工业机器人范文1
“总装工位是车身车间高节拍、高自动化率、高柔性的集中体现。”上海通用汽车总经理王永清介绍说，518台机器人的运用，不仅可以最多同时容纳3个平台的5款车型共线生产，更让车身车间自动化率达到93%。
高自动化率的上海通用汽车北盛三期，只是机器人在我国工业领域众多应用的一个缩影。据中国机器人产业联盟统计，2013年我国工业机器人销量达到36 860台，同比增长41%，一举超越日本成为全球第一大机器人市场。作为第三次工业革命的一个切入点和重要增长点，机器人正日益成为我国工业转型升级、由制造大国向强国转变的重要手段。
中国制造全速迈进机器人时代。搬运机器人、焊接机器人、打磨机器人……走进广州数控机器人加工中心，一台台即将交货的机器人和它们的用户吸引了记者的目光。广州数控董事长、总经理何敏佳告诉记者，自2006年涉足工业机器人产业以来，公司已累计销售各类机器人约1 200台套，覆盖数控机床、五金机械、电子等多个行业。
沈阳新松机器人公司也在为交付订单而满负荷运行着。公司总裁曲道奎介绍说，上半年公司订单同比增长108%，主要增长点就是机器人。为此，公司首条用机器人生产机器人的数字化生产线9月投产，年产能可达到5 000台工业机器人。
“人力成本逐步抬升、劳动力结构性供给下降，以及新兴经济体间竞争加剧、欧美发达国家重新重视制造业等复杂局面，正倒逼我国制造业转型升级，各行业对机器人自动化装备的需求已呈井喷之势。”工信部副部长苏波告诉记者，具有提高效率、提升品质、降低成本、避免事故、可在恶劣环境工作等优势的机器人，正逐步渗透到我国汽车、电子等制造行业以及日常生活的各个领域中。
中国机器人产业联盟的最新数据，印证了机器人在中国制造业市场的崛起。今年前三季度，国内工业机器人的销量达3.36万台，同比增长32.5%，预计全年将达到4.5万台。工业机器人已广泛服务于国民经济25个行业大类、52个行业中类，涉及诸多制造业领域。
不过，据国际机器人联合会统计，每万名制造业工人的机器人保有量，韩国为396个、日本332个、德国273个，世界平均水平58个，而中国只有23个，中国工业机器人市场空间仍然巨大。
“预计未来几年，我国工业机器人市场将呈现快速增长态势。”苏波说，国际机器人联合会近日报告称我国工业机器人需求年增长将达到25%以上，到2017年市场销量将达到10万台，工业机器人保有量超过40万台。
在安徽埃夫特智能装备有限公司，一台7年前生产，完成了1 000余万焊点的焊接工作，同时也拥有长达300余页故障记录的机器人格外引人瞩目。公司总经理许礼进告诉记者，这是公司交付第一家用户――奇瑞汽车公司的第一台机器人，也是埃夫特机器人持续改进的第一手宝贵资料。
如今，使用近百台埃夫特工业机器人、生产节拍100秒/车、最大负载超过400千克的工业机器人焊接自动化生产线，已经在奇瑞汽车最先进的第六工厂顺利运行了15个月以上。正是这条目前国内使用机器人数量最多、应用工艺最复杂的自主品牌机器人焊接生产线，一举打破了国外机器人品牌在此领域长达30年的垄断。
“汽车焊接生产线堪称工业机器人应用领域皇冠上的明珠。”许礼进说，从2007年到2011年，汽车行业占中国机器人需求的59%。发那科、安川、库卡和ABB四家国际巨头几乎垄断了这一市场。近两年，以安徽埃夫特、沈阳新松、长沙长泰为代表的国产焊接机器人，逐步打破了跨国公司的垄断。
哈尔滨工业大学机器人研究所所长赵杰认为，我国已经初步建立起了从机器人应用基础研究到产业化的研发体系，工业机器人、服务机器人、特种机器人产业已经初具雏形。
中国机器人产业联盟统计显示，2013年，自主品牌企业在我国销售工业机器人总量超过9 500台，占全国工业机器人销量的比重达到1/4。工业机器人伺服电机、减速器、伺服驱动器、控制器等核心零部件产业链也初现雏形。在服务机器人层面，以科沃斯、银星等公司为代表的清洁服务机器人，已经有近100万台走进了百姓家庭;在医疗、助老助残等领域新近研发出的系列机器人样机，也进入了示范应用阶段。
“虽然我国工业机器人较快发展，但与发达国家相比，仍存在较大差距。”苏波指出，我国自主品牌工业机器人以三轴、四轴的坐标机器人和平面多关节机器人为主，六轴的多关节型机器人占全国工业机器人销量的比重不足6%。而外资品牌销售的工业机器人中多关节型机器人占全国工业机器人销量的比重达到62%，自主品牌产品还远不能满足国民经济各领域的发展要求。
目前，在我国工业机器人企业真正能赚钱的业务是系统集成。关键零部件没有真正国产化，造成国产机器人本体成本远高于国外同行，很难上规模。以165公斤六轴关节机器人为例，目前，国外产品的总成本大约在16.9万元，国产机器人成本则高达29.9万元。其中，仅减速机一项，国内企业的采购价是国外企业价格的将近5倍，仅价差就高达7万多元。
上海通用汽车沈阳北盛三期车身车间经理贾永泉告诉记者，在设备招标采购时，他们也曾考虑过国产品牌的焊接机器人，评估结果是精度和可靠性都不错，但由于关键零部件依赖进口，价格比国外产品高出70%～80%。
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尹镟博说，这些“钢铁之躯”的到来恰逢中国人口拐点的到来，人口红利逐渐消失带来的招工难、成本高，使得未来雇佣机器人成为必然。
若从微观角度来看，企业内部也正在进行劳动力结构转型，尹镟博说：“以前3月到4月的大量招工潮或许会逐渐减退，但对于高附加值的工人需求在不断提升，机器人与机器人之间协调和控制的岗位需求在诞生，只是原本超低附加值的工位被取代。”
在2015年末的第二届世界互联网大会上，2006年就宣称要用机器人代替工人的富士康创始人兼总裁郭台铭表示，传闻中的工人大规模失业只是杞人忧天，“未来工人会由当前的手工劳作为主转变为脑力工作为主。”
那么，真正的替代潮是否已经到来？
进阶工业2.0
罗克韦尔自动化中国区市场推广经理李仲杰告诉记者，从公司多年为客户提供自动化解决方案的经验来看，工业自动化的运用也有一个自上而下的过程，“以往更多是在资源密集型的重工业生产和汽车制造行业，比如在较早开始运用机器人的汽车产业，如今很少看到大量工人的情况。不过近年来，食品饮料、包装等消费品行业以及生命客户行业也开始成为我们新的业务增长点”。
尹镟博也向记者表示，目前台达所深耕的电子消费品市场就是一个全新且巨大的市场，“以一台机械手臂能够取代3个人来估算，假设目前全国有1个亿的制造工人，就有超过3000万台机械手臂的市场容量。”
只是，问题的关键在于，如何评估机器人的适用性？
以汽车制造业为例，虽然机器人的应用可以保持工序的一致性，但机器人更适合大规模生产，“就以单个汽车厂为例，一次性投入的成本在百亿以上，如果一年只生产几百辆车，恐怕很难收回成本。”李仲杰告诉记者，机器人擅长的更多是大批量重复单一动作，所谓的“无人工厂”更接近于乌托邦，“如果生产线需要同时应对多款车型，对于机械设备与控制系统的要求更为复杂，那么投入的资金与时间成本更巨大”。
如果细化至消费电子企业本身，尹镟博强调，因为拥有大脑和自我意识，人工显然更适合辨识与灵活组合，这对现阶段的机器人来说很困难，“未来，机器人的市场有多大，取决于它们在识别领域能够做得多深，可以多大程度上取代人的手工作业。”
刘阳（化名）是富士康郑州工厂的一名工人，负责iPhone6s的主装工作，在工厂的3年间，他也拥有了越来越多机器人伙伴，其中大部分品牌来自日本，“现在的摄像头、电池安装、电池板焊接都由机器人来完成，单一工序，比如器材的投递也全部由机械臂操作，但组装部分，类似抛光、打磨等精细工序还是需要人工”。
此外，企业对于机器人的依赖程度，同样的工位，偏好人还是机器人来完成？“管机器人容易，管理人会有各种问题，每个企业因人而异。”尹镟博说。
刘阳也向记者证实：“在富士康内部，一条生产线动辄上百人，一个车间上千人，整个工厂几万人，很容易发生争吵打架事件，管理压力不小。”
当然，很多人忽视的是，工业机器人是否被大范围应用，也取决于企业本身是否具备了自动化的条件。台达会定期前往客户的工厂做自动化可行性评估，但尹镟博常常发现不少工厂连标准作业程序都没有建立起来，产品设计、工序设计的一致性都没有达到，对于并不具备学习能力的工业机器人而言，要上马作业几乎不可能。“很多中小企业都误以为，只要买了机器人，就可以解决他们很多事，其实不然，自动化对于企业本身的要求并不低。”
如果将当年美国福特第一条自动化生产线的诞生作为工业2.0的标志，那么正如工信部部长苗圩所言，现阶段国内大量中小企业还在做工业2.0的补课。
成本因素
中国机器人产业联盟的数据显示，得益于汽车、电子、食品等行业规模的增长，2014年中国工业机器人需求量约6.14万台，同比增长约30.3%，而 2010年的需求量仅为2.32万台。
尹镟博告诉记者，台达的调研显示，2012年整个消费电子行业，人与机器的生产比例大致为4：6，现在已超过3：7，甚至有些大型制造企业已达2：8。“因为机器取代的进展快，也让国内不少电子厂不需要追随纺织厂、玩具工厂外迁来寻求更低的制造成本。”
那么雇个机器人有多贵？就目前工业机器人的投资回报周期来看，像台达从2014年到2015年生产的DRS40L DRS60L以及DRV90三款3公斤负重的机器人，最短一年到一年半就能收回成本，从整体行业来看，3-5年为常规的回报周期，而汽车厂则通常以10年计。
那么有没有可能进一步下调价格，将回收周期缩短？尹镟博坦言，价格有下降空间，但问题在于，现在销售的机器人中，超过80%依赖进口，即便剩下20%国产机器人，核心零部件还是必须进口。
与诸多制造产业类似，国产化的比例很大程度上决定了成本高低。从机器人的产业链来看，有两大核心，首先是机械制造环节。尽管现在CPU的运算速度一次次超越峰值，但是如何让机械运作跟得上系统速度？另一项，就是唇齿相依的控制层与感知层面的技术。
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2、主要课程
专业核心课程：
《机器人机械系统》、《机器人控制技术》、《机器人视觉与传感技术》、《工业机器人应用与编程》、《现场总线技术及其应用》。
主要实践环节：
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2015年，中国工业机器人产业得到进一步快速发展。
产业利好政策不断释放，产业规模保持稳定增长，下游服务环节向多元化进军，应用领域也在稳步拓展。
2016年，我国工业机器人正呈现出技术开发迎合市场需求、产品功能满足主导行业、应用领域不断拓宽深化等发展趋势。鉴于此，赛迪顾问装备产业研究中心预计，2016年中国工业机器人产业将继续保持稳定增长，产量接近2万台。
随着国务院正式印发《中国制造2025》规划，制造强国战略全面推进，工业机器人在现代制造技术中起到了举足轻重的作用，对于《中国制造2025》的目标实现有着重要意义。
政策环境利好，产业规模保持快速平稳增长
中国工业机器人产业蓬勃发展的背后是产业环境的不断完善。作为先进制造业中不可替代的重要装备，工业机器人已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志，国家在政策层面上对于工业机器人产业的扶持力度不断加强，并先后采取了多项优惠措施。
2015年1月，工业和信息化部印发了《原材料工业两化深度融合推进计划（2015―2018年）》，继续力挺机器人产业； 5月，国务院正式《中国制造2025》具体规划，工业机器人占据重要地位。在产业政策的激励和市场需求的带动下，近年来中国工业机器人产业实现快速增长。根据工业机器人产业2015年1月至11月发展情况，赛迪顾问曾做出预测，2015年中国工业机器人产量将达到15400台，同比增长27.8%。
产业全链发展，下游服务环节走向多元化
工业机器人产业链主要由零部件企业、本体制造企业、系统集成商构成，2015年其产业链各环节均得到发展。国内厂商已经攻克了减速机、伺服控制、伺服电机等关键核心零部件领域的部分难题，核心零部件国产化的趋势已经显现，但还需要一定时间的技术和经验积累；而在中国众多企业从事的下游系统集成环节，由于受到市场需求日渐庞大的影响，纷纷发展与机器人相关的维护、培训、贸易，以及相关配套服务，打造良好的产业上下游环境，向更加多元化和高端领域发展。
业内竞争加剧，产品需求方转型自供机器人
2015年，国内机器人行业竞争开始加剧。一是国外机器人巨头的涌入给国产机器人带来冲击。ABB、安川、库卡、发那科都在中国成立了本地制造企业，那不智二越、纳博特斯克等也都在中国成立了生产基地。由于国外巨头把控着众多核心零部件环节，因此，巨头的涌入给国产机器人，尤其是以低端机器人应用集成为主要营业收入来源的公司，形成了很大的冲击。二是产业链下游机器人需求商开始转型自供机器人。由于采购规模迅速膨胀，下游重点需求领域的龙头企业，例如富士康、美的、格力、奇瑞汽车等，开始加快研发机器人实现自供。三是众多机器人厂商牵手上市公司或独立上市。比较典型的是机械行业企业采取收购机器人企业的方式，从传统的数控机床切入工业机器人本体和系统集成领域，加速产业布局。
市场需求庞大，下游应用领域加速深化发展
机器人在汽车制造、电子制造等“精密制造”领域应用迅速。工业机器人是生产过程的关键设备，可用于安装、制造、检测和物流等生产环节，并广泛应用于汽车和汽车零部件、电气电子、工程机械等众多领域。
汽车制造业是工业机器人占比最高的应用领域，涵盖了汽车及汽车零部件生产、加工及仓储的全过程；电子行业由于制造柔性化和生产高速性的要求，工业机器人的使用也必不可少；金属和机械加工行业引入工业机器人，有利于产品的批量化生产、实现生产自动化，降低人力成本，提高生产效率和管理水平。
人机协作功能助力工业机器人步入2.0时代
在行业需求变迁，柔性化要求提升等影响下，ABB、KUKA、新松等国内外工业机器人知名企业纷纷推出人机协作型机器人产品。人机协作机器人更能适应业内对机器人柔性化和感知能力等方面提出的要求。
一方面，人机协作型机器人柔性化程度更高，相比传统汽车产业体型大、移动范围大、重型的机器人，协作型机器人具备工序轻量化、小型化、精细化的特点，能够满足未来以3C为主导的消费电子产业对工业机器人的供应需求和要求；另一方面，人机协作机器人提升了感知能力，可以通过被示范训练来学习执行各类任务，可对其程序和算法进行编程，并进行可视化操作，为未来开拓新应用领域打下必要基础。
机器视觉技术成为国内产业上游环节切入点
机器视觉技术是用机器代替人眼来做测量和判断，主要用计算机软件来模拟人的视觉功能，从客观事物图像中提取信息进行处理并最终用于实际检测和控制。
从市场需求来看，世界机器人数量逐年递增，机器人数量规模的增加同时也在拉动对机器视觉功能的需求。
从技术层面来看，近年来我国机器视觉行业的专利数量快速增加，将推动机器视觉技术向更高精度、更高要求方向发展。
此外，高端装备制造业对于精准度的严格要求也必须由机器智能识别来完成，大力培育和发展机器视觉对于加快制造业转型升级，提高生产效率，实现制造过程的智能化和绿色化发展具有重要的意义。
应用不断向军工、医药、食品等领域深化
广泛应用工业机器人作为一个重要的高科技发展战略，无论在推动国防军事、智能制造、资源开发、还是在培育发展未来机器人产业上都具有重要意义。
从行业结构变化趋势来看，汽车、电子工业仍是国内工业机器人的主要应用领域，但随着其他应用领域的不断拓展，其占比份额将有所下降。
而市场份额相对较小的应用领域，比如塑料橡胶、食品、军工、医药设备、轨道交通等领域的市场占比将适当增长。近年来国家十分重视环保和民生问题，机器人作为实现自动化、绿色化生产的重要工具，将在塑料橡胶等高污染行业，以及与民生相关的食品饮料和制药等行业不断深化应用。
作为国家重点支持领域，产业增长趋于稳定
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近日，中国政府网消息表示，国务院决定成立制造强国建设领导小组，小组成员共有26 人， 涵盖工业和信息化部、科技部与财政部等多个国家部门人员，其中国家副总理马凯为这次领导小组组长，工业和信息化部部长苗圩为副组长，工信部为制造强国建设领导小组办公室，承担领导小组的日常工作。
制造强国领导小组成立，有望推动中国制造业转型升级，这也顺应了工业4.0 时代制造业不断发展的需求。继蒸汽机、电气化与自动化后的第四次工业革命进程即被称为工业4.0，它将传统工业与数字信息技术结合，借助大数据、云计算等技术实现智能生产。在中国，工业4.0 意味着传统制造业需要进行智能化升级，制造领域智能装备必不可少，这就使得工业机器人产业有望在工业4.0 时代迎来巨大的发展机遇。
工业机器人是指能在人的控制下智能工作，并能完美替代人力在生产线上工作的多关节机械手或多自由度的机器装置。与普通员工相比，工业机器人成本低，生产更为智能高效，且能在极为恶劣的生产环境中工作。近年来，受国内劳动力成本不断上涨、工控技术不断突破并且高端制造业不断发展的影响，我国工业自动化进程加快，人力已日益难以满足制造业发展需求，用工业机器人取代普通劳动，成为发展新趋势。
我国已经是全球最大的工业机器人消费市场，调查显示，2014 年我国工业机器人销量达5.6 万台，同比增长56%。不过，我国工业机器人市场大而产业弱的劣势也极为明显：2014 年中国工业机器人产业规模达250 亿元，我国本土机器人产业规模仅为20 亿到30 亿元，瑞士ABB、德国库卡、安川电机与日本发那科等外资企业牢牢控制着我国工业机器人市场。
在此背景下，发展我国本土机器人产业需要国家政策力挺与机器人企业自强。如本土机器人企业可发力核心技术以及高端应用领域，解决机器人产品寿命短、精度差、质量不稳定与应用领域较低端的问题，从而助力中国制造业成功转型智能制造。考虑到目前我国工业机器人的替代率仅为0.23%。远远低于国际上0.58% 的平均水平，这意味着国内工业机器市场依旧巨大，预计未来工业机器人替代数量将达1700 万台，将具备5.1万亿市场规模。
工业机器人范文6
关键词：工业机器人 中职学校 人才培养
1. 背景分析
工业机器人是综合计算机科学与技术、电子工程技术、信息传感器技术、控制理论等多学科而形成的高新技术。工业机器人的发展水平成为一个国家工业自动化水平的重要标志[1]。工业机器人能在能在工况危险和恶劣环境下的工作，能代替人做单调、重复的作业[2]。经过30余年的发展，我国工业机器人已形成了较为完善的产业基础，在制造、应急救援、资源开发等领域都发挥了重要作用。但与发达国家相比，我国工业机器人产业仍存在较大差距[3]。重庆市作为西部唯一的直辖市，其“6+1”支柱产业中，汽摩、装备制造和电子制造产业占比达到70%，在未来几年，上述行业对工业机器人需求约4.5万台，整机价值突破100亿，带动产业集群价值将突破200亿元。因此，重庆必将成为我国工业机器人发展和应用的巨大市场。为了更好的服务地方经济发展，在我市的中职学校开设工业机器人专业是很有必要的。
2. 工业机器人专业人才培养现状
工业机器人专业人才培养的来源有几方面：由高等教育机构培养的研发型人才；由职业技术院校培养的具备相当理论水平的技能型人才，而中职学校主要是培养侧重实践应用，熟悉基本操作与保养维护技术工人及操作人员。在工业机器人领域，产业对保养维护技术工人及操作人员需求量最多。中职学校培养的学生就业情况如表1所示：
表1 工业机器人专业人才就业表
3. 工业机器人专业人才培养模式
随着工业机器人产业结构升级与调整。企业要求相应的专业人才要具备更全面的综合职业能力，这必然要求中职学校走工学结合的人才培养模式道路。而要使工学结合的人才培养模式顺利推进，校企的深度合作则是必不可少的。
3.1 课程体系的确定
结合我校专业设置的特点及企业专家的建议，我们确立以：工业PLC、传感器应用、变频器应用、AUTOCAD、机器人应用维护、机器人仿真编程等课程为核心的专业基础课。另外，为了保证学生的技能能紧跟企业的需求，我们还要求学生考取维修电工中级证书、无线电装接工中级证书以及ABB企业认证考核。
3.2 教学模式的选择
工业机器人专业作为机电一体化学科的延伸，很多知识是抽象的。因此在教学过程中要求我们采取合适的教学模式和手段[5]。首先，我们在教学组织上采用小班教学（不超过30人）。其次，在教学实践中增加理实一体化的教学的比重。最后，在教学实践中大量采用项目驱动和仿真教学方法。例如，我们采用ABB公司开发的Robotstudio软件作为教学平台来开展仿真教学。Robotstudio软件包括基础应用组件和工程组件，其中基础应用组件可仿真模拟机器人生产过程的操控；工程组件则可将实际工业生产中的装配、码垛、焊接、喷涂等多道工艺在实验室里真实再现。
3.3 师资队伍的建设
针对工业机器人专业的特点，我们应深入了解产业发展的现状，紧密联系企业。对此中职学校的师资队伍建设应实施如下办法：一方面要定期安排专业教师参加企业的专业技能培训和企业实践；另一方面要聘请企业专家作为学校的专、兼职教师，对学校工业机器人专业的发展建议献策。
3.4 考核体系的构建
我们要改革以往通过简单的试卷来考核学生学习情况的体系，而是要通过一个合理的考核方式来考核学生的综合能力。在项目驱动教学法下，我们要看学生工作任务的完成情况，以及完成该任务的个人和团队表现来综合考核学生。另外，我们针对学生的自行设计或有新意的创作型设计都要适度加分。
4. 结语
工业机器人是一新兴并有巨大发展潜力的学科，而中职学生可在其中大有作为。针对学科特点，我们采用培养学生技能和职业岗位应用能力为主的教学模式，使他们具备适度的基础理论知识和高超的技术应用能力。使每一个学生都能在以后的工作中实现自己的人生价值。
参考文献
1. 孙英飞 罗爱华，我国工业机器人发展研究，科学技术与工程，2012年4月
2. 唐洪涛，工科职业技术类院校开设工业机器人专业的可行性分析，科技信息，2013年1月
3. 唐洪涛，技工院校工业机器人专业人才培养模式探索，职业技术研究，2013年3月
