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機器人是重構製造業戰略格局切入點 讓製造業智慧

  • 發佈時間:2015-11-25 08:25:00  來源:中國經濟網  作者:佚名  責任編輯:王斌

  編者按 2015世界機器人大會上亮相的諸多機器人廣泛應用於工業領域,讓人們眼前一亮。當前,我國製造業正處於轉型升級的關鍵時期,需要以工業機器人為抓手,通過對機器人在工業領域的推廣應用,提升我國工業製造過程的自動化和智慧化水準。

  儘管近年來我國機器人産業發展迅速,已成為全球第一大市場,但與國外先進國家相比還有一定差距,包括不少企業跟風發展,差異化不明顯;創新能力不足,國內智慧財産權保護等大環境還不完善;生産規模仍然不大,關鍵零部件依賴進口造成國産工業機器人成本居高不下;産業起步較晚,標準問題並未引起重視,等等。

  當前重點要抓好工業機器人産品技術突破和示範應用;建立健全機器人的相關技術標準,倒逼企業提高産品品質;建立産學研用聯盟,探索機器人應用的新領域和新模式。

  首批46個智慧製造試點示範項目已確定

  技術突破與推廣示範需要並重

  “發展智慧機器人是打造智慧製造裝備平臺的必經之路。”在11月24日舉辦的2015世界機器人大會工業機器人與智慧製造論壇上,中國機械工業集團有限公司中央研究院副總工程師、中國機器人産業聯盟專家委員會副主任郝玉成如此詮釋工業機器人和智慧製造的關係。

  郝玉成指出,發展智慧機器人具備戰略機遇、市場機遇、技術機遇和産業機遇。從戰略機遇看,智慧機器人是重構製造業戰略格局的切入點,是打造智慧製造裝備平臺的必經之路,中國已經成為未來智慧工業機器人發展成敗的競爭主戰場;從市場機遇看,中國已成為全球第一大機器人市場,2014年達到5.7萬台,預計2020年銷售將達15萬台至20萬台。其中,國産機器人增長快速,近兩年銷量同比增長都超過50%。“中國機器人市場還將有20年以上的增長期。”郝玉成表示,未來機器人的應用將是“廠廠有機器人”“家家有機器人”。

  智慧製造是“中國製造2025”的主攻方向,而工業機器人則是智慧製造的重要組成部分。工信部部長苗圩曾指出,要以工業機器人為抓手,通過對工業機器人在工業領域的推廣應用,提升我國工業製造過程的自動化和智慧化水準。

  智慧製造是什麼?郝玉成將其定義為能夠自動感知和分析製造過程及其製造裝備的資訊流和物流,能以先進的製造方式,自主控制製造過程的資訊流和物流,實現製造過程自主優化運作,滿足客戶個性化需求的現代製造系統。

  “智慧製造的基本屬性有3個,即對資訊流和物流的自動感知和分析,對製造過程資訊流和物流的自主控制,對製造過程的自主優化運作。”郝玉成分析。

  “並非整個生産製造過程的智慧化才是智慧製造。智慧製造是個龐大的系統,由許多部分組成,譬如智慧工廠、智慧裝備、智慧物流等。”郝玉成指出,智慧製造中的智慧不是自動化,而是智慧化。相比傳統製造,智慧製造的內涵、外延、規則、管理都會發生變化。智慧製造不是智慧與製造的簡單疊加,而是智慧化與新型生産製造系統融合成的一種全新的生産製造運作狀態。

  在郝玉成看來,僅僅擁有智慧機器人並不等於智慧製造,“智慧機器人+企業軟體”才是新的智慧製造方式。機器人是實現智慧製造的重要終端和載體,但機器人也要與雲計算大數據物聯網等新技術結合,能感知能反饋,才是真正的智慧製造。比如此前,有些數控系統和工業機器人,只是按人設定的程式作業,並沒有人工智慧。所以出現過有人在修理機器人的時候,因為忘記關閉電源而受傷。

  “未來的機器人是智慧製造的資訊平臺、演算法平臺、操作平臺和整合平臺,將更為專業化和智慧化。”郝玉成説。他認為,機器人智慧化的基礎是硬體技術的平臺化,傳統硬體平臺的三大自動化裝備是數控、可編程邏輯控制器、工業機器人,而新硬體平臺上的智慧裝備則是機器人、3D列印和智慧控制系統。

  工業機器人將推動智慧製造加速推進。目前,工信部已經宣佈了首批46個智慧製造試點示範項目名單。即將發佈的《機器人産業“十三五”發展規劃》則提出,到2020年我國工業機器人年銷量將達到15萬台,保有量達到80萬台。

  過去,大約一半的機器人用在汽車行業,現在機器人在電子資訊業等其他工業行業裏都得到普及和應用。苗圩表示,工信部將利用戰略性新興産業智慧製造專項,支援工業機器人在重點領域推廣示範,一手抓産品技術突破,一手抓好應用。

  “智慧機器人將與傳統製造業交叉融合,形成新業態、新模式,助推智慧製造發展。”郝玉成説。(經濟日報記者 黃 鑫)

  四個和機器人相關的技術標準發佈

  機器人産業呼喚標準化運作

  遨博(北京)智慧科技有限公司沒有想到,它們生産的新一代輕型人機協作機器人遠渡重洋抵達德國時被拒之門外,原因是標準缺失。

  遨博的遭遇並非孤例。機器人與機器人裝備分技術委員會秘書長楊書評告訴記者,近幾年,隨著中國機器人産業的崛起,類似的事情屢見不鮮,而這恰恰是我國機器人産業發展的現狀。過去,國內機器人60%左右的零部件依靠進口,由於産業起步較晚,標準問題並未引起重視。

  “生産企業認為,應用才是關鍵,標準不是他們需要關心的事情。”楊書評説。數據顯示,截至今年11月初,國內僅有工業機器人方面的國家及行業標準38項(包括機械介面標準、通用技術條件標準等),服務機器人標準和醫療機器人標準一片空白。

  標準缺失意味著什麼?不僅僅是出口受限。中國電子學會諮詢服務與標準研究中心副主任余文科用一個案例進行了説明。北京天智航醫療科技股份有限公司前幾年研發了一款內嵌導航定位系統的“骨科機器人”,它的“大腦”可以根據X光片設計出最佳手術方案。而與“大腦”連通的機械手能將釘子精準地釘到既定部位,完成微創骨折方面的手術治療。儘管一些醫生承認“它的醫術比我高”,且“骨科機器人”也在海淀醫院成功得以示範應用,但它在推廣時依然困難重重。“因為國內醫療機器人缺乏相應的安全標準,很多醫院和患者不敢使用。”余文科説。

  關注機器人標準10多年來,楊書評發現,目前只有一部分從事工業機器人的生産企業對工業機器人産品的部分性能做了出廠檢驗,但由於缺乏明確標準以及專業研究,檢測水準較低,國內機器人性能參差不齊。“長此以往,將嚴重制約國內工業機器人産業的發展。”她強調。

  對此,余文科亦深有感觸。在他看來,我國機器人整體實力有了很大提升,但仍然沒有掌握很多核心技術,産品品質等關鍵環節和國外相比還存在較大差距,這直接影響了機器人的性能以及價格競爭力。而建立健全機器人的相關技術標準,既可倒逼企業對照標準找到問題、提高産品品質,也可以提升企業的創新能力。

  説到底,還是缺乏統一的標準。“舉例而言,當你購買一輛汽車,發現輪胎壞了,這時你即便不購買原廠生産的輪胎,也可很快找到匹配的同類産品。”楊書評説。服務機器人亦然。服務機器人的形狀五花八門,功能千奇百怪,一旦它們的某些部位出了問題,很難便捷地配到相應的零部件。如此一來,勢必會影響機器人産業的整體發展。

  令人欣喜的是,情況正在好轉。在11月24日舉辦的機器人技術創新暨團體標準專題論壇上,中國電子學會正式對外發佈了4個和機器人相關的技術標準,包括《碼垛機器人技術要求與驗收規範》、《輪式機器人術語》、《輪式機器人移動平臺設計通則》以及《電子皮帶秤線上自動校驗規範》。“當務之急是,應該更快地制訂出機器人安全和檢測等標準,與國際機器人標準接軌。”楊書評表示。

  全球商業化的手術機器人已有31種

  外科手術從“切除時代”進入“修復時代”

  剛做完心臟手術的患者,當天就能下床行走,3至5天即可出院,7天后就能回到工作崗位。這是遙遠的未來嗎?不,這已經成為美好的現實。

  “我做學生時,大醫生才敢做大手術。但現在大手術不再是外科高手的標誌了。現在的大醫生,要會把複雜手術做成簡單手術,把大手術做成小手術。21世紀的外科是無創和微創的外科,不能只靠大夫的兩隻手。”在世界機器人大會醫用機器人産業發展與未來戰略論壇上,中國人民解放軍總醫院主任醫師高長青教授説起使用醫療外科機器人進行微創手術的經驗時,激動地表示,機器人讓外科從“切除時代”進入了“修復時代”。

  高長青在論壇上放了兩段視頻做對比,同是心臟搭橋手術,過去要動骨開胸,創口長達20至25釐米,現在只需要打3個小眼。在外科導航機器人系統的幫助下,精準外科創口小、疼痛輕、恢復快,未來甚至可能讓手術過程預先程式化。他講了一個案例,“有個空軍特級飛行員,做了心臟兩尖瓣置換手術後,因為沒開胸、創傷小,康復後又重返藍天了”。

  現在全球商業化的手術機器人已經有31種,我國使用的基本都是進口的。北京積水潭醫院是目前世界上開展電腦導航骨科手術最多的醫院,院長田偉不僅用3D導航指導骨科手術,還率領科研組通過創新研究,做國産的骨科手術機器人,已經達到世界領先水準,並獲得目前國家唯一的手術機器人臨床註冊證。

  “機器人技術使我們的手術水準得到很大提高。”田偉説,機器人輔助不僅可以減小病人的創傷,還因為它的精準度及3D實時透視功能,降低了手術難度,讓一些以前外科高手都不敢做的高難度手術獲得了成功。他們曾用機器人幫助積水潭醫院實現頸椎畸形手術零的突破。“骨科機器人不是完全替代外科醫生,它是外科醫生的工具,讓我們外科手術的安全性、精確性越來越高,給病人帶來實實在在的好處。”田偉説。

  北京航空航太大學教授王田苗用一組數字展示了醫療機器人的美好前景:在美國,醫療健康産業佔GDP的17%,而在中國只有6.5%,這意味著中國醫療健康産業的發展空間非常大,其中,藥物和器械的耗費比,國外基本是1:1,國內是1:0.2,這意味著醫療器械的發展潛力更大。醫療機器人是醫療器械中的高端産品,市場前景不可低估。

  作為在這一領域卓有研究的專家,王田苗坦言,醫用機器人有五大發展難點:第一,研發門檻高,週期長;第二,傳統上工科和醫科分離,而醫用機器人需要雙方密切協作;第三,醫用機器人需要的資本巨大,目前企業與金融機構均投入不足;第四,當前我國藥械市場需求比例不合理;第五,高端醫療器械大量進口,醫用機器人也不例外,要培養自己的醫用機器人品牌,還需付出艱苦努力。

  王田苗表示,在醫用機器人領域實現創新創業,一要專注,二要與醫療專家合作,三要産品定位準確簡單,四要與有實力的基金或企業合作。“後工業時代,人們追求的永恒主題是快樂健康。醫用機器人一定會成為未來的剛需!”王田苗説。(經濟日報記者 佘惠敏)

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