国产机器人如何突围？自主可控协作机器人是关键

“与传统机器人相比，自主可控协作机器人操作安全，可以实现人机协作与安全停机， 是国产机器人的发展机遇。”

在“抢占新基建风口·破局智能制造”高端云讲堂系列活动中，遨博智能董事长、北京航空航天大学教授、重庆机器人产业生态研究院院长魏洪兴表示。

协作机器人发展前景看好

智能制造的核心和难点在于，如何让工业互联网实现从信息化到智能化的转变，工厂自动化又应如何从非标自动化、定制化发展到柔性自动化。

魏洪兴介绍，美国制造业路线图分为绿色制造即原材料设备重用，以及柔性制造两个方向。

美国计划在未来5 年的制造过程中，回收10% 的原材料、对50% 的设备进行重用，相同制造过程的能耗要降低至2010 年的90% ；未来10 年，该国在制造过程中将回收25% 的原材料， 并对75% 的设备进行重用，相同制造过程中的能耗将低至2010 年的50%。

“未来15 年中，美国计划在制造过程中可回收75% 的原材料，并对90% 的设备进行重用，相同制造过程中的能耗要降低至2010 年的10%。”魏洪兴指出。

柔性制造则是具备适应性及重构性生产线。在美国制造业路线图的计划中，未来5 年、10 年、15 年，将分别在24 小时、8 小时以及1 小时内对具有特定工业机器人臂、工具以及辅助物料运输设备的完成安装，并设置与编程以满足新产品生产的需求。

关于智能制造的发展趋势，美国在先进机器人制造计划（ARM）提出了10 年目标，即届时工人生产力可提高30％，在美国国内创造出51 万个新制造业岗位，并确保30％的中小企业采用机器人技术，提供主要工业机器人制造商将出现的生态系统。

ARM主要研究领域包括协作机器人（Collaborative Robotics），机器人控制：学习和控制（Robot Control: Learning and Control），灵巧操作（Dexterous Manipulation），自主导航和机动性（Autonomous Navigation andMobility）， 感知（Perception andSensing）和测试验证（Verification and Validation）。

协作机器人是智能制造领域中非常重要的一种工业机器人，是一种能够与人在协作工作空间合作完成作业任务的机器人。

魏洪兴表示：“协作机器人的优点是轻量、安全、易操作、易部署、人机协作。作为美国制造业回归核心计划，ARM 计划重点支持协作机器人、机器人学习与控制、灵巧操作等研发内容。”

2019 年，中国科技部也推出国家重点研发计划“智能机器人”重点专项，其中包括机构/ 驱动/ 感知/ 控制一体化机器人关节，协作机器人系统典型应用示范等。

在市场需求方面，2016 年全球协作机器人需求约为1 万台，当时市场刚刚兴起，处于研发阶段，只有少数机器人可以量产。根据巴克莱银行预测，2020 年全球协作机器人需求约为15 万台，到2025 年时将提高至70 万台左右。

当前，协作机器人主要应用在3C、汽车、轻工行业、新应用等。魏洪兴指出，3C 行业应用于测试、上下料、装配、柔性产线、移动操作等，难点在于节拍、重复精度要求高，与人工工资比较，其价格较为敏感。

汽车行业通常应用于整车装配、电子和零部件加工中的柔性产线、AGV、锁附、涂胶、装配等，其难点在于要求柔性化作业、精度高、注重安全性以及工艺要求高。

在家电、食品等轻工领域，使用协作机器人的难点包括柔性化要求、价格敏感、企业体量大、商务条款苛刻等，其主要应用在柔性产线的搬运、锁附、涂胶、装配等环节。

而在无人零售、商业、服务、康复等新应用领域， 协作机器人多用于无人咖啡、奶茶、无人餐厅、理疗康复等，面临难点包括价格敏感、分期付款、融资租赁等。

魏洪兴以“协作机器人+ 柔性工具上下料”的典型应用为例分析，指出这种方式具有安全、快速集成、使用方便等优势。

“这种应用不需要安全围栏，可实现工具标准化/ 模块化，内嵌视觉/ 力觉高级应用。机器人体积小、重量轻，便于安装，编程简单。而且不需要改造现有产线，适用于狭小空间应用。”

魏洪兴指出，智能制造的发展将分为三步走，从机器人工作站发展至产线自动化( 柔性产线)，最后实现智能工厂的建设。

“发展国产机器人本体是机器人产业发展的核心， 这可以解决机器人价格贵的难题。不仅可以带动上游核心零部件，如电机、减速器、控制器、传感器、视觉、芯片等，还可以带动中游生态工具以及下游集成应用。”

他认为，自主可控协作机器人是国产机器人的发展机遇，可以解决机器人的使用安全问题。

与传统机器人相比，自主可控协作机器人操作安全，可以实现人机协作与安全停机。而且拥有自主可控核心软硬件，在信息安全方面也有保障。

同时，开放的创新生态环境是机器人产业的发展方向，“‘机器人+’集成各种视觉、工艺，降低使用门槛、操作简单，可以解决机器人使用难的问题”， 魏洪兴表示。

他强调，人才建设是机器人大规模应用推广的前提，可以解决机器人应用型人才培养的问题。

“可以围绕‘机器人+’建立实践型机器人教育体系， 让中国制造业的发展优势从人口红利、机器人红利阶段发展到工程师红利阶段。”

（ 高科技与产业化 文|记者 贺春禄）

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