工业机器人在制造业中 应用的三大必要性

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时间:2016年11月1日 | 点击(4389)

作者:工业和信息化部国际经济技术合作中心 王喜文

  工业机器人首先在汽车制造业的流水线生产中开始大规模应用,随后,诸如日本、德国、美国这样的制造业发达国家开始在其他工业生产中也大量采用机器人作业。进入21世纪以来,随着劳动力成本的不断提高,技术的不断进步,各国陆续进行制造业的转型与升级,出现了机器人替代人的热潮(图1)。

  图1 推动工业机器人需求的驱动因素
  图片来源:《工业机器人2.0:智能制造时代的主力军》,机械工业出版社,2016年9月

一、基本需求

  机器人对于高强度、重复性、恶劣环境工作岗位具有更好的适应性,也是填补劳动力不足的最佳选择。目前,工业机器人能替代人类从事分拣、搬运、上下料、焊接、机械加工、装配、检测、码垛等制造业中绝大部分工作作业。尤其是,制造业劳动力成本的持续上升和机器人价格的下降增强了机器人工业应用的性价比。以我国为例,当前已经面临着劳动力不足的严峻形势,农村富余劳动力的逐渐减少,劳动力过剩向短缺转折的“刘易斯拐点”即将到来。与此同时,人口结构老龄化,人口红利逐渐消失。随着刘易斯拐点和人口红利的消失的逼近,制造业劳动力成本的快速上升已大大挤压中小企业原本微薄的利润空间,从基本需求上推动着工业机器人需求的加速发展。

二、发展所需

  制造业转型升级对产品质量和生产效率提升的需求也在推动工业机器人需求的加速发展。我国制造业企业大多属于加工贸易型企业,产品附加值低,人力成本大幅上升压缩了加工企业的盈利空间,成本倒逼制造商向自动化高效生产模式转型。采用工业机器人进行生产更加标准化,更具稳定性,对生产效率和产品品质都更有保障。随着技术的进步,工业机器人的功能也越来越强大,更多的自由度让机器人的灵活度得到了显著提升,不再局限于之前的简单重复劳动。此外,随着机器人核心零部件——精密减速器的发展,使得工业机器人的精度较10年前大大进步,在作业范围、最大工作速度和承载能力方面也有了显著的提高(图2)。

  图2 工业机器人的应用趋势
  图片来源:《智能制造:中国制造2025的主攻方向》,机械工业出版社,2016年9月

  因此,从作用和实际技术水平来看,工业机器人完全能替代工人从事大多数重复性作业,将人类从繁重的体力劳动工作中解放出来,又具有特定作业优势。

三、大势所趋

  2013年4月德国政府推出“工业4.0”,其中将生产制造领域的工业机器人定义为未来智能制造的主力军;2015年1月机器人大国——日本推出了《机器人新战略》,旨在应对工业4.0,迎接新一轮工业革命。种种迹象显示,工业机器人在制造业领域的应用将是大势所趋。因为,制造业是机器人的主要应用领域,在生产过程自动化中,大量采用了机器人。

  目前,汽车产业、电子制造产业的大规模量产技术中,大量采用着各种机器人。而未来,制造业的各个行业都将大规模采用机器人。

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