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在2021年中國國際服務(wù)貿(mào)易交易會上，百度發(fā)布的“EasyDL手勢識別機(jī)械臂”引得不少觀眾駐足。據(jù)了解，基于百度EasyDL零門檻人工智能開發(fā)平臺定制的手勢識別模型，通過軟硬一體方案完成邊緣部署集成在機(jī)械臂中，能夠?qū)崿F(xiàn)對手勢的識別及實(shí)時互動。該機(jī)械臂可以在工業(yè)生產(chǎn)中替代質(zhì)檢崗位人員，又快又準(zhǔn)地完成產(chǎn)品質(zhì)檢、分揀等任務(wù)，為企業(yè)節(jié)省成本、提高效率。
工業(yè)機(jī)器人是制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的動力之源。工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)一司司長王衛(wèi)明介紹，我國已經(jīng)連續(xù)8年成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)國，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)覆蓋汽車、電子、冶金、輕工、石化、醫(yī)藥等52個行業(yè)大類、143個行業(yè)中類，正極大地改變著人們的生產(chǎn)方式。
廣泛應(yīng)用拉動產(chǎn)量增長
“十三五”期間，通過持續(xù)創(chuàng)新、深化應(yīng)用，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)良好發(fā)展勢頭。其中，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量從7.2萬套增長到21.2萬套，年均增長31%。“快速增長得益于政策、生產(chǎn)能力的支撐以及應(yīng)用場景保障。此外，新冠肺炎疫情仍在全球蔓延，中國依托完整的產(chǎn)業(yè)鏈和有力的疫情防控措施，承接其他國家轉(zhuǎn)移至中國的制造業(yè)訂單。”在國家信息中心預(yù)測部產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究室主任魏琪嘉看來，外貿(mào)訂單增加使得依靠傳統(tǒng)低成本要素擴(kuò)大產(chǎn)能的發(fā)展模式受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，制造業(yè)企業(yè)亟需通過工業(yè)機(jī)器人提高產(chǎn)能，其需求被進(jìn)一步激發(fā)。
工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)一司副司長汪宏表示，我國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級步伐的加快，使得工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用范圍持續(xù)拓展。我國工業(yè)機(jī)器人密度由2015年的51臺/萬人增至2020年的246臺/萬人，達(dá)到全球平均水平近2倍。
“我國強(qiáng)大的國內(nèi)市場優(yōu)勢是支撐工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用的一個必要條件。”魏琪嘉介紹，工業(yè)機(jī)器人主要集中在物流、包裝加工領(lǐng)域。其中，物流機(jī)器人代替人工完成貨物搬運(yùn)，包裝加工機(jī)器人主要體現(xiàn)在對特定產(chǎn)品的柔性制造、包裝和精確涂膠等工作方面。
為推動工業(yè)機(jī)器人高質(zhì)量發(fā)展，工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部等15個部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確提出，到2025年制造業(yè)機(jī)器人密度實(shí)現(xiàn)翻番。如何實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，魏琪嘉認(rèn)為，一方面，要讓優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)一步向制造業(yè)領(lǐng)域匯聚，為工業(yè)機(jī)器人高質(zhì)量發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；另一方面，工業(yè)機(jī)器人作為技術(shù)集成度高、應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜、操作維護(hù)較為專業(yè)的高端裝備，對應(yīng)用型人才有著多層次需求，要重點(diǎn)關(guān)注專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)。
針對具體應(yīng)用場景，中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟執(zhí)行理事長宋曉剛建議，面向汽車、航空航天、軌道交通等領(lǐng)域，應(yīng)研制高精度、高可靠性的焊接機(jī)器人；面向半導(dǎo)體行業(yè)，研制自動搬運(yùn)、智能移動與存儲等真空（潔凈）機(jī)器人，具備防爆功能的民爆物品生產(chǎn)機(jī)器人，AGV、無人叉車，分揀、包裝等物流機(jī)器人；面向3C、汽車零部件等領(lǐng)域，研制大負(fù)載、輕型、柔性、雙臂、移動等協(xié)作機(jī)器人。
亟需補(bǔ)齊基礎(chǔ)零部件短板
“‘十三五’期間，精密減速器、高性能伺服驅(qū)動系統(tǒng)、智能控制器、智能一體化關(guān)節(jié)等機(jī)器人關(guān)鍵部件加快突破、創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，整機(jī)性能大幅提升、功能愈加豐富，產(chǎn)品質(zhì)量日益優(yōu)化。”王衛(wèi)明表示，但是與世界先進(jìn)水平相比，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)還存在一定差距，比如關(guān)鍵零部件質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性等還不能滿足高性能整機(jī)的需求，高速、高精、重載等高性能整機(jī)產(chǎn)品供給缺乏等。
魏琪嘉認(rèn)為，盡管我國在工業(yè)機(jī)器人相關(guān)基礎(chǔ)零部件方面已擁有一定基礎(chǔ)，但是無論從質(zhì)量、可靠性、產(chǎn)品系列，還是批量化供給方面都與國外產(chǎn)品有較大差距，特別是在高性能交流伺服電機(jī)和高精密減速器方面差距明顯。“我國目前自主生產(chǎn)的機(jī)器人核心關(guān)鍵零部件大量依靠進(jìn)口，因此出現(xiàn)性價比低、核心技術(shù)受制于人、競爭力差等問題，須高度重視工業(yè)機(jī)器人零部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”
為補(bǔ)齊工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板，《規(guī)劃》提出，推動用產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，提升機(jī)器人關(guān)鍵零部件的功能、性能和可靠性。其中，在“機(jī)器人關(guān)鍵基礎(chǔ)提升行動”中，對機(jī)器人零部件提出具體目標(biāo)：研發(fā)RV減速器和諧波減速器的先進(jìn)制造技術(shù)及工藝，提高減速器的精度保持性（壽命）、可靠性，降低噪音，實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)；優(yōu)化高性能伺服驅(qū)動控制、伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝等技術(shù)，研制高精度、高功率密度的機(jī)器人專用伺服電機(jī)及高性能電機(jī)制動器等核心部件；研發(fā)具有高實(shí)時性、高可靠性、多處理器并行工作或多核處理器的控制器硬件系統(tǒng)；突破多關(guān)節(jié)高精度運(yùn)動解算、運(yùn)動控制及智能運(yùn)動規(guī)劃算法，提升控制系統(tǒng)的智能化水平及安全性、可靠性和易用性。
加快提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力
技術(shù)積累不足，原創(chuàng)性研究、理論研究、系統(tǒng)設(shè)計能力欠缺也是制約我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的瓶頸。如何提升工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力？在宋曉剛看來，一方面要聚焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，突破機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)、操作系統(tǒng)等共性技術(shù)；另一方面要鼓勵骨干企業(yè)聯(lián)合開展機(jī)器人協(xié)同研發(fā)，推動軟硬件系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，提高新產(chǎn)品研發(fā)效率。
“雖然國內(nèi)企業(yè)在機(jī)器人技術(shù)上與國外有明顯差距，但在實(shí)際應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)集成項(xiàng)目中，影響系統(tǒng)精度及可靠性的因素很多。這不僅由機(jī)器人本身所決定，還包括控制系統(tǒng)、附屬夾具、傳輸設(shè)備精度、視覺傳感器等因素。”魏琪嘉告訴記者，鼓勵系統(tǒng)開發(fā)商和機(jī)器人企業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，利用系統(tǒng)集成領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢彌補(bǔ)國產(chǎn)機(jī)器人單體技術(shù)的不足，從而能夠使整體解決方案在市場上具備與國際巨頭企業(yè)競爭的能力。
“要發(fā)揮機(jī)器人重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、工程（技術(shù)）研究中心、創(chuàng)新中心等研發(fā)機(jī)構(gòu)的作用，加強(qiáng)前沿、共性技術(shù)研究，加快創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，構(gòu)建有效的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新鏈。同時，推進(jìn)人工智能、5G、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)融合應(yīng)用，提高工業(yè)機(jī)器人智能化和網(wǎng)絡(luò)化水平。”宋曉剛說。
