你知道近年来我国机器人产业发展有多迅速吗?
能为人提供服务的机器人,不限应用类型和场地,能从事流水线作业生产的机器人,更是突破了移动的限制。
甚至几十年后走在街上,你看到管理交通和贴罚单的不再是交警,而是专门从事特种工作的机器人。
国产机器人世界,正在随着产业的完善而一步步走进现实。
半个多世纪的发展脉络
顾名思义,工业机器人就是干活的,主要从事制造业的工作。在多年来的发展中,这类机器人不是本着人的外形而升级改变的,其本质的发展思路,是自动化的机械设备。
它们拥有多个关节和灵活的机械臂,能够在电脑指令的操控下,于流水线上完成一系列复杂的操作。
相比于人工,它们的精度更高,作业程度也能由简单到复杂逐渐改变。自动性是它的基础特征,在系列的质控变动下,不少效率背后的提升,都和技术融为一体了。
工业机器人的发展持续了半个多世纪,其最早起步于美国通用汽车的流水线上。那是1962年,美国一家公司制造的设备,被用在了造车领域。
当时的发展思路,主要是让机器人代替人工,从事一些劳动强度高和危险系数高的工序。其设计理念并不像现在这么复杂,机器人从事的工作也相对简单。从装配到焊接,还有一些工作是重复性的。
到上世纪60年代末,这一模式和发展思路被日本人引入。电驱动和微处理器技术的进步,为接下来机器人的发展打开了绿灯。
整个70年代,日本的机器人产业走在了世界前列,大量机器人被用于工业制造,在技术上日本也引领了机器人产业的快速发展。
到了90年代,随着德国与韩国制造业的提升,工业机器人的需求在这两个国家也开始凸显。机器人被更大范围的应用,不光技术成熟了,工作场景相比过去也拓宽了。
机器人不再单纯从事造车工作,就连电子产品制造,甚至食品的生产制造也出现了机器人的身影。
至此,工业机器人的发展已经相对完善。而在这个过程中,我国工业机器人的发展,起步的时间也并不弱于其他国家。
还在上世纪70年代,这一曙光也在国内的技术研发领域现身,彼时主要是理论和研究的构筑。到80年代,围绕机器人的实质性研发正式开启,有些机器人也被应用到了流水线上。
90年代开始,工业机器人被大范围应用,这一发展趋势随着国内制造业步入快车道,更是发展迅猛。
国内产品的爆发点
国内工业机器人的爆发,是随着“世界工厂”的标签一起出现的。进入21世纪后,由于国内制造业快速发展,工业机器人的需求也随之提升。
在需求的推动下,仅仅10年左右的时间,从研发到量产,我国就超过其他国家,成为世界上最大的工业机器人应用市场。
90年代的应用还是不成体系的,工业机器人从制造再到市场化推广,没有成熟的产业链。
比如在2000年之前,国内工业机器人的年产销规模只有几千台,应用范围小,主要集中在市场探索和技术积累阶段。
产业的真正提升,是从2009年前后开始的。这一阶段制造业的实际需求量增加,此前多年积累的研发和制造经验,逐步转变成为真正的批量化生产,
再之后,随着国内汽车制造等产业高速增长,工业机器人也迎来了一个真正的爆发点。
从工业机器人的实际应用上看,经过多年的发展,国内工业机器人已经能够成熟应用到冲压、喷漆、焊接、注塑、装配、码垛、搬运等一系列工序中。
围绕实际的需求,还能开发出特定的类型。尤其是近年来,国内工业机器人的应用已经在产业链上占据了关键位置。
产业化在推进,尤其是应用广泛助推下,市场规模已经超过了世界其他国家。超600亿元的规模,份额更是达到了四成以上,这样的发展其他国家无法与我抗衡。
像上面提到工业机器人可应用的实际工作,其主要集中在汽车、电子、金属以及塑料制品的生产中。行业需求越来越多元化,而且技术进步相比于过去更是有了长足发展。
具体到销量来看,相对于过去的只有几千台,2022年工业机器人的产销规模已经超过了28万台。这一增长率达到了26%,相比于10年前的产销量整整增加了10倍。
近年来,哪怕是在全球疫情、战争等叠加不利因素的干扰下,我国工业机器人的市场占比相比于国外,依然处在强势的提升过程中。
需求一直很旺盛,技术和产品的迭代,也在市场的推动下快速进步。近年来的工业机器人发展,不再仅针对过去的流水线需求,而是开启了智能化和仿生化的发展模式。
也就是说,过去的工业机器人仅仅是一个“劳动力”,而且还是被限制了工作场景的劳动力。今后的工业机器人,它的活动范围会扩大,关键是越来越智能化。
除了工业机器人外,技术在持续进步和发展的过程中,机器人的应用类型也得到提升了。
当产品向各行业蔓延
国内机器人产业迎来了新的窗口期,技术推动的基础上,应用水平截止到2021年已经拓展到了一百多个行业。
数据显示,制造业内机器人的应用密度,已经达到了每万人246台,这一水平相比全世界的平均水平高出了整整两倍。
就是说好比一个5000人的工厂,工业机器人的规模已经超过了一百多台,而其他同样发展工业机器人的国家,规模只有一半的水平。
除了应用密度高,工业机器人的覆盖范围也更加广泛。多年来工业机器人主要应用于汽车和电子产品制造领域,而今它的应用已经拓展到了52个行业大类和143个行业中类里了。
所以,现在的各行各业都有了工业机器人的身影,这也是为什么现在看到机器人的概率,比10年前高出了不少的缘故
应用扩大,产业链也基本构建完备。从零部件到整机的集成应用,已经形成了全产业链的发展体系。
正是在这一基础上,未来国内要重点推动三类机器人的发展。
第一种还是工业机器人,相比于过去的产品,下一步的工业机器人,重点研制的方向是高精度和高可靠性。简单来说,就是要让其能够从事更复杂的劳动作业。
新的工业机器人,它在应用中的作业半径会扩大,不仅仅是只固定在流水线上,能够在工作区域内任意移动位置。
此外,机器人的工作手臂也更具灵活和柔韧特性。灵活操作的能力和任意移动相互发展。就好比现在国内推出的人形机器人,已经在汽车制造领域被应用了。
也因此从本质上说,未来工业机器人的发展,是要让它更加灵活,能从事更多的工作,当然也更加的质能。
第二类机器人是服务型,它们将离开传统的流水线,而是深入到社会的方方面面从事各类工作。
按照规划,这类机器人可以在果园里采摘收获,能在养殖场管理和饲养牲畜,还可以进入到千家万户,从事家务、陪护等一系列工作。
所以在这种应用的需求上,服务型机器人外表将会是形态各异的。有的是车辆模样,有的是简单的机械装置外表,还有的则已经拥有人性了。
第三类便是特种机器人。与前两类机器人的区别是,这类机器人主要出现一些特殊的工作场合。
比如哪里失火了,消防机器人可以到现场灭火,消防员进入不到的区域,它可以深入到更危险的火场实施救援。
再比如深海的矿产开采,核工业的安全操作等等,这类机器人不但能实现安全操作,而且相比于人类,它又不用担心危险环境的影响。
在上述发展思路和规划的指导下,未来5到10年的时间,生活的方方面面都将看到机器人的身影。
如今,人形机器人已经正式在工厂里“实习”了。
从量产到市场化落地
今年2月,优必选公司的机器人已经深入到了汽车装配车间。相较于过去的工业机器人,它最大的特点是已具备了人形。
它可以自由活动,能够从事质检、贴标等一系列工作。机器人的内部搭载了全方位的感知和导航定位系统,智能化一体设备可以从整体上协调它的动作。
相比于传统的机器人,这类机器人拥有了更灵活的协调和运行能力。未来人工智能若是进一步发展,与人形机器人的躯体相结合,它的自主性程度会进一步提高。
所以,从多年来的机器人发展脉络可以看出来,先实现机械的自动性,再提升其运作的精准性和可靠度,在这个基础上,那些能够活动和作业的机械手臂,变在工厂里作业。
如今随着技术的进一步发展,机器人逐渐拓展出了完整的人形躯体。相对于原来的部分躯体,这种全躯体的出现,也意味着人类技术的进步和机器人的进化。
结语
当然,现在的人形机器人还处在试用阶段,它未来的应用将达到何种程度,主要看它的“工作能力”如何。
我国目前正处在机器人发展的主窗口期,未来技术上的进步还会继续。人形机器人走进生活,已经不再是遥不可及的梦了。
参考资料:
《2023年中国工业机器人行业研究报告》 21经济网 2023年11月23日
《未来五年机器人产业发展:拥抱升级换代窗口期》 人民网 2021年12月28日
《人形机器人进厂“实习”,汽车制造还需要工人吗?》 财经杂志 2024年3月19日
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