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      助力中國智能制造 機器人和人融合將成發展趨勢

      時間:2015/12/9 15:40:37 來源:產業投資處 【

      在2015世界機器人大會上,中國工程院院士王天然主要就中國對機器人的需求,以及目前的狀態和機器人發展提出了建議。

        據統計,從2000年到2013年,十三年期間中國進口機器人增長100萬臺,最近幾年增長的發展勢頭非?,切實的反映出中國對機器人的需求。

        制造業轉型與升級的必然選擇

        王天然指出,中國需求機器人是社會發展的一個階段正常的、必然的結果。當前經濟學的變化是勞動者的工資快速上升,勞動力短缺。有的地方直截了當地提出來用機器換人,機器人是首當其沖的。通過這些年快速的發展,中國制造業的產值已經很高,但是質量、效益、水平都比較低,跟發達國家還有很大的差距。所以如果中國要想實現制造業的轉型與升級,提高效率是一個重要的內容,這當中最有智能化的、能夠靈活的機器人設備會發揮巨大的作用。 

        目前,中國機器人應用也很不平衡。從地域來看,主要是集中在東南沿海地區,隨著經濟的發展必然向其他區域過渡。從應用領域來說也很不平衡,首先是汽車和電子行業,其他領域應用的比較少,現在發現很多其他領域也有需求。另外,我國先進制造的發展方向是智能制造,而機器人是智能制造當中的一個支撐設備,我國必然的要借助技術進步的力量來發展自己的制造業。最近這些年以來,我國對服務機器人的需求快速增長。從國家來說,需要科學考察的機器人,對醫生來講需要醫療輔助機器人。在國家鼓勵政策支持下,會不斷爆發新的機器人,來滿足市場需求。面對這樣一個需求的形式,如何把產業技術提高上去,使產品和產業更好的在中國制造大潮當中發揮作用是主要任務。 

        機器人發展取得一定成果 

        王天然指出,現在機器人已經取得了一定的成果。中國從上個世紀70年代開始進行機器人研究,很多單位參加機器人的研究,而且取得了不少科研成果,其中有些科研成果已經成功的應用。比方說,現在科考機器人到南極進行過科學考察,水下機器人對大洋深處的海底觀察,移動機器人在救災和反恐防爆的應用,旋翼無人機在國家電網的檢查當中也發揮了作用。

        中國科學院沈陽自動化研究所也是最早開展機器人研究的單位之一。而哈爾濱工業大學在國內的機器人研究有悠久的歷史,技術在很多單位也有應用,在航天領域的應用是非常成功的。應該說,相當多的單位都研究出在工業上應用的機器人,各種各樣的機器人,很多已經在實踐中應用。

        國際機器人聯合會對中國機器人有一個分析,指出中國機器人產業創新比較弱,中國的機器人產業相對比較小,競爭力比較差,中國的工業對于機器人產業發展支持能力比較弱。

        王天然指出,通過這些年的努力,中國已經基本掌握了工業機器人設計技術并積累了工業機器人應用經驗,F在機器人產業在發展當中,迅速成長出很多機器人公司。雖然這些公司現在還沒有找清楚自己的發展方向,但是它為將來中國的機器人產業奠定了基礎。有一些公司已經在市場當中找到了自己的發展方向,實現了良性的循環。

        最近幾年,中國機器人的自給產能無論數量還是產值都有所增長,但是所占份額很小。而且我國的應用領域雖然開拓了許多新領域,但是所做的工作技術上來看多數都是做搬運的,所以還有很大的發展和提升空間。

        智能制造對機器人發展的新要求

        為了使中國的機器人產業健康發展,國家發改委、工信部、科技部、標準化管理委員會、國家產品質量監督與檢測檢疫總局,都支持這項事業的發展。行業方面也相繼成立了一些組織,包括中國機器人產業聯盟等等。

        在這種形勢下,我國企業要努力壯大自己,傳統的就是要擴展新的應用領域和提高自己的產品水平。另外。企業應看清新發展方向,增加創新,抓住機遇,發展自己,因為新需求會產生新的技術與生新的機器人。

        王天然指出,制造業向智能制造發展已經是共識,智能制造向現有機器人提出了新要求,并不是現在的機器人就能夠滿足現代的智能制造要求,更不能滿足往前看的智能制造要求。另外,技術進步特別是信息技術進步,為機器人進步提供了支持和保證。同時,學科交叉也給機器人發展提供了機會。

        當前,由于產品的生命周期越來越短,用戶的個性化制造要求越來越強烈,給機器人提出了新要求,F在電子產品的生命周期只有兩年,為了生產新產品更換生產線要100天、200天是不能忍受的。汽車生命周期已經由五年縮短至三年。為適應新產品的生產,更換生產線,希望能以天計,最好能在幾天之內完成,這樣就需要靈活、快速的生產單元,這對機器人提出了新要求,F在的機器人要改變現有的生產方式,要能夠迅速進入新的生產當中。 

        機器人進入新的移動系統中,不僅和機器相聯系,不僅是和控制系統相結合,現在信息系統包括網絡系統不斷地影響和進入到機器人生產系統中,如何將這些系統迅速連接在一起也是當前要解決的一個問題。

        機器人和人融合將成發展趨勢

        王天然指出,智能制造的發展要求機器人和人的關系要發生改變,F在的機器人和在汽車行業上的應用順風順水,用的很成功。即使是現在造船、飛機行業,這些企業的零部件都是用高精度的生產系統加工出來的,但是在裝配的時候,相當多的情況下需要人類親歷親為。所以十分需要機器人,但目前機器人仍不能滿足需求。此外,勞動密集型產業也希望用機器替換這些人,替換結果發現并不是所有的勞動密集型產業,現在的機器人就能簡單替代的,F在的機器人在很多場合并不能滿足于要求。

        產業發展面臨著一種選擇,要么做全自動化的生產線,要么就設計一個手工作坊。人和機器人合在一起,有人提出混合自動化,可能是很合理、很高效的生產方式,這就要求機器人和人融合。所謂的與人共融,就是能在同一自然空間里工作,能夠緊密地協調,能夠自主的提高自己的技能,能夠自然的交互,同時要保證安全。實現這樣的與人共融的機器人,人與機器人的關系就會改變,是一種朋友關系,可以相互理解、相互感知、相互幫助。 

        要做與人共融的機器人就把人的符號化能力、學習能力、預見能力、自我調節能力、邏輯推理能力與機器的精準、力量、重復能力、作業時間、環境耐受力結合在一起。將來可能在生物電信號的解析,生物反饋控制人機協調和本體結構設計,在更遠的未來在分子尺度上人與機器人共融。

        他指出,機器人是智能制造的支撐設備,必將助力中國的智能制造發展,滿足中國的民生需求。與人共融是下一代機器人的本質特征。各個學科的交叉結合將為機器人帶來新的發展機會。所以我們應該關心它、抓住它為我們服務。

        ●相關報道① 

        改變社會與人類的活動 

        ——機器人的現在與前景廣闊的未來 

        在2015世界機器人大會主論壇上,日本科學技術振興機構主席顧問MichiharuNakamura發表了題為《機器人的現在與未來》的主題演講。 

        MichiharuNakamura指出,機器人的發展不斷地改變著社會與人類的活動,也橫跨了工業、醫療、災難救助、物流、自動駕駛以及其他各個領域。 

        日本的機器人在Edo時代發揮的重要作用,并且它不斷地服務于富有人群,后來慢慢在大眾中變得越來越受歡迎。日本有豐富的機器人發展的歷史,差不多超過了半個世紀。 

        在美國也可以看到很多類似公司。并且也看到了第一個工業機器人的發明,后來在日本看到了第一個工業機器人,在機器人的制造業行業以及在半導體、集裝箱中也呼喚使用機器人,后來出現了日立的第一個焊接線路機器人。機器人研發方面在日本有豐富的歷史,在索尼的AIBO系列中使用了家族機器人。后來越來越多與人類進行互動,并且不斷地挑戰自我,經過精準的控制模型,通過與人機互動技術方面的發展,比如語音識別的發展推動。機器人發展的第三個技術浪潮是機器人實現更多豐富的服務給我們帶來了更多社會意義和挑戰。比如說機器人真空吸塵器,像其他的機器人,F在我們已經看到了在機器人行業的發展,向社會更豐富的領域介入。在2020年東京奧運會,日本將展示出新的技術,在社會當中機器人將成為最主要的一個主題。 

        在日本,最早的工業機器人是在1969年的Kawasaki-unimate,這是用于大規模生產在集裝線上做焊接的機器,可以實現汽車生產的連續性、質量和準確性,也是在集裝線當中得到廣泛應用,現在保管在東京博利博物館。如日本早期的自動化焊接設施,其中包含50多個并聯焊接單元,并且可以使用一些當時非常高精端的技術使用。機器人越來越嵌入到制造行業當中,并實現了前所未有的制造中的可靠性替代了很多的人力。 

        預估全世界范圍內年均工業機器人的供應,它的增長非?焖。根據IFR報告,2014年機器人銷售增長29%,達到22.9261萬臺,日本作為機器人開發和生產大國,但是由于中國以及其他的一些新興發展中國家的增長,這些行業的制造業逐漸地開始向中國或者其他的發展中國家轉移。對于電子行業仍然是作為工業機器人使用當中最主要的一個行業。 

        在成功發明工業機器人之后,日本也有其他機器人的應用,比如服務機器人甚至寵物機器人,并且現在建立一些類人形機器人。它們有更好的控制技術,當然這個技術并不是特別復雜和精密,在這個技術當中我們追求與人類的互動,并且能夠實現人工智能,還有機械方面的控制性。 

        對于Cyborg類型的機器人是一種新的趨勢,通過人類大腦的仿真方式,可以看到它作為人類大腦進行一種外骨骼延伸,這種應用有越來越多的發展,并且有一些系統可以使用這種非常重的材料,幫助人們進行復健,一些醫療中心中使用很多,并且其中的一些人機互動非常發達,幫助實現人機互動和人類復健,F在德國機器人復健系統已經被醫保覆蓋。 

        MichiharuNakamura指出,在商業方面,在一些新的機器人發展當中,包括真空吸塵器等,在20年的改革之后,自從上世紀80年代之后,人類已經形成了先進機器人的一個新時代。 

        在這樣的背景下,日本政府最近啟動了新的戰略,這一舉措是為能夠實現21世紀機器人革命,其中包括現代化的機器人技術,重新進行機器人的定義,根據自動化以及信息終端,以及聯網這樣一個概念式的發展,并且它可以應用在汽車或者消費電子、手機甚至家庭當中。日本也越來越多地充分利用機器人,不僅制造業當中還有日常生活中,通過機器人給企業提供新的價值,克服社會問題加強競爭力。根據這樣的政策日本將啟動機器人革命舉措,希望能夠把日本發展成為全世界的機器人創新中心,并且日本也希望能夠使用機器人技術去打造護理以及醫療照護基礎方面的世界領導力,實現機器人在利用IT以及大數據方面的領先能力。 

        日本的機器人革命舉措當中的目標設定為2020年,其中包括各種改革,在應用角度包括了制造業、服務業、醫療保健、農業、食品工業、基礎設施、災難救助、建設行業。 

        現在,日本正在開發自動車輛的項目,它可以大幅度的減少將來交通的事故,這是一個跨領域的創新。在該項目中最重要的是促進這些自駕駛車輛的發展,到2020年希望能夠實現大幅度的自動駕駛車輛在路上出行。 

        此外,日本現在還推出了一個Fukushima-daiichi項目,上世紀80年代日本出現了大量核項目,后來出現了核泄漏事件,現在建立了事故響應機構,可以解決生化還有核方面的災難。福島核泄漏事故之后,日本開始從2013年促進技術的發展,進一步響應核泄漏事件,進行事件的預防。首先強化了能力,防止出現這樣的核泄漏事件。其次,利用機器人在出現事故時進行事故響應。機器人在出現高危的電廠中可以發揮重要的作用,它們可以進入事故點進行調查,也可以去救援受事故影響的人員。災害救援機器人是現在日本發展的一個非常重要的領域。通過發展突破性的技術,可以促進該領域得到進一步的發展。 

        日本還要進一步地促進人機間的互動,目的是為了去發展能夠給人類帶來非常多幫助的機器人,機器人必須要能夠和人類共生,共同發展。通過發揮各個結構的作用共同合作,為了實現比較好的人機互動,當然必須要去發展比較好的新的材料,這樣可以使機器人與人類互動變得更加安全。

        ●相關報道② 

        全球機器人調研:有較大增長空間 

        國際機器人聯盟代表著世界各地的機器人產業的重要發展趨勢,在國際機器人聯盟主席ArturoBaroncelli看來,工業機器人年度供應在近幾年出現了強勁的發展,而中國則是最為重要的市場之一,未來無論是工業機器人還是服務型機器人,都會有較大的增長空間。 

        根據世界工業機器人年度供應情況(2000-2018),最近幾年出現了發展的峰值,而且在接下來幾年還會有長足的發展。2014年全球銷售的工業機器人達到23萬個,盡管2015年數據還沒有統計,但預計今年會有15%的增長。在接下來幾年會有更大增長,因此在工業機器人數據上會有持續的兩位數增長。 

        使用機器人應用非常重要的行業,第一是汽車行業,這是傳統機器人應用行業,也是最主要驅動力,汽車行業是機器人最開始得以應用的一個行業。在去年銷售的23萬個機器人當中10萬個應用于汽車行業。第二大使用機器人的行業是電子行業,還有金屬、橡膠、食品、制藥、化妝品等等行業,這些行業都是應用機器人的行業。 

        按區域劃分,亞洲是現在工業機器人使用最大的地區,占世界范圍內機器人使用的50%,接下來是美洲包括北美、南美,其次是歐洲。機器人在亞洲增長非常強勁,歐洲、美洲也都有非常好的發展勢頭。機器人行業的發展特別好,而且一直在持續發展。 

        根據統計,使用機器人最多的國家,首先是中國占比56%,23萬個機器人當中56%的機器人是中國在使用,其次是日本、美國、韓國,這些國家對機器人的使用都有所增長,現在機器人行業的增長達到了兩位數。在過去的幾年間,中國供應商的增長日益增強,現在有4萬個是國際機器人的供應商,其他是中國供應商,而且中國供應商的占比不斷地上升。 

        在機器人密度方面,韓國每萬個員工中有478個工業機器人。日本和德國的機器人密度也是比較大的。中國的機器人使用密度低于平均水平。因此可以想象,中國在機器人使用方面存在巨大的發展潛力,因為現在每萬員工機器人的占比還有大幅的上升空間,中國機會非常大,中國現在已經是世界上機器人最大的消費國,但是消費密度還可以進一步上升。 

        ArturoBaroncelli指出,現在各個國家都面臨同樣的問題,需要加強對機器的使用以及機器人間的通信,所以在工作中所有東西都在發生變化,機器人在這個變化中處于非常重要的位置。這也構成了未來工業機器人發展的主要驅動力。

        其他的一些驅動力則是人機協同,對于機器人還有一些人類在新的技術的促進下共同合作,這可以覆蓋各個方面,它變成了一個非常重要的中型行業,這個行業也是非常重要的。另外一個非常重要的部分是在機器人使用方面的業務性或者簡化方面,這是一個事實。此外是移動機器人。這些作為新技術趨勢在不久的將來將實現。

        在這個過程中,接下來三年,預測在中國將有進一步的發展。在美國、西歐也會有一些較好的發展以及亞洲市場的巨大增長,歐洲也會實現增長,這些增長趨勢將持續下去?梢钥吹竭@個市場整體還是保持比較強勁,對于電子行業或者說在制造業以及其他行業,比如能源效率等這些也將慢慢使用機器人。另外一個事實是在生命周期方面的變化也增強了,在自動化方面的靈活性這些都是驅動機器人發展的理由。

        2014年、2015年差不多超過150萬個左右機器人應用于全球的工廠,預測未來三年將有230萬的機器人在工廠中得到應用。其中一半機器人將出現在亞洲,工業機器人仍將會不斷增長。

        ArturoBaroncelli指出,工業機器人于1961年出現,而服務機器人則是在20世紀90年代才開始的,所以說現在正在啟動一個新市場。

        服務機器人可以分為兩大類,一是家政服務機器人,二是專業服務機器人。如果從商業角度來講,首先有1200萬個機器人是屬于服務型的機器人。從數字角度來講,這是兩個非常重要的發展區域。此外,一些殘疾人服務機器人,也正在變得越來越重要,將成為非常重要的類別。因為殘障人士需要這樣的一些幫助,此外這也是人口老齡化所造成的影響。在專業機器人類別中,列前四位的分別像安保,醫療、清潔、水下等等類型的機器人等等。其中值得關注的有兩個領域,一是幫助人們減負的機器人,二是物流當中使用的機器人。

        據預測,在未來的三年,將會有越來越多的服務機器人,差不多超過1500萬個,將超過200億美元銷售額。那么結論是:現在正出現在一個機器人應用的新時代,有一點非?隙,即無論在全世界還是在中國來講,人類正在面對非常美好的機器人發展未來。

      助力中國智能制造 機器人和人融合將成發展趨勢

        ▲據報道,《機器人產業發展規劃(2016—2020年)》已經成型,正在進行審議后的修改完善!兑巹潯穼Ψ⻊諜C器人、下一代智能機器人等領域的突破做出重點布局。業內人士表示,從長遠的角度來看,“制造強國”已經上升為國家戰略,代表高附加值的機器人,是我國實現“創新發展”、推動經濟轉型的具體方式,“十三五”時期的發展空間巨大。圖為2015世界機器人大會現場。

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