装机量全球占比超五成 市场规模稳居世界第一
工业机器人彰显智造魅力
(资料图片仅供参考)
本报记者 王雅婧
机器人行业被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。特别是工业机器人，作为智能时代工业生产的重要生产资料，是制造业转型升级的重要一环。
在近日举行的2023世界机器人大会上，众多国产工业机器人惊艳亮相。大会期间发布的数据显示，近年来，我国工业机器人产业规模持续壮大，2022年中国工业机器人装机量占全球比重超过50%，稳居全球第一大市场。一方面，在应用上，国内“机器人+行业应用”的场景不断深化，制造业机器人密度已达到每万名工人392台。另一方面，在制造上，中国作为连续多年全球工业机器人销量最多的国家，2022年工业机器人产量突破44.3万套，同比增长超过20%，关键零部件技术水平不断提升，部分产品进入国际头部企业供应链体系。
1 工人师傅有了“新伙伴”工作更省力更便捷
走进位于福建省泉州市永春县东平镇的良瓷科技5G智慧产业园，偌大的生产车间内看不到工人的身影，取而代之的是不同功能的机器人正井然有序地注浆、施釉、装箱码垛、装卸窑、搬运……
旋转、前进、转弯、再前进、停止，肩扛300公斤的“大力士”，沿着既定轨迹，不停地在整个车间来回穿梭、搬运，这些看似经验丰富的“老搬运”，事实上是转弯灵活、遇到阻碍还会及时刹车的“新人”——AGV智能机器人。
公司的罗经理指着经过的机器人说：“我们生产的卫浴产品大多大体积、高重量，比如马桶，每个重约50公斤。过去靠人工搬运，工人搬30来个就气喘吁吁、大汗淋漓。这些‘大家伙’一小时搬一百来个非常轻松！”
在企业干了十余年的张师傅以前做的是给陶瓷制品施釉的工作，回忆起没有工业机器人之前的工作场景，他忍不住抱怨：“又热又湿的车间，粉尘漂浮，喷釉一整天下来，浑身上下都是粉，又累又难受。”而今机器人在工位上灵巧地挥舞长臂，喷头上下左右翻飞，5层喷洒，一气呵成，耗时2分钟，又干净又快。而张师傅和工友们只需要根据要求在电脑上输入相应指令即可。通过电脑屏幕，他们就可以掌握整个车间动态，大到原料进厂、生产过程控制等各个环节，小到设备运行情况，每个传感器的数据都能够实时查看。“劳动强度大、风险高的工艺环节，这些‘新伙伴’都‘代劳’了，我们的双手慢慢解放了，休息时间、身心健康都有了保证。”张师傅说。而罗经理则表示，除了降低了工人的劳动强度，工业机器人还提升了工厂各项作业的准确度：产品不良率复合降低5%，订单交付时效提升25%，生产效率年均提升35%。
在泉州，像良瓷科技这样推进工业机器人应用已成为制造业内的一股潮流。泉州的制造业大多以劳动密集型为主，随着劳动力结构性短缺以及劳动力成本的急剧上升，企业发展不得不面对用人难的问题。近年来，泉州以工业机器人作为智能制造的重要抓手，通过“机器换人”实现了产业的转型升级。
位于泉州市安溪县的八马电商智能仓是全球首个智能茶仓。当有顾客在八马茶业线上平台下单后，订单会迅速生成并传送至仓储管理系统，一台台AGV智能搬运机器人就快速行动起来，依据订单中所需的茶叶种类和数量，穿越储茶间，分拣完成包装的茶叶成品，然后迅速搬运出库。“‘人找货’升级为‘货找人’，整个过程从下单到发货，通过使用AGV小车、运用无人驾驶机器人及机器人集群操作系统，全部实现智能化作业和信息化管理。”八马茶业电商事业部相关负责人介绍，早在2021年初，八马茶业就引入全新的智能仓储系统，该智能仓共计6700平方米，所采用的三代朱雀M60C潜伏机器人可在黑灯仓库24小时不间断作业，日均处理单量最高可达13000订单/天，准确率高达99.99%，拣选人工减少30%，大幅节省了人力和时间成本，有效提高出入库效率、存储能力，更大程度保障茶叶品质的健康、安全和稳定。
2 高研发投入带动机器人制造企业快速发展
在辽宁省沈阳市新松机器人自动化股份有限公司(以下简称新松公司)的生产车间内，每天都上演着“机器人制造机器人”的场景。作为国内位居前列的机器人生产制造企业，新松公司不仅有着数量庞大的工业机器人“员工”，还有着品类众多的工业机器人产品。其中，3至500千克负载的各型号工业机器人就有30余种，覆盖了工业制造领域焊接、搬运、装配、喷涂、研磨等全工艺环节。这些产品不仅在国内取得良好销量，还大量出口，远销东南亚、中南美等多个国家和地区，客户中有不少国际知名企业。今年4月，由新松公司自主研发的高精度移动机器人首次亮相德国汉诺威工业博览会。这款机器人主要用于动力电池前工序车间，目前已应用于多家新能源领域头部企业。
一家中国的工业机器人制造企业能够在国际市场上走在前列，在10年前还是很难想象的事，过去，我国机器人市场还以海外产品为主，很少见到国内品牌的身影。而如今，随着国内机器人制造企业自主创新能力的不断增强，越来越多中国工业机器人制造品牌在国内外市场上崭露头角。根据工信部发布的数据，近年来，我国机器人品牌实力不断增强，机器人领域专精特新“小巨人”企业达273家，10家机器人企业成长为制造业单项冠军。
国内工业机器人制造企业能够不断发展壮大，离不开坚持不懈的自主创新。《中国机器人技术与产业发展报告(2023)》显示，近年来我国机器人技术创新持续活跃，专利申请量居于世界首位。对此，新松公司有关负责人表示，成立20多年来，新松公司完成了800多项国家重要科技攻关，起草并制定了20多项国家及行业标准，拥有1300多项发明专利。
自主创新，走的是一条别人没有走过的路，注定这条路走起来并不轻松。重庆华数机器人有限公司是一个成立8年就拥有200多项自主知识产权的工业机器人制造企业，凭借自主创新，攻克了几百项工业机器人核心系统难题。该公司研发团队有关负责人夏亮表示，一台工业机器人有上百个零件，涉及关键核心零部件技术以及多项关键共性技术研发，技术涉及面很广，研发难度很大，单靠一家企业有限的研究力量远远不够。为此，公司想到了协同创新的方法，与其他相关企业以及高校和科研机构联手，实现优势互补、分工合作，效率大大提高。
近年来，靠着自主创新，不少中小企业从名不见经传一跃成为行业翘楚。成都卡诺普机器人技术股份有限公司(以下简称卡诺普)是一家成立之初只有五个人的企业，如今是国内少数拥有工业机器人全产业链的企业之一。卡诺普副总经理邓世海表示，公司能够实现跨越式发展，原因就在于高研发投入，目前已建立了一支100多人的研发团队，这支团队是全公司最大的部门，人数占到所有员工的三分之一。搞研发不是盲目花钱，卡诺普研发的每一款产品都有清晰的方向。研发团队会将行业需要、客户特定需求、市场潜在需求等纳入考量，让研制的产品不仅在性能上贴合需求，在价格上也不会让人望而却步。
3 核心零部件“赛道”也涌现出不少“优秀选手”
一台工业机器人由上万个零部件组成，零部件尤其是核心部件的性能高低决定着机器人是否身手敏捷，头脑灵活。
很长一段时间以来，我国工业机器人核心零部件一直依赖国外进口，价格高昂不说，还让国内工业机器人行业面临“卡脖子”的难题。近年来，我国工业机器人核心零部件国产化进程不断加速，越来越多的国内企业与高校科研机构联手，通过产学研合作的方式，实现了运动控制器等工业机器人核心零部件制造技术的自主可控。
关节，是支撑人类能够进行各类活动的重要部位。同样的，对于机器人来说，要想灵活精准地完成各种操作，也必须要有强大的“关节”部件。
一个黑色的圆形“盒子”，上面有两个对称的圆形齿轮，这个外观看起来似乎很不起眼的小部件是由北京智同精密传动科技有限责任公司(以下简称智同科技)自主研制的“机器人关节用高精密摆线针轮减速机”。作为工业机器人运动的核心部件“关节”，精密减速机是连接机器人伺服电机和执行机构的中间装置，也是具有很高技术壁垒的产品。别看它只是一个直径15厘米左右的小部件，可成本却占到机器人总成本的三分之一，制造起来极其复杂，此前一直被国外企业所垄断。智同科技通过与北京工业大学合作，实现了减速机的国产替代，做到了核心技术的自主可控。
智同科技的精密减速机在精密度上堪称在“头发丝上绣花”：产品精度达到了齿隙和传递误差小于1弧分(大约是1度的60分之一)；产品扭矩实现了从额定150纳米到4500纳米全覆盖。产品研发单位北京智同工大智能传动技术研究院院长张驰宇表示：“目前，我们的减速机已拥有40余款产品，覆盖了从小巧的6公斤桌面机器人到1200公斤庞然大物般的重载机器人。”
据了解，工业机器人三大核心零部件是减速器、伺服电机和控制器，它们占据了一台工业机器人的绝大部分利润。目前，在这些核心零部件研发制造领域，我国已涌现出不少“优秀选手”，国产化进程不断加速。在江苏省南京市江宁开发区，埃斯顿自动化集团(以下简称埃斯顿)是一家由生产伺服电机起家，之后转型到自动化核心部件和工业机器人研发制造的国家级专精特新“小巨人”企业，掌握着伺服系统、数控系统等多项工业机器人核心部件的生产技术。
埃斯顿相关负责人表示，公司自2021年以来大力推动核心零部件国产化进程，目前自产的零部件已基本满足公司机器人产品的生产制造需求。同时，公司还建立了从核心零部件到机器人本体再到系统集成的产业生态链。因为机器人是一个非常依赖各功能部件相互配合的产品，疏于把控任何一个核心控制功能部件都会最终影响机器人产品，因此，拥有自己独有的上下游技术，不仅使企业在成本、质量上有了竞争优势，还能在技术和应用上产生协同效应。
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