去年《中国制造2025》规划落地中国机器人政策,明确将工业机器人列入大力推动突破发展十大重点领域之一,促进机器人标准化、模块化发展,扩大市场应用。根据《工信部关于推进工业机器人产业发展中国机器人政策的指导意见》,到2020年,要建立完善的智能制造装备产业体系,产业销售收入超过3万亿元,实现装备的智能化及制造过程的自动化。
拓展资料
一.机器人是自动控制机器的俗称,自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动执行任务的人造机器装置,用以取代或协助人类工作。理想中的高仿真机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物,目前科学界正在向此方向研究开发。
二.它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般来说,人们都可以接受这种说法,即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳中国机器人政策了美国机器人协会给机器人下的定义中国机器人政策:“一种可编程和多功能的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。”
三.它能为人类带来许多方便之处中国机器人政策!_曳龀终撸蓟魅瞬捣⒄构腋叨戎厥臃⒄够魅瞬怠T凇吨泄圃2025》中,中国强调机器人将是未来的重点发展对象,强调以标准引领中国制造质量的提升。在2016年发布的《机器人产业发展规划(2016-2020年)》中,中国提出“加强机器人标准体系建设”。开展机器人标准体系顶层设计,建立和完善机器人行业标准体系,加快研究制定行业急需的技术标准,支持机器人评价标准的研究和验证,积极参与国际标准的制定和修订。”
工业机器人行业主要上市公司:机器人(300024)、汇川技术(300124)、新时达(002527)、中信重工(601608)、埃斯顿(002747)、中源智人(833135)、拓斯达(300607)、科沃斯(603486)、石头科技(688169)、天智航(688277)等。
本文核心数据:中国建筑机器人分类、中国建筑机器人行业成本占比、中国建筑行业机器人密度
中国建筑机器人研发始于2006年
我国对建筑机器人的研发主要集中在高层建筑外墙清洗和建筑施工自动化安装方面中国机器人政策,如江西理工大学研发的高楼幕墙清洗机器人、863项目下的室内板材安装机器人等。2022年中国机器人政策,住建部发布《“十四五”建筑业发展规划》,规划中指出,加强新型传感、智能控制和优化、多机协同、人机协作等建筑机器人核心技术研究,研究编制关键技术标准,形成一批建筑机器人标志性产品。积极推进建筑机器人在生产、施工、维保等环节的典型应用,重点推进与装配式建筑相配套的建筑机器人应用,辅助和替代“危、繁、脏、重”施工作业。我国建筑机器人行业从萌芽期走向成长期,行业内企业开始增多,行业标准逐步确立,并且政策规划等相关行业发展的辅助配套开始落地。
建筑机器人共有4大应用领域
按照建筑工程施工的工序特点,建筑机器人在建筑施工中主要应用在建筑施工场地的处理、建筑主体工程的施工、建筑装饰装修工程三大方面以及对建筑的检查清洁。
(1)建筑机器人处理施工场地。建筑施工场地处理上主要包括测量放线、基坑挖掘、岩石开凿、管道排水、基坑支撑面喷涂和场地平整等,对应工序都开发有相应的机器人进行施工。
(2)建筑机器人运用于主体工程施工。主要的主体工程施工包括混凝土的搅拌浇筑、钢筋的配置、墙体的砌筑等。主体工程工作量大,施工复杂,是建筑工程施工过程中耗时最长、用量最多的程序,建筑机器人的使用能提高施工效益,缩短工期,降低工程造价。
(3)建筑机器人运用于装饰装修。在建筑工程中,装饰装修工程包括地面平整、抹灰、门窗安装、饰面安装等。建筑装饰装修工程对于作业精度要求非常高。以抹灰为例,其平整度不得超过3%,人工作业要达到相应要求常常需要反复检查和返工。用建筑机器人程精度高,以抹灰机器人为例,其平整度能达到1%,基本一次完成,避免了返工,从而提高工效。
(4)建筑检查、清洁机器人。高层建筑表面装饰很容易出现开裂、破损,如果完全依靠人工来进行检查,一方面由于其检查频率高带来较大工作量,另一方面人工通过眼睛或借助工具很难发现问题,使用建筑自动检查系统能全面精确地发现建筑存在问题。此外,随着建筑高层化的发展,建筑使用玻璃幕墙十分频繁,但玻璃幕墙沾染灰尘后影响透光度和建筑整体形象,因此需要对其进行清洁。传统清洁依靠人工系挂安全绳或搭载安全工作面从上而下进行,存在高空坠落的安全隐患,且人工清洁效率低下,工作效果不佳,需要反复进行。依靠自动清洁机器人能安全、高效地完成建筑玻璃幕墙清洁工作。
国内建筑机器人多处于研发阶段
中国是建筑大国,拥有世界上最大的建筑市场,作为传统产业的典型代表,2021年中国建筑业总产值达29.3万亿元,同比增长11%。
随着人口红利的消失,中国的建筑业面临着巨大的人工成本压力,以及高危、生产效率低等一系列难题。近百年来,虽然自然科学与工程技术领域的革新不断,建筑本身的形态和功能也大不相同,但建筑施工的业态形式却始终没有出现显著的变化。建筑行业是世界上数字化程度最低、自动化程度最低的行业之一。在既有的现代化技术体系中,最有可能承担起建筑业革新重任的便是机器人技术。
近年来,中国在建筑机器人研发领域发力,但大部分技术专利还在研发阶段,并未在市场上规模化应用。2003-2022年中国建筑机器人相关专利申请以及授权数量呈先上升后下降趋势,2020年建筑机器人的专利授权量和申请量达到最高,专利申请数量1.85万项,专利授权数量为0.96万项,而后专利申请热度有所降低,截止至2022年12月,2022年专利申请数量为0.68万项,专利授权数量1628项。
2022年多个龙头企业推出建筑机器人产品
目前行业内较为成熟的应用是碧桂园,2021年,碧桂园在建筑项目中正式应用旗下子公司研发的9款建筑机器人,包括室内喷涂机器人、地砖铺贴机器人、楼层清洁机器人等,且后续将会有12款104台陆续应用在房屋建设中。建筑机器人的研发和投入使用,无疑需要大量的高端人工智能和机器人研发人才队伍作支撑。目前,行业内企业均聘请研发专家并于高校合作,推动建筑机器人技术的升级。
“十四五”行业发展趋势明确
随着国内技术的不断进步,我国逐渐成为了全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地。在国内政策、需求、市场、技术、产业链等一系列因素的推动下,在“十四五”期间我国建筑机器人行业预计将呈现出市场不断扩大,应用领域扩张,生产基地逐渐转移等发展趋势。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国建筑机器人行业市场需求与投资规划分析报告》。
工业机器人行业主要上市公司中国机器人政策:目前国内工业机器人行业的上市公司主要有新松机器人(300024)、汇川技术(300124)、新时达(002527)和埃斯顿(002747)等;
本文核心数据:工业机器人行业发展历程、发展现状、竞争格局、发展趋势
行业概况
1、 行业产品特点
工业机器人及成套设备可广泛地应用于工业各个生产环节中国机器人政策,如焊接、机械加工、搬运、装配、分拣、喷涂等。工业机器人及成套设备的应用不仅能将工人从繁重或有害的体力劳动中解放出来,解决当前劳动力短缺问题,而且能够提高生产效率和产品质量,增强企业整体竞争力。具体来看,工业机器人具有如下优点:
2、 行业产品分类
工业机器人是在工业生产中使用的机器人的总称,目前世界上工业机器人主要分为四大类:垂直多关节机器人、SCARA 机器人、Delta
机器人和协作机器人,其中前三者也被称为传统工业机器人。
行业全球发展现状:市场规模不断扩大
根据IFR(国际工业机器人联合会)在最新发布的报告中测算,2021年,全球工业机器人安装量较2020年出现反弹至435000台,涨幅达13%左右,从而超过2018年的创纪录水平。其中,北美的安装量接近43000台,增长率达17%。欧洲的安装量达到近73000台,增长率达8%。亚洲的工业机器人安装量超过300000台,同比增加15%,且几乎所有东南亚市场都将以两位数的速度增长。
根据IFR公布的数据,2013-2018全球工业机器人市场规模一直处于稳步上升趋势,2018年已经达到155亿美元,但是在2020年这一趋势下降到中国机器人政策了136亿美元。2021年再度迎来反弹,增至145亿美元。
从全球工业机器人装机总量来看,根据IFR最新发布的数据来看,2021年全球装机量再创新高,达到了48.7万台,超过了2018年的水平,全球工业机器人市场进一步复苏,中国、日本工业机器人装机量都得到了不小的提升。
行业发展历程:行业进入现代发展新阶段
世界上第一台可编程机器人诞生于美国,并于1961年首次运用于工业现场,但当时的机器人只是用于简单搬运和重复劳动。1973年,日本日立开发出具备动态视觉的机器人,随后开始搭载微处理器,并广泛应用于工业中。经过几十年的发展,现代机器人已经具备决策和运算能力,机器人发展开始进入智能时代。
行业政策背景:利好政策相继出台
近两年来,中国的多项政策推出都对工业机器人行业的发展起到推动、规划作用,供应链的发展逐步进入快车道,工业机器人依托的数字技术、人工智慧能、虚拟现实和三维图形技术均被写入各项规划中,为工业机器人行业的发展奠定了坚实的基础:
行业发展概况:行业总体呈现走高态势
1、 供给分析
目前来看,我国工业机器人市场仍处于供不应求的阶段,企业通过提高生产水平来提高产能是现阶段的发展重点。2020年,我国工业机器人的产量为237068台,与2019年同期同比增加26.8%。2021年随着我国率先从疫情中复苏,工业机器人迎来国内市场与国际市场的双重利好,产量达366044台,同比增长达54.4%。
从企业的角度来看,据企查猫数据统计,截至2022年6月,国内工业机器人相关企业数量达到11.4万家,其中江苏省聚集的工业机器人厂商最多,达到2.4万家;其次是广东省1.9万余家,位列第二;山东省有1.2万余家,位居第三。从注册资本来看,注册资本在100万元以下的企业占比19.83%,1000万元以上的占比24.32%;100-1000万元占比最大,达到55.85%。
中国工业机器人旺盛的市场需求,同时也带来了行业过热的迹象。目前,重点发展工业机器人产业的省份有20多个,工业机器人产业园区80余个。近五年,工业机器人企业数量从不到400家迅速增至11.4万余家,多集中于中低级市场,其中2021年共新增注册企业超4.6万家。
2、需求分析
自2016年开始,中国工业机器人累计销量位列世界第一,发展速度史无前例。2019年,中国依然是全球最大的机器人市场,工业机器人总量达到14.05万台,较2018年下降8.6%。根据MIR的最新统计,2021年我国工业机器人销量达到25.6万台,同比增长达49.5%,增长势头迅猛。
3、 工业机器人行业市场规模
我国工业机器人市场发展较快,约占全球市场份额三分之一,是全球第一大工业机器人应用市场。当前,我国生产制造智能化改造升级的需求日益凸显,工业机器人的市场需求依然旺盛,据IFR统计,2020年我国工业机器人销量额达442.5亿人民币,2021年销量额达到445.7亿人民币,同比增长5.5%。
行业竞争格局
1、 区域竞争
根据企查猫提供的企业信息,前瞻根据行业标准对工业机器人企业进行了筛选后,从行业区域竞争格局角度分析全国主要区域内工业机器人经营企业数量,可以看出我国工业机器人企业主要聚集在广东以及江浙沪区域,东南部沿海地带企业数量有一定的优势。
2、 企业竞争
由于我国机器人市场仍然以外资品牌为主,例如发那科、爱普生、ABB和安川电机等。国产工业机器人产业比较薄弱,面临国内如此巨大的工业机器人市场潜力,仍需一段时间的技术积累才能形成与外资品牌在高端市场中的竞争力。在国内厂商中,市场表现较好的国内厂商分别是埃夫特、埃斯顿、众为兴、广州启帆、新松和新时达,相较其他本土厂商,这些厂商起步较早,目前都已具备一定规模和技术实力。从2021年我国工业机器人市场份额竞争格局来看,发那科、爱普生市场份额在10%左右,ABB、安川达到8%的水平,中国本土厂商的市场份额仍需继续追赶。
行业发展前景趋势及预测
1、 行业发展趋势
在过去10年的发展,中国智能生产、尖端科技实验室的不断建成使得工业机器人在我国发展新阶段中的重要程度日益提升,中国工业机器人行业的发展趋势将主要体现在以下几个方面:
预计2022年中国工业机器人行业年行业规模达540亿元;2027年行业规模达超过1800亿元,2022-2027年间CARG达28.20%。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国工业机器人行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
作者:哈尔滨工业大学常务副校长、中国科学院院士 韩杰才
机器人在推动制造业高质量发展中的地位
机器人是“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。我们不仅要把我国机器人水平提高上去,而且要尽可能多地占领市场。
随着人口红利的消失,机器人在现代制造业中发挥着越来越重要的作用,中国从2017年开始成为世界机器人增长最大的市场。据预计,在2022年中国机器人市场规模将达到805.2亿美元,全球占比高达38.3%。中国机器人市场涵盖了全部20个行业类别、60多类主要场景。工业机器人应用领域已经率先从 汽车 、电子、食品包装等传统领域,向新能源、环保设备、高端装备、仓储物流等新兴领域加快转变,机器人应用场景也在从传统 汽车 及3C制造向新场景和新行业延伸。如何扩大并深耕场景,提升行业应用范围和水平,是机器人行业未来非常重要的爆发增长点。
机器人已经具备成为独立工业母机的可能性,发展智能工业机器人为我国制造业换道超车提供了机遇。工作母机处于产业链核心环节,是现代工业的心脏,是整个工业体系的基石和摇篮。机器人的出现打破了人们对于工业母机的认识,随着视觉、语音等人工智能技术在机器人上的应用,机械系统和电子系统高度融合,工业机器人正在替代传统机床成为新一代独立工作母机。在机械系统和电子系统层面,目前六轴机器人很大程度上已经具有了工业母机的特性,FANUC和ABB展示的用机器人制造机器人生产线就证明了这一点。
关键核心技术缺失制约机器人产业高质量发展
近年来我国将机器人关键核心技术作为 科技 发展重点领域,相继攻克了减速器、伺服控制、伺服电机等关键核心零部件领域的部分难题,但相比之下,国产机器人核心零部件竞争力仍旧不强,存在精度差、寿命短、故障多等问题,市场应用端当前还是大部分依赖进口,其中占工业机器人生产成本70%以上的三大核心零部件——减速器、伺服系统和控制器,国产产品市场份额还不到5%。要有效弥补 科技 创新的短板,必须发挥我们的制度优势,加大研发资源投入,充分释放青年人才队伍红利,强化核心技术攻关,完善创新制度设计,构建面向全球的创新体系和生态,持续提升中国 科技 创新能力。
构筑创新生态驱动机器人产业高质量发展
创新生态通常指为创新活动提供的条件和环境,是创新要素相互连接形成的网络。创新生态的构成主体一般包括大学和科研机构、企业、金融机构、政府和各类中介形成的功能综合体。其中,政府提供政策法规、条件支持、政务管理和服务;大学和科研院所提供知识、技术、人才支撑;金融机构提供资金融通;中介机构推动知识传播、技术扩散和成果转化;企业是创新生态的关键主体,建设“以企业为主体、以市场为导向,产学研深度融合的技术创新体系”已经成为 社会 共识。机器人是智能制造的共性技术和基础产业,是支撑制造业高质量发展的关键环节。哈尔滨工业大学发挥学校在机器人领域的技术、人才、项目优势,与黑龙江省、哈尔滨市联合成立了哈工大机器人集团(HRG)。在实践 探索 中我们认识到:构筑机器人创新生态,有助于促进制造业高质量发展。
一是以供给侧改革补齐创新短板,完善机器人产业创新链。创新链包括“基础研究—共性技术研究—商业应用研究—产品开发—工艺优化—规模生产”等功能环节。HRG按照平台模式和生态模式,建立广泛连接和开放合作的创新系统,全面打通资源导入渠道,优化资源配置,实现创新链上下游各环节的业务协作。在生态构建和创新链协同中,突出了以企业为主体、以市场为导向,有利于产学研合作的深度融合。实现创新链全链条全要素赋能,全面提高创新质量。
二是以共享共赢实现产业价值重塑,促进机器人产业链协同。产业链是生产制造各环节前后衔接构成的业务链条,包括从原材料到最终产品的全过程。产业链协同主要表现为利益协同、技术协同和空间协同,相关研究视角包括价值链、企业链、供需链和空间链。机器人产业链主要包括“技术研发—核心技术和零部件—本体制造—系统集成—售后服务”等环节。HRG积极为产业链关联企业提供要素赋能,协调上下游企业的合作配套关系,优化业务布局和区域协作,形成功能互补、利益共赢的事业共同体。机器人产业的竞争是全球化竞争,不只是企业之间的技术和产品的竞争,还包括国家的产业链、供应链、创新体系之间的竞争。
三是以利益共享推动风险共担,实现机器人产业资本链融合。一般来讲,资本链包括“募集资金—投资—项目培育—资本退出”等资本流动过程。资本链涉及投资人和投资机构、融资企业、资本市场等主体。资本是动员、组织和配置创新资源的关键力量。机器人产业是技术密集型和资本密集型项目,构筑机器人创新生态,需要促进创新链和产业链与资本链深度融合。通过资本的力量,可以更好地动员和整合资源,促进成果转化。HRG在机器人领域通过借助资本力量,有效导入创新创业资源,成功孵化了上百个优质产业项目,打通了 科技 创新、成果转化、产业培育的业务逻辑。
四是以协同创新引领创新生态发展,加快机器人产业体系建设。构筑机器人创新生态,要致力于机器人领域的产业体系建设。党的十九大报告提出“加快建设实体经济、 科技 创新、现代金融、人力资源协同发展的产业体系”。产业体系所包含的四方面内容构成了一个有机整体,是“转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力”的系统工程,缺少任何一个方面都不完整。HRG通过“创新+创业+产业”联动发展的业务逻辑,形成了包括产业研究院、孵化体系、产业基地、专项投资基金在内的“科创产”综合体业务模式,并在合肥、岳阳、中山等多个地区成功落地。围绕机器人产业,形成了实体经济、 科技 创新、现代金融、人力资源协同发展的局面,为地方经济发展构建了区域性机器人产业体系。
机器人是智能制造的重要支撑,是实现“互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”的主导力量。构筑机器人创新生态,开放共享创新生态平台,实现新技术交叉融合;打通创新链、对接产业链、融合资本链,促进实体经济、 科技 创新、现代金融、人力资源协同发展,实现规模效应和集聚效应;建立以企业为主体、以市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系,整体推进 科技 创新、成果转化、产业培育工作,优化创新体制机制,打造经济增长新动能,促进制造业高质量发展。
韩杰才,哈尔滨工业大学常务副校长、中国科学院院士。他长期从事超高温复合材料、红外光学晶体与薄膜材料的研究,揭示了材料超高温烧蚀机理和规律,发展了细观热烧蚀理论,提出了多元氧化物和固溶体抑制氧化烧蚀的机制,实现了材料氧化抑制与高温强韧化的协同,并应用于高超声速飞行器防热系统。发明了大尺寸蓝宝石晶体专用生长方法及生长装备、四面体非晶碳复合增透保护膜及制备工艺,用于多个工程型号,并长期致力于推动新材料、机器人 科技 成果的转化和产业化。曾获国家自然科学奖二等奖、国家技术发明奖二等奖、首届全国创新争先奖等。
机器人既是先进制造业的关键支撑装备,也是改善人类生活方式的重要切入点。无论是在制造环境下应用的工业机器人,还是在非制造环境下应用的服务机器人,其研发及产业化应用是衡量一个国家科技创新、高端制造发展水平的重要标志。大力发展机器人产业,对于打造中国制造新优势,推动工业转型升级,加快制造强国建设,改善人民生活水平具有重要意义。
为贯彻落实好《中国制造2025》将机器人作为重点发展领域的总体部署,推进我国机器人产业快速健康可持续发展,特制定本规划,规划期为2016-2020年。
一、现状与形势
自1954年世界上第一台机器人诞生以来,世界工业发达国家已经建立起完善的工业机器人产业体系,核心技术与产品应用领先,并形成了少数几个占据全球主导地位的机器人龙头企业。特别是国际金融危机后,这些国家纷纷将机器人的发展上升为国家战略,力求继续保持领先优势。近五年来,全球工业机器人销量年均增速超过17%,销量达到22.9万台,同比增长29%,全球制造业机器人密度(每万名工人使用工业机器人数量)平均值由5年前的50提高到66,其中工业发达国家机器人密度普遍超过200。与此同时,服务机器人发展迅速,应用范围日趋广泛,以手术机器人为代表的医疗康复机器人形成了较大产业规模,空间机器人、仿生机器人和反恐防暴机器人等特种作业机器人实现了应用。
我国机器人研发起步于20世纪70年代,近年来,在一系列政策支持下及市场需求的拉动下,我国机器人产业快速发展。自主品牌工业机器人销量达到1.7万台,较上年增长78%。服务机器人在科学考察、医疗康复、教育娱乐、家庭服务等领域已经研制出一系列代表性产品并实现应用。自2013年起我国成为全球第一大工业机器人应用市场,销量达到5.7万台,同比增长56%,占全球销量的1/4,机器人密度由5年前的11增加到36。
虽然我国机器人产业已经取得了长足进步,但与工业发达国家相比,还存在较大差距。主要表现在:机器人产业链关键环节缺失,零部件中高精度减速器、伺服电机和控制器等依赖进口;核心技术创新能力薄弱,高端产品质量可靠性低;机器人推广应用难,市场占有率亟待提高;企业“小、散、弱”问题突出,产业竞争力缺乏;机器人标准、检测认证等体系亟待健全。
当前,随着我国劳动力成本快速上涨,人口红利逐渐消失,生产方式向柔性、智能、精细转变,构建以智能制造为根本特征的新型制造体系迫在眉睫,对工业机器人的需求将呈现大幅增长。与此同时,老龄化社会服务、医疗康复、救灾救援、公共安全、教育娱乐、重大科学研究等领域对服务机器人的需求也呈现出快速发展的趋势。“十三五”时期是我国机器人产业发展的关键时期,应把握国际机器人产业发展趋势,整合资源,制定对策,抓住机遇,营造良好发展环境,促进我国机器人产业实现持续健康快速发展。
二、总体要求
(一)指导思想
全面贯彻落实党的十八大和十八届三中、四中、五中全会精神,坚持创新、协调、绿色、开放、共享发展理念,加快实施《中国制造2025》,紧密围绕我国经济转型和社会发展的重大需求,坚持“市场主导、创新驱动、强化基础、质量为先”原则,“十三五”期间聚焦“两突破”、“三提升”,即实现机器人关键零部件和高端产品的重大突破,实现机器人质量可靠性、市场占有率和龙头企业竞争力的大幅提升,以企业为主体,产学研用协同创新,打造机器人全产业链竞争能力,形成具有******的机器人产业体系,为制造强国建设打下坚实基础。
市场主导就是坚持以市场需求为导向,以企业为主体,充分发挥市场对机器人研发方向、路线选择、各类要素配置的决定作用。创新驱动就是加强机器人创新体系建设,加快形成有利于机器人创新发展的新机制,优化商业和服务模式,打造公共创新平台。强化基础就是加强机器人共性关键技术研究,建立完善机器人标准体系及检测认证平台,夯实产业发展基础。质量为先就是提高机器人关键零部件及高端产品的质量可靠性,提升自主品牌核心竞争力。
(二)发展目标
经过五年的努力,形成较为完善的机器人产业体系。技术创新能力和国际竞争能力明显增强,产品性能和质量达到国际同类水平,关键零部件取得重大突破,基本满足市场需求。2020年具体目标如下:
产业规模持续增长。自主品牌工业机器人年产量达到10万台,六轴及以上工业机器人年产量达到5万台以上。服务机器人年销售收入超过300亿元,在助老助残、医疗康复等领域实现小批量生产及应用。培育3家以上具有国际竞争力的龙头企业,打造5个以上机器人配套产业集群。
技术水平显著提升。工业机器人速度、载荷、精度、自重比等主要技术指标达到国外同类产品水平,平均无故障时间(MTBF)达到8万小时;医疗健康、家庭服务、反恐防暴、救灾救援、科学研究等领域的服务机器人技术水平接近国际水平。新一代机器人技术取得突破,智能机器人实现创新应用。
关键零部件取得重大突破。机器人用精密减速器、伺服电机及驱动器、控制器的性能、精度、可靠性达到国外同类产品水平,在六轴及以上工业机器人中实现批量应用,市场占有率达到50%以上。
集成应用取得显著成效。完成30个以上典型领域机器人综合应用解决方案,并形成相应的标准和规范,实现机器人在重点行业的规模化应用,机器人密度达到150以上。
三、主要任务
(一)推进重大标志性产品率先突破
推进工业机器人向中高端迈进。面向《中国制造2025》十大重点领域及其他国民经济重点行业的需求,聚焦智能生产、智能物流,攻克工业机器人关键技术,提升可操作性和可维护性,重点发展弧焊机器人、真空(洁净)机器人、全自主编程智能工业机器人、人机协作机器人、双臂机器人、重载AGV等六种标志性工业机器人产品,引导我国工业机器人向中高端发展。
促进服务机器人向更广领域发展。围绕助老助残、家庭服务、医疗康复、救援救灾、能源安全、公共安全、重大科学研究等领域,培育智慧生活、现代服务、特殊作业等方面的需求,重点发展消防救援机器人、手术机器人、智能型公共服务机器人、智能护理机器人等四种标志性产品,推进专业服务机器人实现系列化,个人/家庭服务机器人实现商品化。
专栏一十大标志性产品
——弧焊机器人。6自由度多关节机器人,中厚板弧焊机器人额定负载≥10kg,薄板弧焊机器人额定负载6kg。实现焊缝轨迹电弧跟踪、高压接触感知、焊缝坡口宽度电弧跟踪等关键技术的应用。
——真空(洁净)机器人。真空最大负载15kg,洁净最大负载210kg,重复定位精度±0.05~0.1mm,实现真空环境下传动润滑、直驱控制、动态偏差检测与校正及碰撞检测与保护等关键技术的应用。
——全自主编程智能工业机器人。6自由度以上,适应工件尺寸范围在1m*1m*0.3m以上,具有智能工艺专家系统,可自动获取信息生成作业程序,全过程非示教,自动编程时间小于1秒,满足喷涂、抛光、打磨等复杂的作业要求。
——人机协作机器人。6自由度以上的多关节机器人,自重负载比小于4,重复定位精度±0.05mm,力控精度5N,碰撞安全监测响应时间0.3s,选配本体感应皮肤的整臂安全感应距离1cm,防护等级IP54,适用于柔性、灵活度和精准度要求较高的行业如电子、医药、精密仪器等行业,满足更多工业生产中的操作需要。
——双臂机器人。每个单臂6自由度以上,关节转动速度≥±180°/s,双臂平均功耗500W,带双臂碰撞检测的路径规划功能,集成双目视觉定位误差1mm,2指/3指柔性手爪行程≥50mm,抓取力≥30N,重复定位精度±0.05mm,适用于3C电子等行业的零件组装产线。
——重载AGV。驱动方式:全轮驱动;最大负载能力40000Kg;最大速度:直线20m/min;转弯半径:2m;辅助磁导航精度:±10mm;防碰装置:激光防碰;举升装置:车体自举升;举升行程:最大100mm。
——消防救援机器人。满足自然灾害和恶性事故等现场对灾情侦察和快速处理的需求,在高温高压、有毒有害等特殊环境下,可完成人员搜索、灾情探测定位、定点抛投、排障、灭火和救援等任务。
——手术机器人。冗余机械臂的自由度数目不小于6个,最高重复位置精度优于1mm,选取点上的测量误差不大于1%,可完成各类相关手术。
——智能型公共服务机器人。导航方式:激光SLAM,最大移动速度0.6m/s,定位精度±100mm,定位航向角精度±5°,最大工作时间3h,手臂数量2,单臂自由度2-7,头部自由度1-2,具备自主行走、人机交互、讲解、导引等功能。
——智能护理机器人。面向老人照护需求,具有智能感知识别、自主移动等能力,与用户进行交流,辅助老人进行家务劳动,提供多样性的护理服务。
(二)大力发展机器人关键零部件
针对6自由度及以上工业机器人用关键零部件性能、可靠性差,使用寿命短等问题,从优化设计、材料优选、加工工艺、装配技术、专用制造装备、产业化能力等多方面入手,全面提升高精密减速器、高性能机器人专用伺服电机和驱动器、高速高性能控制器、传感器、末端执行器等五大关键零部件的质量稳定性和批量生产能力,突破技术壁垒,打破长期依赖进口的局面。
专栏二五大关键零部件
——高精密减速器。通过发展高强度耐磨材料技术、加工工艺优化技术、高速润滑技术、高精度装配技术、可靠性及寿命检测技术以及新型传动机理的探索,发展适合机器人应用的高效率、低重量、长期免维护的系列化减速器。
——高性能机器人专用伺服电机和驱动器。通过高磁性材料优化、一体化优化设计、加工装配工艺优化等技术的研究,提高伺服电机的效率,降低功率损失,实现高功率密度。发展高力矩直接驱动电机、盘式中空电机等机器人专用电机。
——高速高性能控制器。通过高性能关节伺服、振动抑制技术、惯量动态补偿技术、多关节高精度运动解算及规划等技术的发展,提高高速变负载应用过程中的运动精度,改善动态性能。发展并掌握开放式控制器软件开发平台技术,提高机器人控制器可扩展性、可移植性和可靠性。
——传感器。重点开发关节位置、力矩、视觉、触觉等传感器,满足机器人产业的应用需求。
——末端执行器。重点开发抓取与操作功能的多指灵巧手和具有快换功能的夹持器等末端执行器,满足机器人产业的应用需求。
(三)强化产业创新能力
加强共性关键技术研究。针对智能制造和工业转型升级对工业机器人的需求和智慧生活、现代服务和特殊作业对服务机器人的需求,重点突破制约我国机器人发展的共性关键技术。积极跟踪机器人未来发展趋势,提早布局新一代机器人技术的研究。
建立健全机器人创新平台。充分利用和整合现有科技资源和研发力量,组建面向全行业的机器人创新中心,打造政产学研用紧密结合的协同创新载体。重点聚焦前沿技术、共性关键技术研究。
加强机器人标准体系建设。开展机器人标准体系的顶层设计,构建和完善机器人产业标准体系,加快研究制订产业急需的各项技术标准,支持机器人评价标准的研究和验证,积极参与国际标准的制修订。
建立机器人检测认证体系。建立并完善以国家机器人检测与评定中心为代表的机器人检验与认证机构,推动建立机器人第三方评价和认证体系,开展机器人整机及关键功能部件的检测与认证工作。
专栏三基础能力建设重点
——机器人共性关键技术。1.工业机器人关键技术:重点突破高性能工业机器人工业设计、运动控制、精确参数辨识补偿、协同作业与调度、示教/编程等关键技术。2.服务机器人关键技术:重点突破人机协同与安全、产品创意与性能优化设计、模块化/标准化体系结构设计、信息技术融合、影像定位与导航、生肌电感知与融合等关键技术。3.新一代机器人技术:重点开展人工智能、机器人深度学习等基础前沿技术研究,突破机器人通用控制软件平台、人机共存、安全控制、高集成一体化关节、灵巧手等核心技术。
——机器人创新中心。重点围绕人工智能、感知与识别、机构与驱动、控制与交互等方面开展基础和共性关键技术研究,深入开展在高端制造业、灾难应急处理、医疗康复、助老助残等领域的前沿基础研究和应用基础研究,推进科技成果的转移扩散和商业化应用,为企业提供共性技术支持和服务,强化国际交流与合作,培养机器人专业研发设计人才。
——机器人产业标准。发挥企业参与制修订标准的积极性,按照产业发展的迫切度,研究制订一批机器人国家标准、行业标准和团体标准,主要包括机器人用RV减速机通用技术条件等通用技术标准、机器人整机电磁兼容技术要求和试验方法等检测标准、个人护理机器人安全要求等安全标准、工业机器人编程和操作图形用户接口等通信控制标准、设计平台标准和喷涂机器人系统应用规范等应用标准。
——国家机器人检测与评定中心。面向机器人整机及关键功能部件两方面内容开展检测与评定工作,整机性能评价包括:安全、性能、环境适应性、噪音水平、电磁兼容性、可靠性及测控软件评价等;功能部件检测评定包括:零件质量、零部件安全及性能、噪声、环境适应性、材质和接口等。
(四)着力推进应用示范
为满足国家战略和民生重大需求,加强质量品牌建设,积极开展机器人的应用示范。围绕制造业重点领域,实施一批效果突出、带动性强、关联度高的典型行业应用示范工程,重点针对需求量大、环境要求高、劳动强度大的工业领域以及救灾救援、医疗康复等服务领域,分步骤、分层次开展细分行业的推广应用,培育重点领域机器人应用系统集成商及综合解决方案服务商,充分利用外包服务、新型租赁等模式,拓展工业机器人和服务机器人的市场空间。
专栏四机器人推广应用计划
通过提高企业质量意识,促进企业实施以质量为先的经营管理,完善产品检测认证制度,推广先进质量管理方法,加强制造过程管理等措施,推进质量保障能力建设,提高机器人产品的质量可靠性,提升用户使用机器人的信心。
在工业机器人用量大的汽车、电子、家电、航空航天、轨道交通等行业,在劳动强度大的轻工、纺织、物流、建材等行业,在危险程度高的化工、民爆等行业,在生产环境洁净度要求高的医药、半导体、食品等行业,推进工业机器人的广泛应用。在救灾救援领域,推进专业服务机器人在自然灾害、火灾、核事故、危险品爆炸现场的示范应用等。
开展陪护与康复训练机器人在失能与认知障碍人群中的试点示范,开展智能假肢与外骨骼机器人在行动障碍人群中的试点示范,开展手术机器人在三甲医院智能手术中心的试点示范,大力推进服务机器人在医疗、助老助残、康复等领域的推广应用。
(五)积极培育龙头企业
引导企业围绕细分市场向差异化方向发展,开展产业链横向和纵向整合,支持互联网企业与传统机器人企业的紧密结合,通过联合重组、合资合作及跨界融合,加快培育管理水平先进、创新能力强、效率高、效益好、市场竞争力强的龙头企业,打造知名度高、综合竞争力强、产品附加值高的机器人国际知名品牌。大力推进研究院所、大专院校与机器人产业紧密结合,充分发挥龙头企业带动作用,以龙头企业为引领形成良好的产业生态环境,带动中小企业向“专、精、特、新”方向发展,形成全产业链协同发展的局面。
四、保障措施
(一)加强统筹规划和资源整合
强化顶层设计,统筹协调工业管理、发展改革、科技、财政等各部门的资源和力量,形成合力,支持自主创新,推动我国机器人产业健康发展;加强对区域产业政策的指导,形成国家和地方协调一致的产业政策体系;鼓励有条件的地区、园区发展机器人产业集群,引导机器人产业链及生产要素的集中集聚。
(二)加大财税支持力度
通过工业转型升级、中央基建投资等现有资金渠道支持机器人及其关键零部件产业化和推广应用;利用中央财政科技计划(专项、基金等)支持符合条件的机器人及其关键零部件研发工作;通过首台(套)重大技术装备保险补偿机制,支持纳入《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》的机器人应用推广;根据国内机器人产业发展情况,逐步取消关税减免政策,发挥关税动态保护作用;落实好企业研发费用加计扣除等政策,鼓励企业加大技术研发力度、提升技术水平。
(三)拓宽投融资渠道
鼓励各类银行、基金在业务范围内,支持技术先进、优势明显、带动和支撑作用强的机器人项目;鼓励金融机构与机器人企业成立利益共同体,长期支持产业发展;积极支持符合条件的机器人企业在海内外资本市场直接融资和进行海内外并购;引导金融机构创新符合机器人产业链特点的产品和业务,推广机器人租赁模式。
(四)营造良好的市场环境
制定工业机器人产业规范条件,促进各项资源向优势企业集中,鼓励机器人产业向高端化发展,防止低水平重复建设;研究制订机器人认证采信制度,国家财政资金支持的项目应采购通过认证的机器人,鼓励地方政府建立机器人认证采信制度;加强机器人知识产权保护制度建设;研究建立机器人行业统计制度;充分发挥行业协会、产业联盟和服务机构等行业组织的作用,构建机器人产业服务平台。
(五)加强人才队伍建设
组织实施机器人产业人才培养计划,加强大专院校机器人相关专业学科建设,加大机器人职业培训教育力度,加快培养机器人行业急需的高层次技术研发、管理、操作、维修等各类人才;利用国家,吸纳海外机器人高端人才创新创业。
(六)扩大国际交流与合作
充分利用政府、行业组织、企业等多渠道、多层次地开展技术、标准、知识产权、检测认证等方面的国际交流与合作,不断拓展合作领域;鼓励企业积极开拓海外市场,加强技术合作,提供系统集成、产品供应、运营维护等全面服务。
五、规划实施
由工业和信息化部、发展改革委牵头负责组织规划实施,建立各部门分工协作、共同推进的工作机制,建立规划实施动态评估机制。地方工业和信息化、发展改革主管部门及相关企业结合本地区和本企业实际情况,制订与本规划相衔接的实施方案。相关行业协会及中介组织要发挥桥梁和纽带作用,及时反映规划实施过程中出现的新情况、新问题,提出政策建议。