中国未来机器人产业发展趋势自第一台机器人诞生至今,已走过了半个多世纪的历程,全球工业机器人的装机量已超过百万台,形成了一个巨大的机器人产业。
同时,非制造业用机器人近几年也发展迅速,并逐步向实用化发展。
中国从上世纪七十年代开始机器人的研究开发,此间起起伏伏,历经多个高潮与低谷,在技术上进展突出,但在机器人产业化方面收效不大。
究其原因一是由于我国工业基础薄弱,机器人产业化中需要的许多关键原部件需要进口,从而导致国产机器人价格优势不明显;其次是我国的机器人市场一直处于培育期,难以有一个大的市场来支撑机器人产业化;第三则是我国缺少一贯和有效的机器人产业发展策略。
“十五”期间是我国机器人产业发展的一个关键转折点。
经过多年的研究开发,我国的机器人技术已日趋成熟;市场需求在“十五”初期也有了一个“井喷式”的发展,此外我国业已形成了几家具有一定竞争力的机器人公司和产业化基地。
各种条件和环境与日本号称“机器人元年”的二十世纪80年代初非常相似,但日本抓住了这次机会,发展成为了世界机器人大国;而我国在“十五”期间的机器人发展又进入了一个低谷,失去了一次大力发展机器人产业的难得机遇。
目前,国际制造业中心正向中国转移,用信息化带动工业化、用高新技术改造传统产业已成为我国工业发展的必由之路。
作为先进制造装备之典型代表的工业机器人必将有一个大的产业发展空间,市场前景广阔;但我们也应注意到国外机器人巨头已经全部涌入中国,市场竞争日益加剧,所以中国未来机器人产业的发展不会一帆风顺。
国家应借鉴日本机器人产业发展的成功做法,制定机器人产业发展战略和相关政策,这是我国机器人产业发展成败之关键。
骆京华德国cloos公司北京地区代表处地区首席代表中国企业使用机器人情况和中国整个的国民经济发展状况有关系。
中国企业,尤其是国有企业让他们自己贷款或者出资采购机器人具有相当的难度,现在采用机器人的企业通常是由政府贷款或者与所在行业快速发展有关。
例如铁路五次提速,需要提高机车车辆质量,这就迫使机车车辆制造企业在焊接中采用焊接机器人以提高质量而满足铁道部门的要求。
单纯是由企业内生产需求的很少。
由于中国劳动力价格非常便宜,因此机器人在中国的最初的发展总是面临着很多人的疑虑,中国需要机器人吗?从八十年代中期机器人进入中国到现在,近二十年的发展,使得很多人都认识到机器人是个好东西,采用机器人可以提高产品质量和企业的知名度。
这种思想一方面促进了机器人在中国的快速发展,相反在另一方面也使得企业在采用机器人上比较盲目,没有从经济效益上考虑采用机器人的成本。
上个世纪,企业很少采用机器人,即使采用机器人成功的也比较少。
这主要是当时管理水平和职工素质有关的。
从2000年以后,中国机器人发展比较良好,虽然有个别盲目性,但是成功率相对于上个世纪提高了不少。
在未来,中国机器人还是以行业应用为主,主要是一些高资金和高技术密集的行业,如:工程机械、汽车、铁路以及航空航天等行业。
首钢莫托曼机器人有限公司副总经理中国机器人经过多年的艰辛历程,终于在二十一世纪的初年展现了高速发展的势头,经过几年的发展,目前国内机器人的保有量在4000台左右,并将以每年800至1000台左右的速度快速增长。
此前,国内机器人的应用主要集中在汽车零部件生产应用中,另有一些在家电行业、烟草行业的应用,以弧焊、涂胶、物流搬运等应用为主,年需求在200至300台之间。
2001开始,随着中国的汽车工业的高速发展,整车生产企业不断扩大产能、提高技术装备水平,对机器人的需求形成了新的特点:首先,整车生产线设备由原来的主要依赖进口转向国内采购、整合,对白车身点焊机器人、喷漆机器人需求快速增加。
其次,随着汽车工业的高速发展进一步带动了汽车零部件制造业、机械加工业的发展。
目前,大批日本、欧美、台湾的原零部件配套厂到大陆投资建厂,形成了以上海、天津、广东、湖北、吉林等地为中心的汽车零部件生产基地,对机器人需求进一步大幅增长。
此外,随着国民经济的快速、稳定发展,物流、电子产品、铁路车辆、工程机械等行业为不断提高其产品的质量和工作效率,逐步加大了工业机器人的使用量,半导体、液晶生产用洁净机器人的需求大幅增长,成为了机器人应用的新增长点。
总之,以汽车产业为龙头,多产业的高速发展必将大大带动机器人的需求,今后的几年中机器人将得到越来越广泛的应用,年需求量应保持在35%的增幅以上。
但同時也应关注的是,随着宏观调控及汽车行业的内部整合,机器人市场的发展也会有所起伏,必须作好充分的思想准备,才能更好地迎接一切挑战和机遇。
奥地利igm机器人系统股份公司北京办事处销售经理中国现阶段的工业机器人的需求仍然集中在高资金、高技术、劳动力需要很密集的行业。
主要应用于如汽车制造业中的点焊、弧焊以及装备线,工程机械和铁路机车车辆中的弧焊设备,现在逐步发展到造船行业。
中国工业机器人需求从2001年开始进入一个高速增长时期,我们公司的产品市场销售情况还是不错的。
但是随着国家宏观经济调控,压缩基本建设开支,汽车和工程机械等行业受到一定程度的冲击,使得工业机器人在这些行业的推广也受到影响,在未来发展的速度将有可能趋于平稳。
机器人使用受到地域的影响,在现阶段中国焊接机器人在江苏、山东、湖南等省份应用较多。
江苏的底子比较厚实,山东、湖南有工程机械和铁路机车车辆制造比较发达,这些地方在相当长的一段时间可能应用量都比较大。
广东省经济虽然比较发达,但是多集中于劳动密集行业,对于工业机器人的需求可能反倒没有上述省份多。
中国工人的工资虽然不高,但是考虑到“企业办社会”的特点,劳动力综合成本仍然不低;虽然可以雇用临时工,但是人员素质和技能相对于正式工差别较大,因此从实际来看工业机器人成本和工人工资相比并没有大家想象中的那样悬殊。
况且,工业机器人提高了劳动效率和劳动质量,因此在未来,工业机器人还是很有发展前景的。
即使在目前严峻的经济形势下,仍有面向各个新应用领域的机器人不断涌现出来。
在制造业方面,尽管增长速度受到资金的限制,机器人的数量仍在不断增加。
另外,医疗、服务、空间和军事领域等机器人市场也在增长中。
与此同时,曾经是科幻小说素材的消费机器人时代已随着清扫机器人的出现而到来并开始改变我们的日常家庭生活。
目前的增长并非仅仅是短期的狂热。
许多枯燥、肮脏和危险的工作最终将由机器人来完成,但技术将如何发展才能满足这个未来需求呢?要使机器人真正成为我们生活中无处不在的东西,必须在下列方面取得技术进步:•缩短实时系统响应的总时间(从传感器到执行器)以增强机器人的性能;•具有先进的人工智能以增强自主决策能力;•传感器和执行器更为小巧和轻便以减小机器人的体积并提高能效;•具有能量监测和发电能力以延长自主工作时间。
我们可以通过研究机器人技术的现状来窥探或展望机器人技术的未来。
把具有代表性的机器人吊上解剖台并认真审视其“解剖结构”无疑是完成这个任务的好方法。
任何好医生都知道解剖研究应从器官分类开始,这里,我们首先对机器人的“器官”进行分类。
我们可以把机器人的构件按照电子功能分为5大类:传感器、通讯部分、控制部分、执行器和电源。
传感器除操作程序之外,机器人的输入绝大部分来自所包含的传感器。
就像我们自己的五官一样,传感器向机器人提供有关外部世界的信息。
举例来说,自主行走型机器人需要了解周围环境以便走动,而以感知环境信息为主要目标的机器人需要把信息反馈给远程操作员(火星车是一个特别有名的例子)。
无论哪种情况,传感器都是机器人解剖结构的重要组成部分。
人们已经为科学研究和工程实现设计出种类繁多的传感器,许多传感器可通过电子接口应用在机器人中。
对机器人而言,CMOS成像器、红外线测距仪、压力传感器和加速度计是更为常见的传感器。
在大量现有传感器的基础上,机器人传感技术的未来将向更小、更轻、性价比更高且更易于整合的方向发展。
通讯对于机器人而言,内部和外部通讯都是至关重要的。
内部通讯直接决定了操作的实时性。
犹如人类的神经系统,内部通讯把信息从传感器馈送给处理器或机器人的控制部分。
内部通信协议的速度直接影响系统的响应速度。
实时性并不是外部通讯的一贯性要求,如下载程序或数据文件就不需要即时响应。
但在某些情况下,如在控制遥控型机器人的运动时,外部通讯的实时性则具有至关重要的作用,因为任何拖延都可能造成事故。
未来对机器人通讯的要求,不论是内部通讯还是外部通讯,都将归结为“更快”。
特别地,更宽的带宽和为其它行业开发的高速协议将受到机器人设计者的欢迎并被加以利用。
控制控制或处理节点是机器人系统的“脑”。
对传感器数据的处理能力将决定机器人实现先进工作方式的能力。
机器人领域不仅对处理能力有更高的需求,某些控制方面的功能对机器人也很重要。
由于机器人需要移动,为使机器人及周围物件免遭破坏,机器人应具有中断水平的实时处理能力。
在某些情况下,碰撞检测和避障处理在靠近动作机构但与主控制节点分离的处理器中完成。
这种类型的外设控制可以分担主处理器的处理负荷并对刺激犹如“潜意识”般地做出反应。
软件正在成为机器人领域中最重大的研发领域。
研究人工智能,特别是神经网络的目的是使计算机(因而机器人)能够更好地自己学习如何来完成任务。
对控制算法的改进也正在进行中。
在谈到MobileRobots公司工程人员的硬件/软件比例时,该公司首席执行官JeanneDietsch说:“我们是一家软件公司。
”事实上,MobileRobots公司生产自己的硬件机器人平台,而且是少数几家这样做的公司之一,但该公司的创新主要在软件方面。
在某种程度上,机器人技术的进步类似于人类物种的进化。
对生拇指和其它物理进步必须借助大脑功能的改进才会更好地发挥作用。
因而,控制和处理基础设施的进步是机器人取得实质性进化的必要条件。
执行器机器人系统区别于其它电子系统的特性之一是移动。
只有具有移动能力的系统才能归类到机器人。
要使机器人移动,就必须为之提供执行器。
最常见的执动器是电动机(直流、步进或伺服电机),尽管也使用非电磁(如气动和液压)执行器。
电机技术的创新及更好的材料和更先进的制造能力已逐步减小了电机的尺寸并提高了电机的效率,但执行器技术的真正创新将来自其它领域,如可电弯曲的合金。
这些“纳米肌肉”将改变机器人移动的方式,帮助机器人设计师模仿人类和动物的动作。
这种合金很轻,其机械性能与我们自己的肌肉相近。
总之,材料领域的研究将向我们提供响应速度更快、力量更大、重量更轻、可充当为肌型执行器的合金。
电源由于有线电源不适于自行移动的机器人,在机器人中最常见的电源是电池。
但电池显然是机器人长期现场部署的限制因素,而且,如所周知,运动会相对消耗更多的能量。
另外,电池可能也是机器人系统中最大和最重的一个部分,对于要求体积小机动性强的机器人来说,这将给机械设计带来问题。