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機器人助力智能制造成剛需
智能制造是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統,在制造過程中,該系統可以進行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。
——全國政協委員,埃夫特公司董事長許禮進
焊接、噴涂、分揀、倉儲……在智能工廠的每個車間里,幾乎都能看到機器人的應用場景。機器人儼然已成為智能制造中智能裝備的代表,一場以機器人作為重要支撐的制造業智能化變革正在進行。
工信部等8部門聯合印發的《“十四五”智能制造發展規劃》中就提出,到2025年,規模以上制造業企業大部分實現數字化網絡化,重點行業骨干企業初步應用智能化;到2035年,規模以上制造業企業全面普及數字化網絡化,重點行業骨干企業基本實現智能化。而機器人作為制造業皇冠頂端的明珠,正在領銜推動形成一波“智”造工業新潮流。
智能制造正當時——機器人成剛需
制造業是一個國家競爭力的重要標志。在過去很長一段時間里,我國制造業水平較低,依托改革開放與人口紅利形成的規模效益,成為“世界工廠”。但從近十年開始,我國制造業開始從低端向高端轉型,從低附加值的勞動產品向高附加值的高精尖產品迭代。同時,伴隨著人口老齡化的進程加快,不論是國家還是企業,都開始意識到制造業轉型升級的緊迫性,主推“智能制造”。2015年,我國正式開始布局智能制造。
“智能制造是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統,在制造過程中,該系統可以進行智能活動,諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。”埃夫特長期聚焦機器人研發生產,在不斷為制造業企業提供工業機器人以及跨行業智能制造解決方案的過程中,見證了傳統制造業的轉型升級和智能化改造,也深知他們的渴求。
在全國政協委員,埃夫特公司董事長許禮進看來,機器人作為智能制造領域中重要的信息采集、分析并執行的設備,替代人工生產是未來制造業重要的發展趨勢,是實現智能制造的基礎,也是未來實現工業自動化、數字化、智能化的保障。“從目前的實際應用情況來看,機器人已在汽車、電子工業領域廣泛應用。而近年來,隨著人工成本不斷上升,機器人性能不斷提升,機器人也開始在家具、家電、五金、衛浴、新能源等行業展開應用,領域更廣,智能制造的參與度更深。”許禮進說。
而作為中國制造業民營企業500強、國家制造業單項冠軍示范企業的圣泉集團,目前也在朝著自動化、數字化、智能化積極邁進。圣泉集團常務副總裁徐傳偉告訴記者,今年1月,圣泉集團所屬4家公司的16個生產車間、罐區87套生產裝置及其配套輔助設施已開始“兩化”改造,總投資2287萬元。截至6月15日,已完成全部改造任務,增設2套立體倉儲系統、2套自動包裝及自動除塵系統、2套自動灌裝系統、57臺/套流量計、自控閥等儀表設備,并對相關DCS控制系統和控制方案改造升級,實現操作現場減人21人,降低了員工勞動強度,減少了人員操作干預,提升了車間本質安全。
“機械化換人、自動化減人、智能化無人、信息化管人”是制造業企業必然的發展趨勢。徐傳偉透露,“下一步規劃中將進一步加大自動化、數字化、智能化投入,在目前立體倉儲為推進目標的基礎上,逐步實現車間生產自動化,倉儲運輸自動化。”
但徐傳偉也提出,對于制造業企業來說,每一家的智能化改造都有其特殊的行業需求,如圣泉集團,危化品罐區安全生產是重要一環,公司計劃為罐區配置智能機器人巡檢整體解決方案,以激光防爆巡檢機器人為核心配備巡檢中心指揮調度系統,24小時全天候執行排除巡檢任務,保障生產運行安全。但他也提出,當前已有的機器人很難做到防爆,大大限制了在化工領域的應用,希望能夠盡快研制出適合防爆區域內使用的防爆機器人。
從圍欄阻隔到人機協作——攻克卡脖子技術穩“C”位
顯然,機器人作為智能制造和智慧工廠的核心裝備已成為剛需。特別是新冠肺炎疫情暴發后,越來越多的制造業企業感受到了傳統生產模式帶來的壓力,一大批企業開始向智慧工廠、無人工廠尋求突圍,智能制造趨勢強勁,機器人應用呈現出爆發式的增長。
據國家統計局數據顯示,2021年我國工業機器人產量已達366044套,同比增長44.9%,產量創歷史新高。見微知著,僅從廣東佛山一地便可見一斑。佛山是全國唯一的制造業轉型升級綜合試點城市,全市現有制造業企業19萬家,主導產業中陶瓷、空調、冰箱、鋁型材等產量常年位居世界第一。
“2021年佛山全市工業機器人產量為23482臺,同比增長 96.4%,占全國比例約6.42%,特別是位于三龍灣的庫卡機器人產量近1.8萬臺,為華南第一,約占全國產量的5%。而全市工業企業截至2021年底累計應用機器人達到近2萬臺。僅拋光機器人一項,保守統計未來5年佛山需求量就高達5000臺。”佛山中德工業服務區(三龍灣)黨工委副書記、管委會主任潘東生告訴記者,正是制造業大市轉型過程中的巨大需求催生了佛山機器人應用的爆發式增長。
在智能制造巨大需求的推動下,機器人行業正在不斷進化,并穩居智能制造“C”位。國產機器人企業中科新松總裁楊躒也指出,要跟得上智能制造趨勢的最新需求,機器人行業還要考慮如何加快從傳統工業機器人向智能機器人不斷升級。他舉例說,傳統的工業機器人自重可能在一兩百千克,新一代的機器人自重只有20千克左右,部署越來越方便。另外,新一代機器人可開展人機協同作業,不像傳統機器人要用圍欄隔起來。這種人機共融模式,才能使工廠生產效率實現更大的提高,達到智能制造的應有之義。
許禮進也認為,進入智能制造階段,機器人作為智能制造中智能裝備的代表必然成為剛需,但并不是簡單地替代人力勞動,而是要向著人機協作更高層次地融合。
從目前實際情況來看,機器人在替換一些重復性高、勞動強度大的場景中應用較多,還處于工業1.0、2.0的階段。許禮進判斷,未來機器人將隨著制造業需求升級逐步進入3.0階段,除了具備目前功能外還應具備情感交互、人機協作、自學習、人機交互、語義分析和自然語言理解等多方面功能,同時機器人還需結合智能制造相關企業需求不斷優化、提升,實現機器人在生產線全覆蓋,真正實現智能制造。
更高的需求必然對機器人行業提出了更高的要求,也必須用“實力”應答。
從實際情況來看,我國機器人在制造企業中的應用還較多集中于運輸、焊接等環節,性能相對比較單一,在工業機器人功能、性能、系統集成化水平及運動精度等方面以及更為智能的全流程覆蓋上仍存在較大差距。“這就需要進一步加強機器人關鍵核心技術攻關,補齊專用材料、核心元器件、加工工藝等短板;面向重點行業需求,集聚優勢資源,推進高端機器人產品研制,拓展機器人產品系列和種類,提升性能、質量和安全性。”許禮進說。
“如針對3C電子行業,在這些企業的智能工廠中,就需要摒棄圍欄,不僅需要能夠在狹窄的3C行業實現力控裝配,還需要能實現力控打磨、牽引示教、碰撞檢測等功能。”節卡機器人負責人舉例說。
但要突破“卡脖子”技術并非易事。許禮進舉例說,如減速機作為機器人核心零部件,占據機器人整機約35%成本,技術壁壘也較高,目前主要技術仍掌握在國外企業手中;此外機器人“芯片”問題一直以來也是制約機器人發展的關鍵因素,是直接決定機器人從感知到決策再到執行的關鍵。
而要解決以上問題,許禮進則認為,還需通過建立健全創新體系,發揮高校、機器人重點實驗室、工程(技術)研究中心、創新中心等研發機構的作用,加強前沿、共性技術研究,加快成果轉化;同時加大支持企業技術中心建設,鼓勵骨干企業聯合開展機器人協同研發,推動軟硬件系統標準化和模塊化,提高新產品研發效率,推進人工智能、5G、大數據、云計算等新技術融合應用,這樣才能讓機器人始終處于智能制造的“C”位。
編輯:秦云
關鍵詞:機器人 制造 制造業