機器人行業(yè)被譽為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。特別是工業(yè)機器人，作為智能時代工業(yè)生產(chǎn)的重要生產(chǎn)資料，是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要一環(huán)。
在近日舉行的2023世界機器人大會上，眾多國產(chǎn)工業(yè)機器人驚艷亮相。大會期間發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，近年來，我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)壯大，2022年中國工業(yè)機器人裝機量占全球比重超過50%，穩(wěn)居全球第一大市場。一方面，在應(yīng)用上，國內(nèi)“機器人+行業(yè)應(yīng)用”的場景不斷深化，制造業(yè)機器人密度已達(dá)到每萬名工人392臺。另一方面，在制造上，中國作為連續(xù)多年全球工業(yè)機器人銷量最多的國家，2022年工業(yè)機器人產(chǎn)量突破44.3萬套，同比增長超過20%，關(guān)鍵零部件技術(shù)水平不斷提升，部分產(chǎn)品進入國際頭部企業(yè)供應(yīng)鏈體系。
1 工人師傅有了“新伙伴”工作更省力更便捷
(資料圖片僅供參考)
走進位于福建省泉州市永春縣東平鎮(zhèn)的良瓷科技5G智慧產(chǎn)業(yè)園，偌大的生產(chǎn)車間內(nèi)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(zhuǎn)、前進、轉(zhuǎn)彎、再前進、停止，肩扛300公斤的“大力士”，沿著既定軌跡，不停地在整個車間來回穿梭、搬運，這些看似經(jīng)驗豐富的“老搬運”，事實上是轉(zhuǎn)彎靈活、遇到阻礙還會及時剎車的“新人”——AGV智能機器人。
公司的羅經(jīng)理指著經(jīng)過的機器人說：“我們生產(chǎn)的衛(wèi)浴產(chǎn)品大多大體積、高重量，比如馬桶，每個重約50公斤。過去靠人工搬運，工人搬30來個就氣喘吁吁、大汗淋漓。這些‘大家伙’一小時搬一百來個非常輕松！”
在企業(yè)干了十余年的張師傅以前做的是給陶瓷制品施釉的工作，回憶起沒有工業(yè)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?！倍駲C器人在工位上靈巧地?fù)]舞長臂，噴頭上下左右翻飛，5層噴灑，一氣呵成，耗時2分鐘，又干凈又快。而張師傅和工友們只需要根據(jù)要求在電腦上輸入相應(yīng)指令即可。通過電腦屏幕，他們就可以掌握整個車間動態(tài)，大到原料進廠、生產(chǎn)過程控制等各個環(huán)節(jié)，小到設(shè)備運行情況，每個傳感器的數(shù)據(jù)都能夠?qū)崟r查看?！皠趧訌姸却?、風(fēng)險高的工藝環(huán)節(jié)，這些‘新伙伴’都‘代勞’了，我們的雙手慢慢解放了，休息時間、身心健康都有了保證。”張師傅說。而羅經(jīng)理則表示，除了降低了工人的勞動強度，工業(yè)機器人還提升了工廠各項作業(yè)的準(zhǔn)確度：產(chǎn)品不良率復(fù)合降低5%，訂單交付時效提升25%，生產(chǎn)效率年均提升35%。
在泉州，像良瓷科技這樣推進工業(yè)機器人應(yīng)用已成為制造業(yè)內(nèi)的一股潮流。泉州的制造業(yè)大多以勞動密集型為主，隨著勞動力結(jié)構(gòu)性短缺以及勞動力成本的急劇上升，企業(yè)發(fā)展不得不面對用人難的問題。近年來，泉州以工業(yè)機器人作為智能制造的重要抓手，通過“機器換人”實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。
位于泉州市安溪縣的八馬電商智能倉是全球首個智能茶倉。當(dāng)有顧客在八馬茶業(yè)線上平臺下單后，訂單會迅速生成并傳送至倉儲管理系統(tǒng)，一臺臺AGV智能搬運機器人就快速行動起來，依據(jù)訂單中所需的茶葉種類和數(shù)量，穿越儲茶間，分揀完成包裝的茶葉成品，然后迅速搬運出庫?！啊苏邑洝墳椤浾胰恕麄€過程從下單到發(fā)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系統(tǒng)，全部實現(xiàn)智能化作業(yè)和信息化管理?！卑笋R茶業(yè)電商事業(yè)部相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，早在2021年初，八馬茶業(yè)就引入全新的智能倉儲系統(tǒng)，該智能倉共計6700平方米，所采用的三代朱雀M60C潛伏機器人可在黑燈倉庫24小時不間斷作業(yè)，日均處理單量最高可達(dá)13000訂單/天，準(zhǔn)確率高達(dá)99.99%，揀選人工減少30%，大幅節(jié)省了人力和時間成本，有效提高出入庫效率、存儲能力，更大程度保障茶葉品質(zhì)的健康、安全和穩(wěn)定。
2 高研發(fā)投入帶動機器人制造企業(yè)快速發(fā)展
在遼寧省沈陽市新松機器人自動化股份有限公司(以下簡稱新松公司)的生產(chǎn)車間內(nèi)，每天都上演著“機器人制造機器人”的場景。作為國內(nèi)位居前列的機器人生產(chǎn)制造企業(yè)，新松公司不僅有著數(shù)量龐大的工業(yè)機器人“員工”，還有著品類眾多的工業(yè)機器人產(chǎn)品。其中，3至500千克負(fù)載的各型號工業(yè)機器人就有30余種，覆蓋了工業(yè)制造領(lǐng)域焊接、搬運、裝配、噴涂、研磨等全工藝環(huán)節(jié)。這些產(chǎn)品不僅在國內(nèi)取得良好銷量，還大量出口，遠(yuǎn)銷東南亞、中南美等多個國家和地區(qū)，客戶中有不少國際知名企業(yè)。今年4月，由新松公司自主研發(fā)的高精度移動機器人首次亮相德國漢諾威工業(yè)博覽會。這款機器人主要用于動力電池前工序車間，目前已應(yīng)用于多家新能源領(lǐng)域頭部企業(yè)。
一家中國的工業(yè)機器人制造企業(yè)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(chǎn)品為主，很少見到國內(nèi)品牌的身影。而如今，隨著國內(nèi)機器人制造企業(yè)自主創(chuàng)新能力的不斷增強，越來越多中國工業(yè)機器人制造品牌在國內(nèi)外市場上嶄露頭角。根據(jù)工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)，近年來，我國機器人品牌實力不斷增強，機器人領(lǐng)域?qū)＞匦隆靶【奕恕逼髽I(yè)達(dá)273家，10家機器人企業(yè)成長為制造業(yè)單項冠軍。
國內(nèi)工業(yè)機器人制造企業(yè)能夠不斷發(fā)展壯大，離不開堅持不懈的自主創(chuàng)新?！吨袊鴻C器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2023)》顯示，近年來我國機器人技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)活躍，專利申請量居于世界首位。對此，新松公司有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，成立20多年來，新松公司完成了800多項國家重要科技攻關(guān)，起草并制定了20多項國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，擁有1300多項發(fā)明專利。
自主創(chuàng)新，走的是一條別人沒有走過的路，注定這條路走起來并不輕松。重慶華數(shù)機器人有限公司是一個成立8年就擁有200多項自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機器人制造企業(yè)，憑借自主創(chuàng)新，攻克了幾百項工業(yè)機器人核心系統(tǒng)難題。該公司研發(fā)團隊有關(guān)負(fù)責(zé)人夏亮表示，一臺工業(yè)機器人有上百個零件，涉及關(guān)鍵核心零部件技術(shù)以及多項關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)，技術(shù)涉及面很廣，研發(fā)難度很大，單靠一家企業(yè)有限的研究力量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為此，公司想到了協(xié)同創(chuàng)新的方法，與其他相關(guān)企業(yè)以及高校和科研機構(gòu)聯(lián)手，實現(xiàn)優(yōu)勢互補、分工合作，效率大大提高。
近年來，靠著自主創(chuàng)新，不少中小企業(yè)從名不見經(jīng)傳一躍成為行業(yè)翹楚。成都卡諾普機器人技術(shù)股份有限公司(以下簡稱卡諾普)是一家成立之初只有五個人的企業(yè)，如今是國內(nèi)少數(shù)擁有工業(yè)機器人全產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)之一?？ㄖZ普副總經(jīng)理鄧世海表示，公司能夠?qū)崿F(xiàn)跨越式發(fā)展，原因就在于高研發(fā)投入，目前已建立了一支100多人的研發(fā)團隊，這支團隊是全公司最大的部門，人數(shù)占到所有員工的三分之一。搞研發(fā)不是盲目花錢，卡諾普研發(fā)的每一款產(chǎn)品都有清晰的方向。研發(fā)團隊會將行業(yè)需要、客戶特定需求、市場潛在需求等納入考量，讓研制的產(chǎn)品不僅在性能上貼合需求，在價格上也不會讓人望而卻步。
3 核心零部件“賽道”也涌現(xiàn)出不少“優(yōu)秀選手”
一臺工業(yè)機器人由上萬個零部件組成，零部件尤其是核心部件的性能高低決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(yè)機器人核心零部件一直依賴國外進口，價格高昂不說，還讓國內(nèi)工業(yè)機器人行業(yè)面臨“卡脖子”的難題。近年來，我國工業(yè)機器人核心零部件國產(chǎn)化進程不斷加速，越來越多的國內(nèi)企業(yè)與高?？蒲袡C構(gòu)聯(lián)手，通過產(chǎn)學(xué)研合作的方式，實現(xiàn)了運動控制器等工業(yè)機器人核心零部件制造技術(shù)的自主可控。
關(guān)節(jié)，是支撐人類能夠進行各類活動的重要部位。同樣的，對于機器人來說，要想靈活精準(zhǔn)地完成各種操作，也必須要有強大的“關(guān)節(jié)”部件。
一個黑色的圓形“盒子”，上面有兩個對稱的圓形齒輪，這個外觀看起來似乎很不起眼的小部件是由北京智同精密傳動科技有限責(zé)任公司(以下簡稱智同科技)自主研制的“機器人關(guān)節(jié)用高精密擺線針輪減速機”。作為工業(yè)機器人運動的核心部件“關(guān)節(jié)”，精密減速機是連接機器人伺服電機和執(zhí)行機構(gòu)的中間裝置，也是具有很高技術(shù)壁壘的產(chǎn)品。別看它只是一個直徑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，制造起來極其復(fù)雜，此前一直被國外企業(yè)所壟斷。智同科技通過與北京工業(yè)大學(xué)合作，實現(xiàn)了減速機的國產(chǎn)替代，做到了核心技術(shù)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(fā)絲上繡花”：產(chǎn)品精度達(dá)到了齒隙和傳遞誤差小于1弧分(大約是1度的60分之一)；產(chǎn)品扭矩實現(xiàn)了從額定150納米到4500納米全覆蓋。產(chǎn)品研發(fā)單位北京智同工大智能傳動技術(shù)研究院院長張馳宇表示：“目前，我們的減速機已擁有40余款產(chǎn)品，覆蓋了從小巧的6公斤桌面機器人到1200公斤龐然大物般的重載機器人。”
據(jù)了解，工業(yè)機器人三大核心零部件是減速器、伺服電機和控制器，它們占據(jù)了一臺工業(yè)機器人的絕大部分利潤。目前，在這些核心零部件研發(fā)制造領(lǐng)域，我國已涌現(xiàn)出不少“優(yōu)秀選手”，國產(chǎn)化進程不斷加速。在江蘇省南京市江寧開發(fā)區(qū)，埃斯頓自動化集團(以下簡稱埃斯頓)是一家由生產(chǎn)伺服電機起家，之后轉(zhuǎn)型到自動化核心部件和工業(yè)機器人研發(fā)制造的國家級專精特新“小巨人”企業(yè)，掌握著伺服系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等多項工業(yè)機器人核心部件的生產(chǎn)技術(shù)。
埃斯頓相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，公司自2021年以來大力推動核心零部件國產(chǎn)化進程，目前自產(chǎn)的零部件已基本滿足公司機器人產(chǎn)品的生產(chǎn)制造需求。同時，公司還建立了從核心零部件到機器人本體再到系統(tǒng)集成的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。因為機器人是一個非常依賴各功能部件相互配合的產(chǎn)品，疏于把控任何一個核心控制功能部件都會最終影響機器人產(chǎn)品，因此，擁有自己獨有的上下游技術(shù)，不僅使企業(yè)在成本、質(zhì)量上有了競爭優(yōu)勢，還能在技術(shù)和應(yīng)用上產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。
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