工業機器人發展現狀及未來發展探究

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【摘要】時至今日，我國制造業發展面臨著重重困境，人口紅利消失、用功價格攀升等，工業4.0時代背景下，智能化成為了主流，而工業機器人則成為了其轉型升級的關鍵。根據“中國制造2025“戰略部署，大力發展機器人產業，推進中國制造業結構轉型升級，以增強和保持中國制造在國際市場的競爭力。然而就客觀事實而言，我國當前階段的工業機器人發展仍處于弱勢地位，未來發展可期。本文基于對工業機器人的相關概述，分析了其在當前階段的發展現狀，著重就其未來發展進行了展望。

【關鍵詞】工業機器人;發展現狀;未來發展

在現代科技創新的支持下，全球正在經歷著制造模式的深刻變革，工業機器人成為了其中的關鍵，是滿足人工智能時展需求的必然選擇，實現了人力資本的有效節約，對驅動制造行業發展的作用效能毋庸置疑。正是基于工業機器人的多重優勢性能表現，被譽為“制造業皇冠上的明珠“，足以顯示其地位。但是發展的路途上總是布滿了荊棘，我國人工智能尚處于試煉階段，工業機器人的發展實踐中暴露出了不少問題，整體實力弱于發達國家，未來有著巨大的可為空間。

一、工業機器人簡介

所謂機器人是指自動執行工作的機器裝置，包括一切模擬人類行為或思想與模擬其他生物的機械，是工業生產向現代化轉型的重要標識。工業機器人則主要面向工業領域，作為多關節機械手或多自由度的機器裝置，能夠依靠自身動力和控制能力自動執行工作，呈現出了多方面的功能優勢。從技術層面上解析，工業機器人涵括了主體、驅動系統以及控制系統三項基本構成，是保障其自動執行工作的關鍵，實現了智能化控制的過程。其中，工業機器人的主體結構又分為機座和執行機構，有些還會涉及到行走機構；驅動系統是用以執行機構產生相應動作的裝置，包括動力機構和傳統機構；控制系統則是按照輸入程序對驅動系統和執行機構發出指令信號，并進行控制。時至今日，在創新科技的驅動下，工業機器人的發展愈加成熟，并呈現出了可編程、擬人化、通用性等特點優勢，對周圍環境的自適應能力顯著提高，滿足了柔性制造需求，其良好的通用性，可執行不同的作業任務，其在工業領域中的應用，不僅提高了生產效率、降低了人工成本，同時更為精細化的操作，升級了產品質量，一定程度上改善了人們的生活品質。除此之外，工業機器人本身作為多學科交叉融合的產物，包括機械學、微電子學等，亦是帶動著其他技術的發展。

二、我國工業機器人發展現狀

工業機器人作為一種應用于生產過程，能夠完成有益于人類工作的半自動或全自動機器，其功能負載愈加豐富，包括了焊接機器人、碼垛機器人、裝配機器人、搬運機器人、噴涂機器人等等，現已廣泛應用于汽車、醫藥、化工、食品、金屬制造等領域，其在我國的發展取得了斐然成績。從工業機器人的整個產業生態鏈來看，觸及到多方面的工作，包括上游的減速器、控制器、伺服電機等核心零部件、下游的基座、機身、機械臂等設計制造、下游的系統集成等。正是基于工業機器人的多重應用功能表現，在我國形成了巨大的需求市場空間，據相關統計數據顯示，2019年我國工業機器人的產量達到了18.7萬套，雖然經歷了一定的低迷期，但仍舊以穩步增長為主。除此之外，由于低端勞動力供給不足，加之產業轉型升級，驅動著我國工業機器人行業的發展，并納入到我國戰略部署工程當中，如《中國制造2025》、《機器人產業發展規劃》等。但是，客觀維度上講，受多重因素影響，我國當前階段的工業機器人發展仍舊存在些許不足，尤其是關鍵零部件的研發能力薄弱，相比與ABB、庫卡、安川電機等差距明顯。具體而言，在以往的認知結構中，機器人更多被視作人類知識的集中，通過系列程序運用，最終借助機器人表達出來，但其本身作為技術創新的產物，力求多項技術應用的完美融合。另外，縱然我國工業機器人的發展已經邁入正規，但是主要領域應用尚未全面，其發展結構并未成熟，有著巨大的可為空間。

三、我國工業機器人未來發展

工業機器人發展作為工業現代化的產物，關聯到多重方面的價值效益產出，是打造“制造強國“的關鍵一環，其本身觸及到多層面、環節的支持。作者基于上述分析，結合實際情況，以問題為導向，針對性地提出了以下幾種促進我國工業機器人未來發展的有效路徑，以供參考和借鑒。3.1引入先進科技。工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等學科先進技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備，已經成為國內外備受重視的高新技術產業，亦是衡量一個國家制造業綜合實力的重要標志。目前來講，我國工業機器人市場呈現出了快速增長態勢，未來有著巨大的可為空間?，F階段而言，世界上主要有三種工業機器人發展模式，又以日本、歐洲和美國為代表。其中日本模式下，每個公司處于相對獨立的發展狀態，各司其職，生產商主要負責批量生產，而產業鏈則作用于工業機器人的銷售。歐洲模式下，企業負責工業機器人的全流程生態，覆蓋了生產、調試、銷售等各環節。相比之下，美國模式尚處于基礎階段，企業并不會自行生產，而是著力于外圍設備的研發與整機調試，但其本身作為一個產業大國，力學、網絡、信息等領域的成就，奠定了其扎實的市場競爭基礎。以我國工業機器人的發展情態來看，類似于美國模式，但是較之亦有不足，要充分依托國家對外改革開放的宏觀戰略部署優勢，科學引入國際經驗，首要扎實“美國模式”的交鑰匙工程，再學習“日本模式”搶占產業生態鏈的制高點，繼而向“歐洲模式“推進，最終推動全產業鏈發展。在此過程中，要大力支持研發機構建設，充分依托我國雄厚的產業基礎、人才資本優勢，增強研發能力，重點關注工業機器人系統設計和關鍵核心技術的突破創新，包括伺服電機、減速器、控制器等，提高其安全性、穩定性以及可靠性表現。3.2培育高端人才。知識經濟時代，人才在整個社會發展中的驅動作用愈加突出，是技術創新的源泉，更是現代企業市場競爭的核心資本。如上所述，工業機器人是多學科交叉融合的成果，并逐步導入了大數據、云計算、物聯網等先進科技，呈現出了智能化、整體性等特點，對從業人才的素質要求越來越高。對此，相關企業應當樹立高度的人才戰略意識，擺正其在工業機器人發展中的定位，并善于通過多種渠道方式，提升其綜合能力水平，以驅動核心技術創新，解除其對工業機器人發展的限制。在具體的踐行過程中，要緊緊依托產學研一體化建設戰略政策導向，組織集設計、研發、制造、應用于一體的產學聯盟，深化校企合作，整合雙方資源優勢，最終實現共贏，協同驅動工業機器人“革命“。相比與企業，高校作為學術前沿的代表，有著十分豐富的理論知識支撐，但是實踐環境缺失，而這也正是企業的優勢所在，通過雙方強強合作，形成互補優勢，攜手打造高水平的機器人研發團隊，一同解決工業機器人發展中的難題，并將之導入到生產實踐中進行驗證，是盤活整個產業鏈條發展的有效舉措，且有利于積累更加龐雜的智力資源支持。對于高校而言，應當充分發揮自身人才培育主陣地優勢，精準對接經濟市場需求，充分發揮自身學科優勢，切入工業機器人研發，實現自身社會價值。3.3完善公共服務?？陀^維度上講，我國工業機器人發展尚未建立成熟的市場機制，相關服務平臺和創新平臺缺失，一定程度上影響著工業機器人行業發展。對此，要推動工業機器人行業的平穩、健康、快速發展，就必須要緊密貼合市場經濟運行規律，達到供需動態平衡，從而積累和吸引更多的資本注入，包括財力、人力、物力等，才能實現其最大效益價值的產出，應當進一步建立健全管理制度，形成規范的行業標準體系，維護正常的市場秩序，充分發揮其微觀調整功能，輔以國家政策的宏觀指導，實現資源配置的最優化，最終突破工業機器人發展困境，有利于我國制造業整體實力的攀升。與此同時，明確質量檢測體系，在工業機器人生產實踐中，嚴把質量關，有效治理市場上的劣質產品和低端產品，尤其加強知識產權保護，通過系列政策鼓勵企業科技創新行為，從而提升我國工業機器人的行業水平，以更好地迎接國際市場競爭挑戰，滿足我國“制造強國“建設需求。除此之外，牢牢把握”一帶一路“千載難逢的戰略機遇，構筑國際合作空間占，充分依托互聯網產業支持，打造國內外線上線下交流平臺和工業機器人創新示范平臺等，緊密關注行業發展動態前沿，找出與日本、德國等技術發達國家之間的差距，集中資源、重點突破，逐步向國際一流水平邁進。

四、結語

總而言之，工業機器人在我國的發展勢在必行，是迎合制造行業轉型升級的必然選擇，在推動人工智能領域的作用毋庸置疑，作為一項龐雜的系統化工程，絕非一個人或某個企業就能單獨完成的，要注重加強對現實情況的分析，積極引入國外先進經驗，依托高素質人才隊伍支撐，加強核心技術的創新突破，并借力完善的公共服務輸出，實現整體行業競爭實力的攀升。作者希望學術界大家持續關注此類課題研究，結合實際情況，從不同側度視角切入，提出更多有效建議。

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作者:殷埝生 單位:南京工程學院工業中心