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《“十四五”机器人产业发展规划》解读之四: 增加高端产品供给

发布时间:2022-01-13    来源:中国机器人产业联盟网

在政策支持及国内市场需求拉动作用下,我国机器人产业蓬勃发展,工业机器人生产能力显著提升,部分服务机器人产品初步实现系列化商品化。然而,相较于国内旺盛的市场需求,我国机器人产品供应还存在不足。目前,我国机器人产品主要集中在中低端领域,无法满足制造业高端化智能化绿色化发展需求;应用于农业、矿山、建筑、安防、防疫等领域的机器人产品的种类还不够丰富,产品功能、性能等也有待进一步提升,无法为智能生产与智慧生活的实现提供有力支撑;此外,随着制造模式向多品种小批量、大批量定制转变及越来越快速的市场响应需求,人们对机器人智能化水平也提出更高要求,希望机器人更灵活、更易用、更安全。基于此,《“十四五”机器人产业发展规划》(以下简称《规划》)将“增加高端产品供给”作为五大战略任务之一,提出“面向制造业、采矿业、建筑业、农业等行业,以及家庭服务、公共服务、医疗健康、养老助残、特殊环境作业等领域需求,集聚优势资源,重点推进工业机器人、服务机器人、特种机器人重点产品的研制及应用,拓展机器人产品系列,提升性能、质量和安全性,推动产品高端化智能化发展”,重点涉及焊接机器人、真空(洁净)机器人、民爆物品生产机器人、物流机器人、协作机器人、移动操作机器人、农业机器人、矿业机器人、建筑机器人、医疗康复机器人、养老助残机器人、家用服务机器人、公共服务机器人、水下机器人、安防机器人、危险环境作业机器人、卫生防疫机器人17种机器人产品。

1、焊接机器人

焊接是工业机器人的重要应用领域,在汽车、航天航空、轨道交通、造船、通讯、家用电器、大型电站、冶金、石化、微电子、武器装备等行业应用广泛。2020年国内市场消费焊接机器人3.5万台,占我国工业机器人总消费量的比重达20.4%,是国内工业机器人第二大应用领域。然而自主品牌机器人在该应用领域的市场占有率仅为22.0%,且主要集中在中低端应用,高铁、航空航天、特种设备等高端应用领域主要依靠进口。因此,《规划》提出,“十四五”期间,研制面向汽车、航空航天、轨道交通等领域的高精度、高可靠性的焊接机器人。

2、真空(洁净)机器人

真空(洁净)机器人是集成电路生产制造的重要装备,广泛应用于刻蚀机、CVD、PVD、离子注入机等整机装备中晶圆在真空状态下的生产。国内企业真空(洁净)机器人的研制起步较晚,目前新松、欣奕华等企业已研制出系列产品,填补了国内部分空白。但是总体来看,自主品牌与国际先进水平相比仍然存在较大差距,国内市场对外依赖程度较高。“十四五”期间,需面向半导体行业高洁净度应用环境,尽快突破双臂双手传片、晶圆自动定心、真空环境下颗粒抑制等关键技术,研制自动搬运、智能移动与存储等真空(洁净)机器人。

3、民爆物品生产机器人

民爆物品包括工业炸药、雷管等,主要应用于煤炭、金属、非金属矿产资源开采和基础设施建设,对于国民经济的发展具有非常重要的意义。但同时民爆行业又属于易燃易爆的高危行业,其产品生产存在较大风险,重大伤亡事故时有发生。因此,为降低事故发生率,保障工作人员的生命安全和企业的财产安全,“十四五”期间,应重点突破在线监测预警、故障自诊断、在线操作等技术,研制具备防爆功能的民爆物品生产机器人。

4、物流机器人

物流机器人具备移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能,主要负责完成装卸、搬运、存储、分拣和运输等相关工作。物流机器人的应用不仅能够减轻劳动力工作负担,还可以有效提升物流效率,降低物流成本。随着工业的不断发展,未来对物流机器人存在巨大需求。“十四五”期间,要重点突破环境感知与自然交互、自主移动作业等关键技术,研制AGV、无人叉车,分拣、包装等物流机器人。

5、协作机器人

协作机器人作为新型机器人的代表产品之一,具有柔性高、安全性高、体积小、易操作、成本低等优点,可以在生产线上快速部署和重构,其“人机协作”的应用模式更加符合未来智能制造柔性化、智能化、绿色化的特点。相比传统工业机器人而言,协作机器人近几年可谓是“风生水起”,全球市场销量持续攀升,2017-2020年销量分别为1.1万台、1.8万台、2.1万台和2.2万台。目前,国内遨博、节卡、新松、珞石等单位在人机协作互助的机器人理论与应用研究方面形成了一定的技术积累,推出了多款协作机器人产品,在3C、汽车、锂电池等行业实现了推广应用。同时,协作机器人在餐饮、无人零售、健康理疗等服务业领域也展现出巨大市场潜力。因此,“十四五”期间,要面向3C、汽车零部件等制造业及餐饮、按摩、无人零售等服务业智能化、智慧化发展需求,研制大负载、轻型、柔性、双臂、移动等协作机器人。

6、移动操作机器人

传统的机械臂不具备可移动性,对于复杂的工作场景而言,人们希望机器人产品能够兼具移动性与操作性,更加灵活,更加柔性化。移动操作机器人结合了移动机器人和机械臂的优势,极大提升了传统固定基座机械臂的适用范围和生产柔性,并且具有近乎无限的操作空间,非常适合柔性生产线及大范围移动操作的场景。《规划》提出,“十四五”期间,要研制可在转运、打磨、装配等工作区域内任意位置移动、实现空间任意位置和姿态可达、具有灵活抓取和操作能力的移动操作机器人。

7、农业机器人

“国以民为本,民以食为天,食以农为源”,农业作为关乎国计民生的基础性产业,与人们的生活密切相关。我国农业发展历史悠久,距今已有千年历史。近年来我国农业农村发展取得巨大成就,为经济社会持续发展提供了有力支撑。但与此同时,农业发展面临的各种风险也在逐步显现,如,农村劳动力持续减少、劳动生产率低、农业生产技术水平落后、生态环境日益恶化等问题日益突出,严重阻碍了农业高质量发展的进程。农业发展必须放弃传统的粗放经营老路,走现代农业新途。农业机器人在大田、畜牧、林业、果园、花圃等领域的应用,不仅可以缓解农村劳动力供应不足的问题,还可以提高效率、提高产量、降低成本,为农业发展打开新空间。“十四五”期间,要重点突破环境与农作物感知、作业系统决策控制等技术,研制果园除草、精准植保、果蔬剪枝、采摘收获、分选,以及用于畜禽养殖的喂料、巡检、清淤泥、清网衣附着物、消毒处理等农业机器人。

8、矿业机器人

矿产资源开采是人类获得能源和工业原料的主要方式,然而开采环境比较恶劣,往往伴随粉尘、潮湿、振动、噪音等问题,矿井开拓、采掘、洗选等施工作业不仅劳动强度大,有时还会面临冒顶、透水、瓦斯爆炸等危险。出于减少安全事故、维护人员安全、减轻劳动强度,以及攻克开采难关等多重需要,近年来矿业机器人研制愈发受到重视。未来,伴随“智慧矿山”建设的推进,必将对矿业机器人产生巨大需求。因此,“十四五”期间,要面向采矿掘进、运输、洗选、安控等环节,研制采掘、支护、钻孔、巡检、重载辅助运输等矿业机器人。

9、建筑机器人

当今,我国已经成为全球最大的建筑市场,建筑业也成为国民经济的重要支柱产业。近年来,我国建筑业持续快速发展,产业规模不断扩大,建造能力不断增强,2020年建筑业实现增加值72996亿元,占国内生产总值的7.2%,有力拉动了国民经济的增长。然而,与发达国家相比,我国建筑业仍然存在工业化、信息化水平较低,生产方式粗放、劳动效率不高、安全隐患大等问题,特别是在新冠肺炎疫情突发的特殊背景下,建筑业传统建造方式受到较大冲击,粗放型发展模式已难以为继,迫切需要通过加快推动智能建造与建筑工业化协同发展,促进建筑业工业化、信息化、智能化升级。建筑机器人作为智能化设备,其应用可以有效破解“用工荒”的难题,降低建造成本,提高建筑质量、提高安全性和绿色化水平,有力促进建筑业的转型升级。“十四五”期间,要面向智能建造与建筑工业化协同发展需求,以龙头企业为牵引,着力研制建筑部品部件智能化生产、测量、材料配送、钢筋加工、混凝土浇筑、楼面墙面装饰装修、构部件安装、焊接等建筑机器人。

10、医疗康复机器人

我国是世界上人口最多的国家,就医看病是解决民生问题的重要环节,也是国家长期关注的重点。伴随社会对医疗康复资源需求的增长,以及人们对于医疗康复手段和过程要求的提升,未来对于医疗康复机器人的需求将不断增长。手术机器人的应用不仅可以极大提高手术的精准度、减少手术创伤和副作用,还能加快手术后的恢复。康复机器人能够帮助患者对肢体的患侧进行精准重复性的运动练习,从而加快运动功能的康复进程。因此,“十四五”期间,要面向微创外科手术、介入式监测与药物输送、运动康复等需求,研制手术、护理、检查、康复、咨询、配送等医疗康复机器人。

11、养老助残机器人

数据显示,目前我国60岁及以上人口已超过2.64亿人,占比超过18%,残疾人总数已超过8500万,如此庞大的老年群体与残疾群体的护理康养已造成越来越大的社会压力。同时,随着我国人民生活水平的不断提升,老年人及残障人士追求高品质生活的意愿越来越强烈,他们希望可以拥有美好的生活。养老助残机器人可以用于老年人和残障人士的日常生活照护;可以代替工作繁忙的子女陪伴父母,以排解他们的孤独与寂寞;可以辅助残障人士出行,提高他们的行动能力。为此,十四五”期间,应面向老年人、残疾人的生活照护、精神慰藉、功能代偿等需求,研制助行、助浴、物品递送、情感陪护、智能假肢等养老助残机器人。

12、家用服务机器人

随着国民生活水平的提高,人们在消费服务、子女教育理念、休闲娱乐等方面将迎来新一轮的升级。届时,传统的服务模式、教育娱乐方式可能会被彻底改变,基于机器人技术的智能化服务模式、教育娱乐方式会被越来越广泛地接受,面向家务、教育、娱乐等领域的服务机器人将产生巨大市场需求。《规划》提出,“十四五”期间,重点发展家务、教育、娱乐和安监等家用服务机器人。

13、公共服务机器人

公共服务机器人品类众多,包括迎宾机器人、接待机器人、导游机器人、导购机器人、咨询机器人、送餐机器人、自动加油机器人等产品。公共服务机器人能够在银行、医院、展会、酒店、餐厅等公共场所,代替工作人员提供清晰、便捷、高效的服务。未来,伴随社会的不断发展,公共服务机器人将作为新一代的公共信息及服务终端,为我国公共服务的升级提供技术支撑。《规划》提出,“十四五”期间,要重点发展讲解导引、餐饮、配送、代步等公共服务机器人。

14、水下机器人

海洋拥有丰富的油气、矿产、生物、化学及空间等资源,是地球上唯一未被人类充分开发利用的广阔区域,有着无限的开发潜力。党的十八大确定了“提高海洋开发能力,发展海洋经济,建设海洋强国”的任务,党的十九大再次提出了要“加快建设海洋强国”的目标。建设海洋强国,必须走向深海。水下机器人是实现深海进入、深海探测、深海开发的重要工具。“十四五”期间,要突破水下复杂环境感知与探测、水下定位与导航等技术,研制水下探测、监测、作业、深海矿产资源开发等水下机器人。

15、安防机器人

公共安全是国家安全和社会稳定的重要基石,是预防和应对各类重大事件、保护人民生命财产安全、减少社会危害和经济损失的基础保障。随着国家对社会公共安全要求的不断提高,探查机器人、防暴机器人、巡逻机器人等各种用途的安防机器人逐渐走进人们的视野。应用安防机器人来协助人类完成安全防护工作,既保障人身安全,节省人工劳动力,同时也是时代发展的需要。目前,多数安防机器人的功能较为单一,智能化程度不高。“十四五”期间,要突破地形适应性移动、环境感知与物品识别等关键技术,研制智能化的安保巡逻、缉私安检、反恐防暴、勘查取证、交通管理、边防管理、治安管控等安防机器人。

16、危险环境作业机器人

受自然环境、人为活动的各类影响,地震、滑坡、泥石流、洪水等重大自然灾害,火灾、爆炸等突发事件,危险品监管,核资源开发等危险环境的存在是不可避免的。为了减少危险环境对人身安全、健康的损害,提高工作效率与质量,研发能够代替人到不能去或不宜去的危险、恶劣环境中作业的机器人势在必行。因此,“十四五”期间,要面向易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟、坍塌、滑坡等灾害事故现场,危险化学品重大危险源安全监管,强辐射环境等应用需求,研制消防、应急救援、安全巡检、核工业操作、海洋捕捞等危险环境作业机器人。

17、卫生防疫机器人

2020年初爆发的新冠肺炎疫情仍在持续发酵,不仅对人类的生命健康构成威胁,还对国家安全与社会经济发展造成冲击。新冠肺炎疫情惊人的传播能力和速度对防控工作带来巨大挑战和压力。在医护人员全力以赴的同时,卫生防疫机器人也积极参与其中,有的往返于医院走廊进行重复的消毒灭菌、物流传送工作,有的在医院大厅完成测温工作,它们的应用不仅减轻了医护人员的工作负担,还降低了交叉感染风险,提升了治疗效率。卫生防疫机器人成为疫情防控中的重要科技力量,对于维护国家公共卫生安全具有重要意义。《规划》提出,“十四五”期间,要研制检验采样、消毒清洁、室内配送、辅助移位、辅助巡诊查房、重症护理辅助操作等卫生防疫机器人。

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