工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與智能制造

1、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與智能制造第1頁目錄一工業(yè)機(jī)器人介紹二四足仿生機(jī)器人國際研究結(jié)果三山東大學(xué)機(jī)器人研究中心研究結(jié)果四四足仿生機(jī)器人展望與思索二國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況三我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展瓶頸四制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識五機(jī)器人未來發(fā)展趨勢第2頁序言 工業(yè)機(jī)器人背景 工業(yè)機(jī)器人定義工業(yè)機(jī)器人技術(shù)源于美國，1954年美國率先提出了工業(yè)機(jī)器人概念并于1962年生產(chǎn)出世界上第一臺實(shí)用機(jī)器人。上世紀(jì)六十年代日本進(jìn)入經(jīng)濟(jì)高速增加階段，生產(chǎn)規(guī)模急劇擴(kuò)大，而社會面臨人口紅利缺失，勞動力匱乏現(xiàn)狀，日本對高產(chǎn)能、自動化工業(yè)機(jī)器人需求大幅提升。進(jìn)入二十一世紀(jì)，中國汽車、電子等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，與日本相似，隨著勞動力成本上升和

2、產(chǎn)能需求擴(kuò)大，推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人等新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起。截至，中國工業(yè)機(jī)器人購買量已超過3萬臺，位居全球首位。工業(yè)機(jī)器人是經(jīng)過編程或示教方式實(shí)現(xiàn)自動化，同時具備擬人形態(tài)及功效，在企業(yè)生產(chǎn)加工過程中經(jīng)過自動控制執(zhí)行操作作業(yè)機(jī)械裝置。主要由本體、伺服電機(jī)、減速機(jī)、控制器、傳感器等關(guān)鍵零部件組成，操作系統(tǒng)包含伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)等，具備在高危環(huán)境下生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)、精度高等特點(diǎn)。第3頁發(fā)達(dá)國家工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷程 萌芽期起步期發(fā)展期成熟期二十世紀(jì)40-60年代美國多家國家試驗(yàn)室研究，第一臺工業(yè)機(jī)器人誕生二十世紀(jì)60-80年代二十世紀(jì)80-90年代二十一世紀(jì)1967年日本引入機(jī)器人技術(shù)并迅速產(chǎn)

3、業(yè)化勞動力缺失及汽車制造等產(chǎn)業(yè)暴發(fā)助力工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)達(dá)國家工業(yè)機(jī)器人在汽車、電氣電子等領(lǐng)域普及率大幅提升第一代：示教再現(xiàn)機(jī)器人第二代：視覺機(jī)器人第三代：智能機(jī)器人示教編程控制系統(tǒng)重復(fù)作業(yè)自動生產(chǎn)視覺系統(tǒng)傳感器容錯技術(shù)柔性生產(chǎn)工業(yè)4.0（CPS系統(tǒng)）人機(jī)交互大數(shù)據(jù)智能生產(chǎn)第4頁工業(yè)機(jī)器人分類 第5頁工業(yè)機(jī)器人按運(yùn)動坐標(biāo)形式分類 關(guān)節(jié)機(jī)器人是利用最為廣泛機(jī)器人，具備高效、精度高、靈活性強(qiáng)等優(yōu)勢。 第6頁工業(yè)機(jī)器人組成 上游減速機(jī)、控制器、伺服電機(jī)等關(guān)鍵零部件 控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng) 手臂、底座、轉(zhuǎn)座、手腕等本體零部件 操作系統(tǒng)、傳感器等 系統(tǒng)集成、軟件二次開發(fā) 手爪等定制末端執(zhí)行器 中游 下游第

4、7頁工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈分析 第8頁目錄二國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況一背景及研究現(xiàn)實(shí)狀況三山東大學(xué)機(jī)器人研究中心研究結(jié)果四四足仿生機(jī)器人展望與思索一工業(yè)機(jī)器人介紹三我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展瓶頸四制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識五機(jī)器人未來發(fā)展趨勢第9頁當(dāng)前全球工業(yè)機(jī)器人發(fā)展概況日本、德國工業(yè)機(jī)器人水平全球領(lǐng)先，其中，日本在工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵零部件（減速機(jī)、伺服電機(jī)等）研發(fā)方面具備較強(qiáng)技術(shù)壁壘。德國工業(yè)機(jī)器人在原材料、本體零部件和系統(tǒng)集成方面有一定優(yōu)勢。 中國處于工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈下游，多數(shù)廠商負(fù)擔(dān)系統(tǒng)二次開發(fā)、定制部件和售后服務(wù)等附加值低工作。但市場需求正在快速擴(kuò)大，國內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)能力不停提升，未來幾年將拉近與國

5、際廠商差距。 第10頁發(fā)達(dá)國家工業(yè)機(jī)器人優(yōu)勢先發(fā)優(yōu)勢 1954年，美國率先提出工業(yè)機(jī)器人概念，并生產(chǎn)出第一臺工業(yè)機(jī)器人。美國醫(yī)療機(jī)器人和國防機(jī)器人研究具備優(yōu)勢。 1967年日本引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，隨即在日本形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。日本在工業(yè)機(jī)器人和家用機(jī)器人方面處于領(lǐng)先。 技術(shù)沉淀 PLC、CNC等先進(jìn)系統(tǒng)源于國外，減速機(jī)、控制器等關(guān)鍵零部件被國際企業(yè)壟斷，其中日本在減速機(jī)、伺服電機(jī)等關(guān)鍵零部件研發(fā)方面處于全球領(lǐng)先，也是全球最大工業(yè)機(jī)器人凈出口國，機(jī)器人產(chǎn)量占全球份額50%以上。 環(huán)境驅(qū)動 上世紀(jì)70年代，日本、德國等國人口紅利消失，勞動力成本大幅提升，而汽車、電子等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展倒逼企業(yè)提升產(chǎn)能，政府

6、出臺多項(xiàng)激勵政策，推進(jìn)日本、德國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)滲透率逐步提升。 國家產(chǎn)能份額保有量份額機(jī)器人密度日本66%23%約300臺/萬人歐洲26%29%約200臺/萬人中國1%左右10%約30臺/萬人第11頁近年來全球工業(yè)機(jī)器人銷售情況國際機(jī)器人聯(lián)合會IFR近日公布匯報稱，全球工業(yè)機(jī)器人銷量繼續(xù)保持高速增加。全球工業(yè)機(jī)器人銷量約29萬臺，同比增加14%。IFR預(yù)測，未來十年，全球工業(yè)機(jī)器人銷量年平均增加率將保持在12%左右。第12頁近年來各國工業(yè)機(jī)器人銷售情況依據(jù)IFR數(shù)據(jù)，全球75%工業(yè)機(jī)器人被銷往五個國家：中國、韓國、日本、美國、德國，銷量分別為6.6萬臺（中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)

7、計(jì)數(shù)據(jù)）、3.7萬臺、3.5萬臺、2.7萬臺、2萬臺。中國是全球最大工業(yè)機(jī)器人市場第13頁全球各行業(yè)工業(yè)機(jī)器人銷量從行業(yè)應(yīng)用來看，汽車產(chǎn)業(yè)是工業(yè)機(jī)器人最主要應(yīng)用行業(yè)，同時汽車產(chǎn)業(yè)大大增加了全球工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域投資，汽車產(chǎn)業(yè)約銷售95000臺工業(yè)機(jī)器，占比38.37%。電氣/電子行業(yè)(包含電腦設(shè)備、無線電、電視、通信設(shè)備和裝備、醫(yī)療、精密和光學(xué)儀器)工業(yè)機(jī)器人銷量同比增加10.12%，共計(jì)約53300臺，占工業(yè)機(jī)器人總銷量21.53%，電氣/電子行業(yè)將是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最具潛力行業(yè)之一。第14頁國際著名工業(yè)機(jī)器人廠商從全球來看，日本和歐洲是工業(yè)機(jī)器人主要產(chǎn)地，ABB、發(fā)那科（FANUC）、庫卡（KU

8、KA）和安川電機(jī)（YASKAWA）四家企業(yè)是工業(yè)機(jī)器人主要供貨商。 年四大家族工業(yè)機(jī)器人收入累計(jì)約為50 億美元，占據(jù)著全球約60%市場份額。 工業(yè)機(jī)器人市場集中度非常高，伺服電機(jī)、控制系統(tǒng)、減速機(jī)等關(guān)鍵零部件技術(shù)壁壘較高，高昂生產(chǎn)成本和技術(shù)專利壟斷是制約其它企業(yè)發(fā)展主要原因。 第15頁工業(yè)機(jī)器人“四大家族”產(chǎn)品比較區(qū)域劃分品牌機(jī)器人產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品優(yōu)勢產(chǎn)品系列歐系A(chǔ)BB控制系統(tǒng)、本體、伺服電機(jī)、系統(tǒng)集成 汽車、3C、食品和飲料、醫(yī)療等 控制力好，整體性強(qiáng) IRB系列 庫卡（KUKA）本體、系統(tǒng)集成、控制器 汽車工業(yè)、金屬加工等 開源系統(tǒng)平臺，標(biāo)準(zhǔn)化編程、輕量化、響應(yīng)速度快 LBR、KR系列

9、日系安川電機(jī)Yaskawa伺服電機(jī)、變頻器、本體、系統(tǒng)集成 汽車、電子電氣、食品等 高精度、雙臂機(jī)器人、多軸機(jī)器人 Motoman、SEMISTAR系列 發(fā)那科（FANUC）數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、本體 汽車工業(yè)、電子電氣、金屬加工等 輕量化、標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)稱、操作簡單 R系列、M系列、LR系列等 第16頁工業(yè)機(jī)器人在農(nóng)副業(yè)加工中應(yīng)用第17頁我國工業(yè)機(jī)器人市場PEST分析 國家政策保障（P）宏觀經(jīng)濟(jì)促進(jìn)（E）5月19日，中國國務(wù)院印發(fā)中國制造202 5，布署全方面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略。其中高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人是重點(diǎn)發(fā)展十大領(lǐng)域之一。 12月29日工信部、發(fā)改委等聯(lián)合印發(fā)關(guān)于促進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展通知，針

10、對產(chǎn)業(yè)低水平重復(fù)建設(shè)、輕關(guān)鍵零部件制造問題，提出推進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)理性發(fā)展，加強(qiáng)零部件等關(guān)鍵短板突破，大力培育龍頭企業(yè)等。同日工信部還公布了工業(yè)機(jī)器人行業(yè)規(guī)范條件，提出工業(yè)機(jī)器人本體生產(chǎn)企業(yè)年?duì)I收不低于5000萬元或年產(chǎn)量不低于臺套，集成應(yīng)用企業(yè)年收入總額不低于1億元。到關(guān)鍵零部件自給率達(dá)50%以上。中國經(jīng)濟(jì)保持發(fā)展快速，城鎮(zhèn)人均收入水平提升，對汽車、家電等產(chǎn)品需求和購置力提升，推進(jìn)汽車、電子電器等行業(yè)企業(yè)引用工業(yè)機(jī)器人提升產(chǎn)能。 ，中國制造業(yè)就業(yè)人員平均工資抵達(dá)51369元。 中國制造業(yè)快速發(fā)展，已具備規(guī)模優(yōu)勢和一定技術(shù)基礎(chǔ)，伴隨我國人口紅利逐步衰退，企業(yè)用工成本大幅提升，迫切需要工業(yè)機(jī)器人替換

11、人工生產(chǎn)。 ，中國工業(yè)機(jī)器人保有量超出20萬臺，但機(jī)器人密度約為30臺/萬人，不及世界平均水平。 伴隨工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵零部件伺服機(jī)、控制器、減速機(jī)等逐步國產(chǎn)化，工業(yè)機(jī)器人使用門檻逐步降低，為在更多行業(yè)中小企業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。 物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)快速發(fā)展，為智能機(jī)器人落地提供技術(shù)支撐。 社會環(huán)境推進(jìn)（S）技術(shù)發(fā)展支撐（T）第18頁近年來我國工業(yè)機(jī)器人銷量情況IFR數(shù)據(jù)顯示，中國工業(yè)機(jī)器人銷量9萬臺，同比增加31%。第19頁我國工業(yè)機(jī)器人市場AMC模型第20頁我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展截止2016年全國已建和在建的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園區(qū)近50家有影響力的機(jī)器人公司預(yù)計(jì)有800多家上市公司涉及機(jī)器人業(yè)

12、務(wù)的公司超過50家中國內(nèi)資機(jī)器人企業(yè)2015年增長了30%第21頁我國工業(yè)機(jī)器人著名廠商企業(yè)名稱主營業(yè)務(wù)企業(yè)現(xiàn)實(shí)狀況新松機(jī)器人自動化有限企業(yè)機(jī)器人、控制器等企業(yè)成立于.企業(yè)已快速發(fā)展為成為先進(jìn)制造裝備產(chǎn)業(yè),新能源裝備產(chǎn)業(yè),石油石化裝備產(chǎn)業(yè),特種裝備產(chǎn)業(yè)四大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),在北京,上海,深圳設(shè)有控股子企業(yè),在廣州設(shè)有機(jī)器人研究中心,在山東濟(jì)南設(shè)有機(jī)器人工程中心,新松是當(dāng)前國內(nèi)規(guī)模最大,品牌產(chǎn)品線齊全,最具影響力先進(jìn)制造裝備產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。埃夫特智能裝備股份有限企業(yè)系統(tǒng)集成、機(jī)器人等埃夫特企業(yè)自8月成立以來，企業(yè)產(chǎn)品在汽車零部件、衛(wèi)陶、五金、家電、機(jī)加工、釀酒及消費(fèi)類電子等行業(yè)進(jìn)行應(yīng)用滲透。經(jīng)過多年自主研發(fā)及

13、合資并購，尤其是收購專注噴涂領(lǐng)域CMA機(jī)器人企業(yè)及聚焦金屬高端加工及智能產(chǎn)線EVLOUT機(jī)器人企業(yè)后，埃夫特已經(jīng)形成機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域全方面覆蓋，尤其在噴涂、金屬高端加工等領(lǐng)域，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人企業(yè)。哈爾濱博實(shí)自動化股份有限企業(yè)機(jī)器人、系統(tǒng)集成等由哈爾濱博實(shí)自動化設(shè)備有限責(zé)任企業(yè)整體改制設(shè)置高新技術(shù)股份制企業(yè)，注冊資本4.01億元。企業(yè)主要從事石化化工后處理成套設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)、銷售并提供相關(guān)服務(wù)。 南京埃斯頓自動化股份有限企業(yè)數(shù)控系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)、機(jī)器人企業(yè)自成立以來一直專注于高端智能機(jī)械裝備及其關(guān)鍵控制和功效部件研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，主要產(chǎn)品包含應(yīng)用于金屬成形機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)、廣泛

14、適適用于各種機(jī)械裝備交流伺服系統(tǒng)，以及工業(yè)機(jī)器人及成套設(shè)備等。第22頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況工業(yè)機(jī)器人精密減速機(jī)、伺服系統(tǒng)、控制器三大關(guān)鍵零部件發(fā)展為國產(chǎn)機(jī)器人發(fā)展奠定基礎(chǔ)。三大關(guān)鍵零部件決定了產(chǎn)品性能、質(zhì)量及價格。中國假如要實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化，必須將關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化加速提上日程。減速機(jī)控制器伺服系統(tǒng)國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人第23頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況三大關(guān)鍵零部件占工業(yè)機(jī)器人成本比重超出70%！工業(yè)機(jī)器人成本組成第24頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況精密減速機(jī) 全球精密減速機(jī)75%市場被日本兩家Nabtesco和Harmonic Drive壟斷。Nabtesco 在工業(yè)

15、機(jī)器人關(guān)節(jié)領(lǐng)域RV減速器約有60%市場擁有率， 20多年連續(xù)保持世界第一，Harmonic諧波減速器約占15%。國際上主流廠家和國內(nèi)廠家均選取這兩家產(chǎn)品。 國內(nèi)代表性企業(yè)南通振康、蘇州綠等多家企業(yè)也在進(jìn)行精密減速機(jī)研發(fā)與生產(chǎn)。第25頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況精密減速機(jī)RV減速器企業(yè):南通振康、秦川發(fā)展、 山東帥克、浙江恒豐泰等第26頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況精密減速機(jī)ZKRV40E減速機(jī)回差、剛度和傳動誤差測試結(jié)果日本RV40E減速機(jī)回差、剛度和傳動誤差測試結(jié)果被測減速機(jī)回差/arcmin剛度/Nm/arcmin 傳動誤差/arcminZKRV40E0.4106.450.8

16、93日本RV40E0.312115.3370.769第27頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況精密減速機(jī)諧波減速機(jī)企業(yè):蘇州綠第28頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況精密減速機(jī)創(chuàng)新性地提出全新齒形設(shè)計(jì)理論，設(shè)計(jì)出獨(dú)特諧波嚙合齒形，能夠在大幅提升諧波減速器使用壽命前提下，提升其輸出效率和扭矩承受能力。我們建立了獨(dú)特齒形設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，并擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。第29頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況精密減速機(jī)精度、效率、轉(zhuǎn)矩、剛度均到達(dá)或超出日本HD產(chǎn)品指標(biāo)第30頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)方面，國外品牌占據(jù)了近75%市場份額。歐美系機(jī)器人主流供給商有西門子、Lust、博

17、世力士樂、倍福等。日系品牌工業(yè)機(jī)器人主流供給商主要有安川、松下、三菱等。四大機(jī)器人家族中ABB、KUKA、FANUC均采取自產(chǎn)伺服系統(tǒng)。第31頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況伺服系統(tǒng)伺服系企業(yè)：上海翡葉、南京埃斯頓第32頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況伺服系統(tǒng)第33頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況控制器主流機(jī)器人廠商采取在通用多軸運(yùn)動控制器平臺基礎(chǔ)上自研配套控制器，如ABB、FANUC、KUKA、安川等；部分廠商采取機(jī)器人專用控制器，如KEBA、ROBOX等； 運(yùn)動控制板卡專用控制器第34頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況控制器控制器企業(yè):固高科技、博創(chuàng)科技等第35頁我國工業(yè)機(jī)器

18、人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況控制器第36頁我國工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件研發(fā)覺實(shí)狀況控制器將固高驅(qū)控一體化系統(tǒng)整體替換當(dāng)前所用歐系控制器及配套驅(qū)動器，采取同一個本體和電機(jī)進(jìn)行對比測試第37頁我國工業(yè)機(jī)器人其它代表性廠商第38頁目錄三我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展瓶頸一系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)狀況及背景需求二四足仿生機(jī)器人國際研究結(jié)果四四足仿生機(jī)器人展望與思索一工業(yè)機(jī)器人介紹二國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況四制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識五機(jī)器人未來發(fā)展趨勢第39頁我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展瓶頸發(fā)展瓶頸1：國際廠商先發(fā)優(yōu)勢，國產(chǎn)機(jī)器人市場份額低國內(nèi)廠商業(yè)務(wù)主要集中在系統(tǒng)集成方面，對機(jī)器人本體、關(guān)鍵零部件等附加值高領(lǐng)域滲透率較低。 伴隨越來越多中國企業(yè)進(jìn)入機(jī)

19、器人市場和國家政策扶持，將逐步打破國際廠商技術(shù)壁壘，助力中國工業(yè)機(jī)器人自主品牌發(fā)展。 第40頁我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展瓶頸發(fā)展瓶頸2：減速器、伺服機(jī)等關(guān)鍵零部件性能有待提升在額定扭矩和傳動效率方面與國外產(chǎn)品存在較小差距在扭轉(zhuǎn)剛度、傳動精度等穩(wěn)定性和精度指標(biāo)方面差距比較明顯由于材料和工藝水平差距，耐疲勞強(qiáng)度方面差距比較明顯產(chǎn)品缺乏批量化、大規(guī)模試用測試，實(shí)際應(yīng)用效果待檢驗(yàn)。精密減速機(jī)第41頁我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展瓶頸發(fā)展瓶頸2：減速器、伺服機(jī)等關(guān)鍵零部件性能有待提升伺服系統(tǒng)伺服電機(jī)動態(tài)響應(yīng)、過載能力、效率等方面存在差距驅(qū)動器開放性、控制方式、接口多樣性有待進(jìn)一步提高電機(jī)功率等級范圍覆蓋窄第42頁我國工業(yè)機(jī)

20、器人發(fā)展瓶頸發(fā)展瓶頸2：減速器、伺服機(jī)等關(guān)鍵零部件性能有待提升控制器硬件方面差距較小軟件實(shí)現(xiàn)的構(gòu)建、控制算法、二次開發(fā)方面存在差距運(yùn)動學(xué)問題基本解決，動力學(xué)性能有待完善工藝軟件包、工藝應(yīng)用上尚有差距第43頁我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展瓶頸發(fā)展瓶頸2：減速器、伺服機(jī)等關(guān)鍵零部件性能有待提升工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)核心技術(shù)缺失，產(chǎn)業(yè)空心化，國產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨性能與成本的雙重壓力產(chǎn)品低端化、低水平重復(fù)，國產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)需求與現(xiàn)有產(chǎn)品性能之間的矛盾突出前沿技術(shù)研究零散，系統(tǒng)性支持缺失，占領(lǐng)機(jī)器人技術(shù)及產(chǎn)業(yè)國際制高點(diǎn)形式嚴(yán)峻第44頁我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展瓶頸發(fā)展瓶頸3：原材料缺失，造成企業(yè)生產(chǎn)成本上升全球能源緊缺現(xiàn)象日益突出，同

21、時高能源消耗造成環(huán)境污染問題越發(fā)嚴(yán)重，各國均在主動研發(fā)輕量化技術(shù)和新材料技術(shù)，以緩解巨大環(huán)境污染危機(jī)。近年在工業(yè)機(jī)器人制造中，碳纖維、尼龍、樹脂等復(fù)合新材料已開始逐步取代鑄鋁、鑄鐵等傳統(tǒng)材料，不論是從節(jié)約能源、動態(tài)特征、降低成本等方面均將是一項(xiàng)飛躍進(jìn)步。第45頁我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展瓶頸發(fā)展瓶頸4：缺乏高端技術(shù)人才，與國際發(fā)達(dá)國家存在一定差距中國工業(yè)機(jī)器人需求快速增加，國內(nèi)企業(yè)紛紛投入工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，盡管當(dāng)前國際廠商在國內(nèi)市場仍占據(jù)較大份額，但伴隨國內(nèi)企業(yè)技術(shù)不停成熟和政策助力，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人廠商市場份額正在不停提升。 伴隨新松機(jī)器人、廣州數(shù)控、博實(shí)股份等國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)量提升，對計(jì)算機(jī)編程、自動化、機(jī)

22、械化、人工智能等技術(shù)人才缺口逐步顯現(xiàn)，對工業(yè)機(jī)器人調(diào)試、操作、維護(hù)等崗位就業(yè)人員需求擴(kuò)大。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用端企業(yè)不停增加，對高端技術(shù)人員需求也在擴(kuò)大，引用技術(shù)人才可為企業(yè)節(jié)約大量應(yīng)用成本。依據(jù)工信部戰(zhàn)略規(guī)劃，預(yù)計(jì)到工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量到達(dá)100萬臺，相關(guān)從業(yè)人才缺口將到達(dá)20萬人。第46頁目錄一背景及研究現(xiàn)實(shí)狀況二四足仿生機(jī)器人國際研究結(jié)果三山東大學(xué)機(jī)器人研究中心研究結(jié)果四制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識一工業(yè)機(jī)器人介紹二國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況三我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展瓶頸五機(jī)器人未來發(fā)展趨勢第47頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識歐盟新工業(yè)革命德國以工業(yè)4.0計(jì)劃為引領(lǐng)制造業(yè)領(lǐng)先計(jì)劃（3月公布）中國制造2025制造業(yè)回歸

23、和再工業(yè)化機(jī)器人技術(shù)革命實(shí)現(xiàn)會議第48頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識將向何處去！在哪里？第49頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識第四次工業(yè)革命Industry 4.0和中國制造2025 為第四次工業(yè)革命詳細(xì)實(shí)施提出了答案第50頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識能夠利用到各行各業(yè)無處不在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能電網(wǎng)分布式能源發(fā)配電系統(tǒng)第51頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識智能醫(yī)療人體健康遠(yuǎn)程監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)無處不在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第52頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識智能交通交通車輛駕駛與交通系統(tǒng)相互聯(lián)網(wǎng)無處不在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第53頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識第54頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識第55頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識第56頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識CPS其關(guān)鍵就是經(jīng)過應(yīng)用信息通訊技術(shù)，利用互

24、聯(lián)網(wǎng)絡(luò)空間，將虛擬系統(tǒng)信息與實(shí)際物理系統(tǒng)相結(jié)合，完成各行各業(yè)產(chǎn)業(yè)升級。 CPS平臺將提供服務(wù)和應(yīng)用，并能聯(lián)絡(luò)到全部參加人員、物體和系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)中人、物和系統(tǒng)信息物理系統(tǒng)（CPS）第57頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識第四次工業(yè)革命 未來，基于信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem，CPS）智能化，將使人類步入以智能制造為主導(dǎo)第四次工業(yè)革命。產(chǎn)品全生命周期和全制造流程數(shù)字化以及基于信息通信技術(shù)模塊集成，將形成一個高度靈活、個性化、數(shù)字化產(chǎn)品與服務(wù)生產(chǎn)模式。第58頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識制造業(yè)再思索兩次機(jī)器革命（M 2.0）第一次機(jī)器革命第二次機(jī)器革命四次工業(yè)革命（I 4.0）第

25、59頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識制造業(yè)再思索第一次機(jī)器革命（M 1.0）金屬力量 “第一次機(jī)器革命”始于18世紀(jì)以蒸汽機(jī)技術(shù)為標(biāo)志工業(yè)革命，開啟了突破“人類和動物肌肉力量極限”時代，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)力極大飛躍。這個時代實(shí)際由人類控制（人類作出決定和發(fā)出指令），勞動力顯得“更主要和更有價值”，人類勞動力和機(jī)器是“互補(bǔ)”關(guān)系。第60頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識制造業(yè)再思索第二次機(jī)器革命（M 2.0）智慧力量 “第二次機(jī)器革命”始于二十一世紀(jì)，“智慧力量”將更多地支配甚至取代第一次機(jī)器革命“金屬力量”。人腦智慧開發(fā)延展、知識信息聚合處理、新創(chuàng)意融合運(yùn)用、數(shù)字技術(shù)與機(jī)器人智能制造深度結(jié)合，將徹底顛覆傳統(tǒng)制造模式。 人類

26、勞動力和越來越智能數(shù)字勞動力（機(jī)器人）正在日益變成替換關(guān)系，而不是互補(bǔ)關(guān)系-引發(fā)社會變革。第61頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識制造業(yè)再思索第一次機(jī)器革命（M 1.0） 化石能源、礦產(chǎn)資源、生物質(zhì)資源以及自然環(huán)境是其生產(chǎn)主要對象和起源，遭遇“資源消耗+環(huán)境破壞”增加極限對信息和智能開發(fā)，代替對大自然攫取，遵照創(chuàng)新、綠色、包容、可連續(xù)發(fā)展，知識和信息成為經(jīng)濟(jì)社會賴以發(fā)展主要資源。第二次機(jī)器革命（M 2.0）第62頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識制造業(yè)再思索新勞動分工 兩類勞動力： 人類勞動力 數(shù)字勞動力兩類勞動力互補(bǔ)/替換？低技能工作往往難于自動化，反之則易于自動化。工作分成二階矩陣：認(rèn)知類工作vs.體力類工作程序

27、性工作vs.非程序性工作 機(jī)器人能做什么？ 機(jī)器人發(fā)展方向？工廠自動化再認(rèn)識第63頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識全球制造業(yè)競爭加劇第64頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識中國制造面臨挑戰(zhàn)即使中國為當(dāng)今世界第二大經(jīng)濟(jì)體，有龐大工業(yè)制造業(yè)體系，但面臨高端制造業(yè)總體水平不足、科技結(jié)果轉(zhuǎn)化不充分、低端產(chǎn)能過剩等問題。所以，中國想要實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0智能化愿景，依然有很長路要走！第65頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識中國制造業(yè)挑戰(zhàn)與機(jī)遇產(chǎn)業(yè)升級壓力勞動力成本上升中國制造業(yè)機(jī)遇：發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級能耗排放壓力哥本哈根中國減排目標(biāo)低附加值 高附加值第66頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識中國制造2025：我國實(shí)現(xiàn)“制造強(qiáng)國”戰(zhàn)略必定選擇，中

28、科院在“中國至2050年先進(jìn)制造科技發(fā)展路線圖”提出了“基于泛在信息智能制造系統(tǒng)”；年中國機(jī)械工程學(xué)會開啟“中國機(jī)械工程技術(shù)路線圖”編制工作，其中“智能制造技術(shù)路線圖”是六大專題之一；20國家發(fā)改委、財政部、工信部組織設(shè)置了“智能制造裝備發(fā)展專題”；20國務(wù)院公布并推進(jìn)實(shí)施“中國制造2025”規(guī)劃，是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)升級和“制造強(qiáng)國”戰(zhàn)略必定選擇。世界工廠：中國中國制造中國智造第67頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識中國制造2025：三步走戰(zhàn)略目標(biāo)第68頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識中國制造2025以智能制造為主攻方向工業(yè)2.0規(guī)?；哔|(zhì)量生產(chǎn)工業(yè)3.0數(shù)控化工業(yè)4.0智能化同時走。實(shí)現(xiàn)：全方面突破局部超越第69頁制造

29、業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識智能制造：發(fā)展階段 智能化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過程中含有感知、分析、決議、執(zhí)行功效網(wǎng)絡(luò)化利用自組織網(wǎng)絡(luò)，動態(tài)配置資源，實(shí)現(xiàn)研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售各種資源重組數(shù)字化CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP/RE/RPdevelopment第70頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識機(jī)器人再認(rèn)識機(jī)器人是“機(jī)器”還是“人”機(jī)器人三標(biāo)準(zhǔn)-賦予機(jī)器人社會倫理前50多年發(fā)展是“機(jī)器”下一步發(fā)展“機(jī)器人”（人與機(jī)器綜合體）第71頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識機(jī)器人再認(rèn)識莫拉維克（Hans Moravec)悖論：（機(jī)器人進(jìn)步悖論）高層次推理幾乎不需要計(jì)算，但低層次感覺運(yùn)動技能則需要大量計(jì)算。在物質(zhì)世界中，人類能做很

30、多輕易而自然事情對機(jī)器人來說是極難完成。假如讓計(jì)算機(jī)完成成人水平智力測驗(yàn)或者下棋是一件相對輕易事情，但當(dāng)包括知覺和機(jī)動性時，即使完成一歲幼兒一些技能也是非常困難甚至是不可能。第72頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識機(jī)器人發(fā)展了半個多世紀(jì)，保有量還不到200萬臺？下一步機(jī)器人發(fā)展趨勢打破莫拉維克悖論！機(jī)器人再認(rèn)識第73頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識萬億美元市場！麥肯錫全球研究所公布引領(lǐng)全球經(jīng)濟(jì)變革顛覆性技術(shù)機(jī)器人重大作用：第74頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識制造業(yè)/醫(yī)療/健康/國防/服務(wù)機(jī)器人遼闊空間及巨大市場：第75頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識小結(jié)：顛覆制造模式顛覆作戰(zhàn)模式顛覆生活模式我們正處于“機(jī)器”向“人”發(fā)展轉(zhuǎn)折點(diǎn)上第7

31、6頁制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識我們正處于一個人類社會變革重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)上以數(shù)字化技術(shù)和機(jī)器人為代表第二次機(jī)器革命將改變我們世界！進(jìn)入機(jī)器文明時代第77頁目錄一背景及研究現(xiàn)實(shí)狀況二四足仿生機(jī)器人國際研究結(jié)果三山東大學(xué)機(jī)器人研究中心研究結(jié)果四機(jī)器人未來趨勢一工業(yè)機(jī)器人介紹二國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況三我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展瓶頸四機(jī)制造業(yè)與機(jī)器人再認(rèn)識第78頁靈巧性工作精度、速度、負(fù)載現(xiàn)在機(jī)器人是什么？工業(yè)機(jī)械臂工業(yè)機(jī)械手精度、速度、負(fù)載靈巧性工作現(xiàn)在機(jī)器人能做什么？工業(yè)機(jī)器人未來發(fā)展趨勢第79頁工業(yè)機(jī)器人未來發(fā)展趨勢人類工作分工百分比雙手為主80%胳膊為主20%為何現(xiàn)在機(jī)器人用少、替換少，發(fā)展慢原因結(jié)論：技術(shù)

32、限制，傳統(tǒng)機(jī)器人不適合做這一大類工作殘疾機(jī)器人富士康機(jī)器人計(jì)劃第80頁工業(yè)機(jī)器人未來發(fā)展趨勢下一步我們應(yīng)該發(fā)展什么機(jī)器人：工業(yè)機(jī)器人功效、性能、智能S.A.P靈巧類雙臂、柔性機(jī)器人、靈巧手、智能傳感第81頁工業(yè)機(jī)器人未來發(fā)展趨勢技術(shù)進(jìn)步將徹底提升 機(jī)器人性能簡單、低級適應(yīng)性差以前機(jī)器人復(fù)雜、高級適應(yīng)性強(qiáng)今后機(jī)器人機(jī)器人正在進(jìn)行著由“機(jī)器”向“人”進(jìn)化“機(jī)器”“人”第82頁工業(yè)機(jī)器人未來發(fā)展趨勢特殊步驟、關(guān)鍵崗位（量少、價高）與人互補(bǔ)市場需求(質(zhì)量、效率)傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人特殊設(shè)備普遍應(yīng)用（量大、性價比高）與人替換新一代機(jī)器人市場需求（新制造模式需要， 減人力、降成本、競爭力）機(jī)器人第83頁示教再現(xiàn)柔性臂/雙臂、人機(jī)協(xié)同下一代機(jī)器人傳感、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能性、易用性、安全性、交互性機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢第84頁怎樣實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對非人工環(huán)境高效、準(zhǔn)確感知和適應(yīng)？環(huán)境挑戰(zhàn)任務(wù)挑戰(zhàn)怎樣實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下完成復(fù)雜任務(wù)所需要智能決議？行為方式挑戰(zhàn)怎樣建立人機(jī)