“科创中国”机器人及智能装备产学融合会议智库报告

发布时间: 2023-11-28

【引言】

机器人及智能装备产业作为我国重点支持的战略性新兴产业,其发展已上升到国家战略层面,成为衡量一个国家和地区创新能力和竞争力的标志。近年来,国家和地方政府出台了一系列政策措施,支持机器人产业的发展。例如,《“十四五”机器人产业发展规划》提出,到2025年,我国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地。党的十九大报告明确指出,要加快建设制造强国,加快发展先进制造业。机器人产业承载着产业升级、制造强国的重要使命,正处于前所未有的快速发展阶段。

“科创中国”试点城市安徽芜湖素有“长江明珠、创新之城”的美誉,地处长三角西南部,是华东重要的工业基地、科教基地和综合交通枢纽,历来高度重视科技创新。一直以来,中国电工技术学会以助力实现“碳达峰、碳中和”国家战略发展、打造国际领先的数字化智慧能源体系为主体目标,与芜湖市政府、科协建立了长期友好合作关系,围绕芜湖电线电缆、工业机器人、智能制造等产业发展的创新主攻方向与芜湖当地企业进行全面对接,多次组织专家调研论证,积极践行“双碳”能源战略要求,为“创新名城”而积极努力。

一、机器人及智能装备产业现状

机器人及智能装备产业是当今科技领域的一大热点,其快速发展和广泛应用正在改变我们的生活和工作方式。机器人及智能装备具备自主决策、感知环境、执行任务的能力,正逐渐融入各行各业,提供更高效、精确和安全的解决方案,应用领域主要包括电力、制造业、物流与仓储、医疗保健、农业、航天航空等。根据市场研究公司的数据,机器人及智能装备市场的年复合增长率预计将超过20%,到2026年,市场规模将达到数百亿美元。

机器人及智能装备的发展离不开关键技术的突破,技术涉及工程材料、机械控制、传感器、自动化、计算机、生命科学等各个方面,大量学科在相互交融促进中快速发展,技术创新趋势主要围绕人机协作、人工智能和仿生结构三个重点。深度学习、机器视觉等技术的不断进步,为其提供了更强大的认知和决策能力。随着标准化结构、集成一体化关节、灵活人机交互等技术的完善,机器人及智能装备的易用性与稳定性不断提升,与人协同工作愈发受到重视,成为重点研发和突破的领域,人机融合成为机器人及智能装备研发过程中的核心理念。随着人机共融技术不断走向深入,机器人及智能装备更广泛的应用于无法感知周围情况变化的隔离区域当中,以确保人的安全。目前推出的部分机器人及智能装备已能够像人类一样主动适应现实环境的不断变化,并快速改变应用,以更安全、更精准、更灵活的方式工作。

二、芜湖机器人及智能装备产业面临前所未有的机遇和挑战

(一)芜湖正在全面推动机器人及智能装备产业集群建设

作为安徽省域副中心,近年来,芜湖市经济发展趋势呈现由高速增长向高质量发展的转变态势,产业发展环境不断优化,长三角一体化、合芜蚌自主创新示范区、全面创新改革试验区、中部崛起、承接产业转移示范区等多重战略概念的叠加,给芜湖机器人及智能装备产业的发展带来了新机遇。

芜湖作为国家级、安徽省机器人双基地建设城市,以成为具有全球竞争力的自主化机器人产业基地为目标,大力发展机器人及智能装备产业,为产业集聚区提供了优质的公共配套服务。各县区结合自身优势,围绕战略性新兴产业开展招商引资,补齐产业链条,初步建设了以鸠江区为载体的省级机器人及智能装备产业集聚区、以繁昌区为载体的春谷3D打印智能装备产业园和以南陵县为载体的快递物流智能装备制造产业集聚区。集聚区规划了总面积达5300亩的国家芜湖机器人产业园,建设有5.7万平方米的机器人孵化器,同时在芜湖经济技术开发区及芜湖县布局机器人系统集成应用、工业机器人及机器人核心零部件产业。

目前,芜湖市已集聚机器人及智能装备产业企业百余家,产值突破150亿元,在国内率先形成机器人全产业链集聚发展态势。芜湖市机器人产业已形成以埃夫特智能装备股份有限公司为代表的机器人整机生产龙头企业,以翡叶动力、固高等为代表的机器人关键零部件企业,以酷哇机器人、星途机器人科技有限公司为代表的服务机器人企业,以东旭装备公司为代表的面向玻璃加工行业的机器人系统集成企业,以瑞祥公司、戎发公司为代表的面向汽车行业的机器人系统集成企业,以扎巴科公司为代表的面向包装行业的机器人系统集成企业,以埃华路公司为代表的面向铸造打磨行业的机器人系统集成企业,以纽创公司为代表的面向物流行业的机器人系统集成企业。

(二)国内外同业竞争更趋激烈,给芜湖机器人及智能装备产业带来了较大的冲击和市场竞争压力

经过近几年的发展,芜湖机器人及智能装备产业逐渐被国内业界关注,但目前发展中也存在着一些实际困难。我国拥有世界最大的机器人及智能装备市场和消费群体,一直是国内外企业服务和竞争的对象。ABB、爱普生、安川、新松、川崎等等国际高端机器人制造商已在中国布局并设立生产企业和研发机构,进入高速扩张阶段。同时,苏州、常州、佛山、南京等地的机器人及智能装备企业也竞相布局发展机器人产业,如雨后春笋、发展势头迅猛;海尔、亿嘉和、国自机器人等行业老牌竞争对手正在通过联合科技攻关,不断提升自身新产品开发和技术降本增效能力。这为芜湖机器人相关装备的生产企业带来了较大的冲击和市场竞争压力。芜湖虽然抢得了机器人产业发展的先机,具备一定的比较优势,但产业规模仍需扩大、龙头企业仍较缺乏。这是当前制约芜湖机器人产业发展的主要问题。

虽然芜湖机器人及智能装备产业已处于全国第一梯队,但目前芜湖乃至全国机器人生产企业仍无法实现核心零部件国产化,作为机器人“三大件”的伺服电机、减速器、控制器仍主要依赖进口。虽然芜湖已形成完备的产业链“三大件”均可实现本地采购,且减速器的本地化水准已有较大突破,但整体仍处于较为低端的水平。高端伺服电机、减速器仍采购于日本安川,控制器的芯片、陀螺仪等关键元器件仍需从欧美进口,且国内系统集成精度较低,国产控制器仍无法胜任高精度作业。

(三)芜湖急需“引智聚才”,吸引和留住行业高端人才和技术团队

机器人及智能装备产业对技术人才、研发人才需求量大,比起经济较为发达、区位优势更为明显、优质人才更加聚集的北上广深等城市,芜湖对机器人及智能装备产业人才吸引力相对较弱,高技术人才匮乏、高技能工人短缺,机器人及智能装备产业人才需求存在很大缺口。尽管很多驻京高校院所和知名企业在芜湖进行了成果转化和落地建厂,但芜湖企业从中所担任的角色,还主要以中试线、生产基地和物流仓储中心为主,产业核心技术人员和研发团队,并没有实际落户芜湖。

同时,如中国科学院自动化研究所、国机智能技术研究院以及清华大学、浙江大学等一批开展前沿技术研究、能够直接影响行业技术进步的大院大所,其核心研发力量也都集中在北上广地区,直接导致了“成果藏闺中、落地也难产”的发展现状,即使一些产学研成果已经落地的企业,也存在自主研发实力不强,产品快速升级换代效率不高,工艺质量稳定性不稳定的被动局面。

三、推动芜湖机器人及智能装备产业高质量发展的建议

在国内产业转型升级和人口红利逐渐消失的双重背景下,中国机器人及智能装备产业势必迎来新一轮的发展机遇期。面对机遇和挑战,应按照“重点发展工业机器人、同步发展服务机器人、延伸发展智能制造装备、深度融合人工智能”的总体思路,采取更加有力的举措,进一步加快芜湖机器人及智能装备产业发展步伐。力争在“十四五”期间建成国内外具有重要影响力的机器人及智能装备研发制造基地。

(一)积极打造国家级机器人及智能装备产业创新中心

加强机器人及智能装备共性关键技术研究,提升机器人整机及关键零部件检验检测能力、机器人核心零部件孵化能力、应用示范能力及行业支撑服务能力等;集中优势资源组建国家级重点实验室,开展前瞻性、颠覆性技术研究;针对产业链薄弱环节,加强机器人软件及算法、精密器件及关键部件研制平台、测试平台等基础创新能力建设。制定实施更加积极的优惠政策,加强机器人及智能装备产业高端人才招引、高技能工人培养力度,满足持续增长的产业创新人才和技术需求。

(二)多方引入社会资本投入,优化营商环境

目前,芜湖机机器人及智能装备领域企业获得扶持主要来源于政府,缺乏社会资本投入。芜湖需要成立专门针对机器人及智能装备产业的基金,构建“财政投入为引导、企业投入为主体、金融机构重点扶持、担保机构补贴支持”的多元化投入机制,同时通过降低企业在芜湖的运营成本,提高企业在市场上的竞争力,从而促进产业的发展。2019年,芜湖已设立了规模10亿元的芜湖旷沄人工智能产业投资基金,完成投资项目2个。同时用足、用好国家、省有关科技创新方面的扶持政策。

为产业发展提供良好的市场环境,包括完善的法律制度、公平的市场竞争秩序等。通过优化营商环境,可以降低企业的经营成本和风险,提高企业的经营效益和市场竞争力。同时,可以吸引更多的优秀企业和人才来芜湖投资和发展,推动产业的繁荣和升级。

(三)全力做大做强龙头企业,提升创新能力

大力支持龙头企业上市。筛选出一批技术实力强、市场前景好的企业进行重点培育。通过提供资金支持、政策优惠等措施,帮助这些企业成为行业中的佼佼者。通过引进机器人及智能装备整机企业核心研发人才、加强与高校院所协作攻关等方式,突破工业机器人及智能装备整机核心控制技术。将国家级芜湖机器人及智能装备产业园入驻企业分为机器人生产线集成、机器人制造、机器人核心部件等相关模块企业,通过定期调研同一模块企业,搜集共性问题,通过政府渠道帮助协调解决。注重品牌培育。提升埃夫特整机产品、酷哇服务机器人等本地机器人企业的竞争力,辐射和带动产业整体发展。加大芜湖机器人产业发展宣传推介,组织芜湖机器人产业园及落户企业参加国内外会展,鼓励企业参与企业标准、行业标准等标准体系制定。建设中德人工智能发展基地。在原中德产业园孵化器基础上谋划建设新的人工智能发展基地,缓解机器人产业园区核心区企业厂房使用压力。

支持企业加大研发投入,推动技术创新。鼓励企业与高校、科研机构建立合作关系,共同研发新产品、新技术。通过产学研合作,可以提高企业的技术创新能力,加速科技成果转化,为产业发展注入新的动力。

(四)拓展市场应用,加大招引力度

为了促进机器人及智能装备产业的发展,需要不断拓展市场应用领域。鼓励企业加强市场调研和产品研发,开发出更多符合市场需求的产品和服务。通过拓展市场应用领域,可以提高企业的销售额和市场份额,推动产业的快速发展。同时,可以促进产业与相关产业的融合发展,形成更加完善的产业链和产业生态系统。

随着大数据和云储存技术的日益成熟,服务及特种机器人发展势头强劲,行业前景有望超过工业机器人。机器人产业正从标准化、一体化发展模式向智能化、个性化转变。目前,芜湖该类机器人发展总体规模不大,涉及行业领域较为单一。

此外,积极打造机器人整机及零部件测试平台,为相关企业提供第三方检验检测服务,推动产业转型升级,积极开拓市场。

(五)推动产学研合作、聚力突破关键零部件核心技术

推动产学研深度融合,鼓励企业与高校、科研机构开展合作,共同研发新产品、新技术。通过产学研合作,可以实现资源共享、优势互补,提高科技创新的效率和质量,同时,促进科技成果的转化和应用,推动产业的发展。

尽快突破减速机技术瓶颈。通过与减速机核心设备供应商合作,突破加工工艺与装备技术瓶颈。继续强化产品使用验证、提高关键工艺水平,引进技术团队进行联合攻关,努力实现机器人精密减速机技术重大突破,加强奥一精机 RV 减速机量产能力,加快谐波减速机研发步伐。提升驱动控制规模。瞄准国际先进水平,加快机器人控制器、伺服驱动器大批量产业化,提高固高科技、清能德创机器人控制器、伺服驱动器产品的应用配套比例。研发高性能机器人驱控一体化产品,批量替换进口产品,大幅度降低成本。提高伺服电机竞争力。加快推进芜湖翡叶动力伺服电机项目,快速提升

批量制造、成本控制和品质管控能力,在满足埃夫特公司配套基础上,逐步推广至风电、高端纺织机械、高端数控系统等先进运动控制领域,全面替代进口欧系电机。研发高性能直驱电机,在国产机器人应用上实现新突破。

(六)加强人才培养

“能力导向、需求引领、全面发展”为原则,建立健全机器人及智能装备产业人才培养体系。通过高校培养、企业培训等方式,为产业发展提供充足的人才保障。同时,鼓励企业加强内部培训,提高员工的技能水平和工作能力,为产业的可持续发展提供有力支撑。

同时,加大人才激励机制,优化创新人才成长环境,支持高等院校成立机器人科学与工程研究院,瞄准海内外高层次人才和科研团队,吸纳团队携技术项目来我省创新创业。

图文来源:中国电工技术学会