非凡十年看变迁丨机器人产业迈向高端
发布时间:2022-09-22 21:42:48

  2022世界机器人大会上展出的安川首钢工业机器人。(图片来源:视觉中国)

  医疗机器人进行腹腔微创手术,咖啡机器人75秒就可完成一杯郁金香花型咖啡拉花,采摘机器人在0.2秒内完成1平方米范围的苹果识别……8月18日至21日,2022世界机器人大会在北京举行,博览会首次通过“机器人+应用场景”的形式,向观众展示了机器人在医疗、农业等行业的最新应用。

  机器人被称为“制造业皇冠顶端的明珠”,是一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。8月17日,习在辽宁沈阳新松机器人自动化股份有限公司考察时强调,要时不我待推进科技自立自强,只争朝夕突破“卡脖子”问题,努力把关键核心技术和装备制造业掌握在我们自己手里。党的十八大以来,我国机器人产业规模、技术和产品接连实现突破,应用水平大幅提高。《“十四五”机器人产业发展规划》显示,截至去年年底,我国已连续8年成为全球最大的工业机器人消费国。2021年我国制造业机器人密度达到322台/万人,相较2012年增长13倍。

  8月23日上午,在上海市金桥华虹创新园区上班的刘女士前往附近的核酸采样亭做核酸检测。不同于一般的核酸采样亭,刘女士前去的这处采样亭没有“大白”,取而代之的是一位机器人。“这机器人真的是高科技,手法一点都不亚于专业医护人员。”刘女士说,上海的高温天,排队做核酸都觉得很热,“大白”们穿着防护服工作更是辛苦。现在这种机器人核酸采样亭在上海很多地方都有,真的很方便。

  机器人医生、机器人快递员、机器人服务生……近年来,在国内的各行各业,出现了越来越多机器人的身影。相较于过去人们印象中“身躯笨拙、只能做简单工作”的机器人,现在机器人的身手越来越灵活,落地应用场景也日益丰富。数据显示,我国已成为全球机器人最大的应用市场。

  最近,一位来自安徽省合肥市的幼儿在中国科大附一院进行了“巨结肠根治术”,手术的“主刀医生”是一位叫“大奇”的机器人。机器人做手术靠谱吗?答案是不仅靠谱还具备一流的技术。据患儿的主治医生介绍,因为孩子年龄小、体重轻,手术又需要游离盆腔无神经节肠管,难度较大,因此手术操作必须十分精细。在这方面,机器人的稳定性和精准度都很高,这台手术历时3个多小时,术中出血仅20毫升。

  福建省厦门大学附属第一医院的达芬奇手术机器人系统正在为一位患者进行手术。(厦门大学附属第一医院供图)

  医疗是国内机器人应用的一大领域。手术机器人被誉为“下一代外科手术的新方式”,已经在国内不少医院应用。与往届世界机器人大会相比,今年的世界机器人大会博览会也专门设置了“机器人+医疗”展示区,参展企业众多。业内专家认为,医疗机器人在介入医学中的应用既能缓解医护人员学习曲线过长的问题,也能做到手术更精准化和标准化操作,拥有较大临床应用空间。

  工业也是机器人应用的重点领域。作为数字化、智能化技术的集大成者,工业机器人领衔的智能制造已成为目前国内制造业转型升级的主要路径。

  在徐工集团工程机械有限公司的起重机制造厂区内,智能生产线高速运转,整个生产流程只需一名工人轻轻按一下鼠标,其余的都由工业机器人完成。作为世界知名的起重机制造企业,徐工集团打造出世界第一条起重机转台智能焊接生产线,实现机器换人,一次焊接合格率达到100%,生产效率提升100%以上。在徐工重型涂装智能生产线轴喷涂机器人进行喷涂,涂料利用率由51%提升至65%以上,也消除了该岗位给工人造成的职业健康危害。

  工业机器人以及人工智能等新兴技术的运用,让生产变得更加柔性和高效。广东省佛山市顺德区是全国最大的电风扇、微波炉等小家电生产基地,在这里,一条智能化微波炉生产线秒可下线一台微波炉,一台微波炉箱体上的二十几颗螺丝,只有最后一颗需要人工拧紧。原本只能生产一种微波炉的生产线,经过自动化、智能化改造,可以一次生产多种规格的微波炉产品。

  近年来,我国制造业加速自动化、智能化升级,机器换人、人机协作成为一种趋势和共识。国际机器人联合会发布的《世界机器人2021工业机器人报告》显示,2021年在中国工厂运行的工业机器人数量达到创纪录的94.3万台,同比增长了21%,并且还在持续高速增长。目前,工业机器人已覆盖我国国民经济60个行业大类、168个行业中类。对工业机器人需求的增长也催生了工业机器人制造的快速发展,工信部发布的数据显示,2021年,我国工业机器人产量达到了36.6万台,比2015年增长了10倍,稳居全球第一大工业机器人市场。

  在2022世界机器人大会上,来自广东省佛山市三龙湾科技城的12家机器人企业带来多款高精尖机器人产品,吸引了众多参观者驻足。作为佛山市机器人产业的聚集地,三龙湾科技城拥有机器人及相关上下游企业(机构)超过50家,机器人集群优势日益明显。

  2022世界机器人大会上,一位参观者与一款人型机器人握手互动。(图片来源:视觉中国)

  广东省是国内机器人产业的主要聚集区之一。包括广州、佛山、深圳、东莞在内的城市近年来都陆续建立起多个机器人产业基地和产业园区,大力推动机器人产业的发展。

  广东省东莞市的松山湖国际机器人产业基地成立于2014年,短短几年间,就初步形成了一条完整的机器人产业链。截至去年,园区内的机器人企业已经超过400家,涵盖了核心零部件、智能装备、系统集成等机器人产业上下游多个环节,并形成了孵化期、成长期和成熟期三个企业梯队。此外,还有30多家新型研发机构。

  扫地机器人制造企业云鲸智能是松山湖的老住户,公司的联合创始人高寒回忆,东莞的机器人产业发展飞快,就拿松山湖来说,云鲸智能刚入驻的时候,园区的写字楼还是空空的,没有几家企业。但仅仅三年多时间,这个产业基地就几乎快要被填满了。政府的服务支持以及当地完备的制造业基础是吸引企业的原因,也给园区机器人产业的壮大提供了肥沃土壤。

  机器人产业市场主体不断优化壮大,彰显了我国机器人产业发展的强劲动力。据不完全统计,十年前,中国本土企业在国内机器人市场的占有率不足5%,企业数量不过数百家。然而,近10年来,机器人相关企业注册数量逐年上升,仅2021年新增机器人相关企业就达到12.39万家。目前,我国机器人产业已基本形成从零部件、整机到集成应用的全产业链体系。

  在位于重庆市两江新区数字经济产业园的重庆七腾科技有限公司总装车间,机器人产品经过严格检验,从这里下线,销往全国各地。这家于2010年才成立的企业如今产品已覆盖全国20余个省市,为100余家海内外知名企业提供服务。

  重庆两江机器人产业园是重庆市机器人产业发展的核心承接区域。重庆两江新区自2012年起,将机器人产业作为重要发展战略,重点构建集“生产制造区”“成果孵化”“应用研发”等功能平台为一体的产业生态,目前已吸引培育大批企业。

  像这样的机器人产业集聚区,在国内并不少见。在浙江省杭州市萧山区,一座机器人小镇成为当地新的经济增长点。杭州钱江机器人有限公司2017年入驻小镇。公司销售经理王浩宇表示,主要是看重小镇的产业集聚优势。“在这里,一出门,就是下游企业;一聊天,就是头脑风暴。帮我们减少了大量的时间、人员、运输成本。”他说。

  有市场机构做过不完全统计,目前我国仅工业机器人行业产业园就已经超过500个,产业集聚效应和产城融合效应都在不断凸显。

  国产机器人行业的龙头企业——沈阳新松机器人自动化股份有限公司(以下简称新松)在2022世界机器人大会上发布了自己的新品——移动机器人“星卫来”。“星卫来”采用的核心算法、控制系统、导航方式都是新松自主研发乃至行业首创的创新成果,可谓集多项领先技术于一体。

  虽然在外界看来,“星卫来”闪耀着明星光芒,但对于新松来说,这样的产品创新已稀松平常。包括我国第一台工业机械臂在内,中国机器人的很多首台(套)都诞生在新松。成立22年以来,新松已创造了我国机器人行业百余项第一,上百种机器人产品具有完全自主知识产权。

  新松的数字化智能制造车间是一个机器人的王国。不仅流水线上产品是机器人,制造工人也是机器人,从仓储、物流、装配、喷涂到检测,展现了一幕幕“机器人制造机器人”的高科技场景。

  “工厂里从事生产制造的机器人都是我们自己造的。”新松总裁张进告诉记者,“新松是全球产品线最全的机器人企业,不止生产机器人单品,同时也提供整体智慧工厂解决方案。比如在汽车制造领域,我们研发了中国首台120kg负载工业机器人等,率先实现国产工业机器人在汽车焊接领域的大批量应用。”

  谈及公司成功的原因,新松中央研究院院长杜振军表示,首位的原因就是科技创新能力的提升。2013年至今,公司共获得授权专利621项,研发投入增长了约8倍,研发团队增加到4000余人。靠着创新突破,新松不仅解决了国内工业机器人依赖于进口的局面,还实现了中国机器人的首次对外出口。

  在杜振军印象中,这些年来,公司经历的“从0到1”已多到数不清。无数次接到新挑战,面对客户“能行吗”的疑问,公司的回复都是“没问题”。杜振军印象最深刻的例子是在2018年平昌冬奥会闭幕式上的“北京8分钟”,24个新松移动机器人与轮滑舞者完美配合。“当时导演组找到我们时,从项目规划到与机器人配合演练只有不到4个月的研发生产周期。而且这次的要求和以往完全不同,我们之前制造的移动机器人主要是用于工厂,路径多以直线、圆弧为主。而这次是表演用,有复杂的动作设计,而且需要多台机器人和演员精准互动。”杜振军说,为了完成这次任务,公司专门研制了全新的导航控制算法,以前都没想过,可以在如此短的时间内完成这么多技术突破。

  按照工信部的数据,近年来,国内像新松这样的机器人创新型企业不断涌现,截至2021年底,机器人领域的专精特新“小巨人”企业数量达到了101家,涵盖了整机、核心零部件等各类企业。重庆华数机器人有限公司是这101家企业中的一员。华数常务副总经理王旭丽介绍,目前,企业已攻克机器人核心技术300余项,核心部件自主化率超80%。特别让王旭丽感到自豪的是,企业攻克了我国工业机器人核心系统的难题,在一芯难求的情况下,实现模块化驱动器MCU国产化。并通过在机器人结构和控制算法上进行创新,获国际首创发明。

  在10年前,我国机器人市场还以海外产品为主,国产机器人只能给外资做系统集成,处于价值链最低端。从模仿到原创,自主创新能力的增强,让我国机器人企业在激烈的市场竞争中逐步占据一席之地。工信部副部长辛国斌表示:“近年来,中国机器人产业基础能力明显提升,核心零部件取得阶段性突破,以机器人操作系统为代表的核心软件部分关键技术取得进展并得到了实际应用。”(本报记者 王雅婧)