技术企业的研发实力。这为深圳企业开拓机器人市场提供了一个模板,即联手科研院校,补长企业技术短板。

但是,机器人技术作为先进技术集成的典型新工业代表,涉及计算机、人工智能、自动控制、传感和无线通信、精密机械、光机电一体化、仿生等众多学科领域,仅仅依靠一家研究机构来支撑产业发展是远远不够的,这需要整合国内外更多不同的研发资源,共同发展。通过政府、企业和科研机构联合发力,只有这样,深圳企业才会获得创新发展的长足动力。

2009年3月,国内首个机器人产业协会在深圳成立,银星智能、深圳大学等50多家从事机器人及相关产业的企事业单位成为会员,中科院深圳先进技术研究院作为协会理事长单位,汇集了70余名海内外机器人技术专家学者。其中,中国机械及自动化专家、中国工程院院士徐扬生就是国际著名的机器人专家。目前,仅深圳市机器人协会就有63家专业的机器人企业,2011年产值达160亿元,这些企业平均年增速为50%至60%。

2012年4月,深圳市36家企业、高校、研究及投资机构共同成立机器人产学研资联盟,组织形式多样的共性技术攻关、提供资源共享、实施技术转移和促进人才交流。目前,深圳与机器人技术相关的信息、家电、通讯、装备制造业等产品规模已达3000多亿元。

3.唐山市

唐山市将机器人产业定为战略重点产业,十分重视机器人的技术研发和扶持发展,明确提出了要重点在高速动车组、机器人、循环经济等六大领域,加大创新工作力度,努力寻求新的突破。唐山高新区专门成立了推进机器人产业化领导小组,抓机器人产业化各项工作落实。

唐山市机器人产业发展基础较好,初步形成集聚发展态势。唐山高新区以重点企业为依托,全力推进机器人产业基地建设。产业园区已经形成了产业聚集,由原来单一的焊接机器人系统生产,扩展到集机器人研发、生产和销售为一体的产业集群,产品涉及焊接、切割、矿用抢险探测、管道探伤和高空清洗、医用、电力巡线等近10个领域。

2009年,我国首台矿用抢险探测机器人在唐山市研制成功,中国由此成为继美国之后第二个掌握此项技术的国家。目前,唐山市高新区已有6种机器人实现或具备产业化生产条件。唐山松下和开元集团研发生产的焊接机器人及其系统,在行业内无论是技术还是市场占有率均处于领先位置。生产用于轿车、卧车等领域的薄板焊接机器人系统和工程机械、煤矿机械等领域的厚板机器人系统,2009年分别实现销售收入1.17亿元和1.1亿元。总投资3亿元,占地5.1万平方米,建筑面积5.9万平方米的开元焊接机器人及自动焊接装备项目已经开工建设;开诚集团研发生产的第三代矿用抢险探测机器人,获得了世界同行业产品的第一个安标证书,技术己经成熟,具备了大规模产业化的基础。开诚集团矿用抢险探测机器人项目一期工程占地19.2亩,建筑面积1.3万平方米已开工建设,标志着产业化进程的开始。天工数控研发生产的大厦清洗机器人,包括外壳清洗、内穹顶清扫、外部水池清洗三种机器人,已与国家大剧院签订了清洗协议;与中国电力科学研究院合作研发的电力行业用的架空输电线路巡线、除冰机器人正在试验室进行测试;研发的医疗康复类的手术机器人己出样机,CT引导穿刺机器人已进入动物实验阶段;这些机器人已经形成比较完善的核心技术体系,机器人的控制软件、控制系统硬件和主要功能部件,全部采用自行研制的专用平台。通博公司研发生产的用于石化、冶金等管道和罐体无损检测机器人,已经成功应用于西气东输、川气东输等国家重点能源工程,市场占有率高达80%。特别是部分机器人的核心技术,拥有完全自主知识产权,处于国内领先水平,具备进一步产业化的要求。

2012年,唐山市机器人产业基地正式通过国家科技部认定,成为国家火炬特色产业基地。唐山市未来五年,将以开诚电控、唐山开元、唐山松下等重点企业为依托,加快推进矿用抢险探测机器人、中厚板焊接机器人、薄板通用焊接机器人等重点产品的研发制造与产业化,力争到2015年形成核心专利100项,建成年产值超过200亿元的全国最大专用机器人生产基地。唐山市机器人产业发展规划称,到2015年,该市高新区将形成核心专利100项,建成年产值超过200亿元、我国最大的机器人生产基地。

4.上海市

上海正加快机器人产业布局,加紧聚焦智能制造等15个专项工程,并将陆续发布专项发展规划。计划到2015年上海机器人产业产值力争达到200亿元,2020年达到600亿至800亿元,占全国50%以上份额。

目前,上海已成为国内最大机器人产业集聚区,ABB、发那科、库卡、安川等机器人巨头均已在上海设有总部或基地,国内机器人领军企业——沈阳新松在上海设有子公司,本地企业上海沃迪自动化装备公司在搬运码垛机器人领域国内领先。同时,上海交大、上海大学、上海电气中央研究院等长期从事相关研究,为产业发展积蓄能量。

未来上海将立足机器人产业化和示范应用两个环节,聚焦工业机器人、服务机器人领域,壮大发展机器人本体研发制造,突破精密减速器、伺服电机及驱动器、控制系统等三大核心功能部件,拓展机器人系统集成应用,使上海成为我国最大产业机器人基地、机器人核心技术研发中心、高端制造中心、分服务中心和应用中心。

宝钢集团、上海电气等企业集团也正积极研究介入机器人产业。从布局来看,浦东和宝山有望成为国内最重要的机器人产业园区。

三、国内部分城市机器人产业发展先进经验

机器人产业是极具发展潜力的高端制造业,是高技术、高附加值、高竞争力的新型战略产业。分析国内部分城市发展机器人产业的情况,主要有以下一些经验:

(1)制定明确的发展规划,将机器人产业作为全市重点发展的产业,发挥了重点产业规划的导向作用和约束作用。如:沈阳市从工业发展新格局的角度出发,提出培育数控机器人等千亿元产业集群;深圳市将服务机器人产业发展定位为新的经济增长点;上海市也将出台机器人产业发展专项规划。

(2)注重发挥本地机器人科研及产业化的优势,并依靠本土优势资源和优惠条件,吸引国内外机器人研发机构、人才团队等创新资源聚集,以提高城市的原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新的能力。如:上海集聚了ABB等世界四大机器人公司,这些公司的产品占据国内80%的机器人市场。

(3)充分引导和发挥企业的主体作用,加强企业、高校、科研院所和投资机构之间的联系,促进产学研资合作;由政府牵头推动科技创新联盟的建设,推动了机器人的技术研发和推广应用。如:深圳成立了国内首个机器人产业协会,组建了机器人产学研资联盟。

(4)积极推动建设机器人技术研发创新平台,缩短了机器人新技术转化和产业化进程。如:沈阳市新松公司在美国建立了中美超限制造与自动化联合研究中心。

(5)建设机器人产业基地。建立集机器人研究开发、集约化配套生产、社会化销售服务为一体的机器人产业化基地。积极引进国内外成熟的机器人生产企业,建设具有较高自主研发能力和较强产业优势的机器人自动化装备产业基地,形成机器人核心产业聚集区。

参考文献

[1]原魁.工业机器人发展现状与趋势[J] .机器人技术与应用,2007(1):34-38.

[2]李宇剑,巢明.我国工业机器人产业现状与发展战略探讨[J] .制造业自动化,2010(12):106-108.

[3]徐方.发展我国工业机器人产业的思考[J] .机器人技术与应用,2010(5):5-6.

编写:初志勇 王淑玲

编审:谭思明 管 泉

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