工业机器人,人类助手还是焦虑制造机?

互联网的快速发展使原先不可能的设想成为现实,由
操作人员与工业机器人共同构成的工业生产网络,得益于
互联网络中快速传播的信息与集约化控制管理,正为我国第二产业的飞速发展贡献力量。

在发达国家提出工业回流及发展中国家劳动力上涨背景下,“机器换人”的理念在全球范围内掀起新发展浪潮,工业机器人得到空前的关注,发展势不可挡,成为工业互联网及网络传播等多领域学者的研究对象。


2010-2017年全球工业机器人销量变化情况及其预测

作为我国制造业重镇的佛山,传统工业业亟须转型。以华数机器人有限公司为代表的新兴技术企业通过对工业机器人的研发为佛山
高端装备制造业发展注入新力量,实现省人、降本、增效的目标。

以“小熊电器”为例,华数工业机器人网络通过打造全新切碎机自动化生产线「该生产线全长46米,由多系列共13台华数机器人构成」将投产后生产所需人数由原手工生产的25人减少到智能化生产的8人,由人工23秒节拍提升到智能化生产12秒。

这样的事例在现今工业生产中广泛存在,那么工业机器人究竟是什么呢?一起来探索一下吧!

01、
什么是工业机器人?

工业机器人,即依靠
工业互联网技术,独立执行人类预先导入的指令及编程的
高度自动化机器装置,具有
重复编程
自动控制的能力。通过完成高重复性或人类无法胜任的高精密度、高危险性工作来协助现代工业生产,是
工业互联网快速发展的代表产物及缩影

作为现今工业互联网产业主攻的专题之一,相关企业也希望通过提升工业机器人技术来开辟新兴市场,拓展全球合作。传统的工业机器人主要用于电力、化工、机械、物流等工业领域,从事码垛、焊接、装配、检测工作。


2015年工业机器人分领域供应量占比图

随着人工智能等技术的突破,加之我国政府提出
“中国制造2025”计划,将智能制造放在优先发展的位置,以
智能制造为核心产业变革正悄然发生。在这一发展背景下,智能化的工业机器人突破了部分传统机器人生产、操作的限制,在
应用范围、工艺细分、作业精度、智能操纵与管理等方面都有了显著的进步。 工业机器人的发展与应用对制造业的成功转型升级起着至关重要的作用。


“中国制造2025”计划剖析

通过指标概念化,大家对工业机器人是否有了初步的了解呢?下面将对工业机器人的特点及发展状况进行简要介绍,一起往下看吧!

02、
指标研究
特点
可编程性

在生产自动化实现的基础上,工业生产者对工业机器人提出了更高要求,即
柔性自动化,简而言之就是可以根据快速变化的生产需求、环境条件,通过对编程内容的修改以满足多样化的市场需求,与现今
个性化生产特点有较高匹配度。

拟人化

最初的工业机器人是能够完成工业制造流程中部分操作任务的机电一体化自动机械系统。随着研发技术的进步,其
机械结构上对人类肌体进行了模仿,例如机械臂的应用,也可以像人类一样完成旋转、移动、转移物件、绕行等动作,而
具有控制功能的电脑是类似于大脑一样的存在,连结各个工业机器人的互联网可以看作是神经系统抑或是血液系统。智能化对工业机器人的提升体现在
“生物传感器”的配置应用,例如力传感器、负载传感器、视觉、声觉传感器、语言功能等,这大大增强了工业机器人对周围环境的自我感知和适应。


工业机器人“生物传感器示意图”

通用性

为了
降低工业机器人的生产、使用成本,适应多变的市场需求,大部分工业机器人在执行各异的作业任务时显现出较高的通用性。企业通过对工业机器人
末端零件的微调、重组来完成不同的物件的产出。

机电一体化

机电一体化的特征在定义中也有所体现,归根结底是由
机械学
微电子学技术结合而成的。微电子技术赋予了智能化工业机器人除机械自动化生产及自主控制以外,
获取信息、记忆、语言理解、图像识别、推理判断等能力,这也是工业互联网快速发展的重要表现之一。

发展概况

01 工业机器人现今发展方向

布局细分场景

细分布局及市场对于精准满足需求有不可忽视的作用,为了进一步提高工业机器人的专业性和市场占有率,工业互联网相关企业
积极开辟新兴市场并针对特定市场进行创新

2020工业机器人行业细分情况

提升产品指标

不断实现工业机器人产品技术指标提升,
多维度突破传统性能限制及困难,解决特定行业问题,
提高企业竞争力及门槛,附之以
优惠的部署成本、优质的售后服务,抢占市场。

拓展高端客户

凭借
安全、易用、部署灵活、柔性高等优势展开国际多维度、高质量合作,致力于
搭建工业机器人应用生态圈。利用
集聚效应,为客户提供利益最大化合作方案,奠定细分领域地位,抢占高端市场。

工业机器人应用生态圈

02 工业机器人产业发展趋势

工业机器人产业发展趋势主要为
人机协作、自主化、智能化、信息化、网络化,而这五大趋势得益于工业互联网的高速发展。

自主化人机协作看似矛盾,实则相辅相成,工业机器人的自主化学习及控制使作业人员不再需要过多的编程器、遥控,它们会在遵守基本原则的基础上,根据生产任务、条件等的改变自行修改应用程序、设定和优化轨迹路径以达到所需效果,这就大大降低了对操作者的专业要求,也增强了安全性保证,为人机交互协作创造更大可能。

机械智能化是不可逆的科技发展趋势,随着智能技术的不断发展,例如识别、传感、分析、整合技术,智能工业机器人逐步能够将外界获取到的海量内容进行信息化、数据化并进行自我储存、整合、分析与应用。

工业机器人使用的普及使集中的网络化管理更为高效,工业机器人从独立个体作业向相互连结、协同合作方向发展,共建工业机器人互联网络。

03 、工业机器人发展现存问题
工业机器人相关产业区域和应用
领域过于集中,且市场使用率低

目前工业机器人的使用还是有较高的经济及科研要求,这导致了应用区域主要集中在长三角、珠三角、环渤海湾以及成渝地区。且考虑到
市场成本因素,投入与受益反馈失衡问题,目前仅有部分大型企业能够负担并存在产业
垄断问题。

我国国产工业机器人使用情况

核心技术创新能力不足、
创新人才缺乏

我国工业机器人研发能力不足,对
核心技术的掌握能力及创意能力匮乏,使得相关产业
对进口核心零件依赖性极强,无法应对市场或政策突变,同时也严重限制了本土产业的发展及市场占比。

中国工业机器人进出口金额对比

产业链不完整,
协同创新机制尚未形成

工业机器人相关产业体系并没有健全完善,在发展大环境和政策上也没有为工业互联网产业提供足够的发展前提及优势。
空缺或割裂的产业链没有办法满足零件的供应需求,小批量的生产是成本成倍增加,市场竞争力大为降低。

工业机器人产业链构成

现今我国相关产业创新核心力量来源于高校或专业院校学生,但封闭、缺少交流协作的研究往往会限制新想法的产生和思想的碰撞,事倍功半,协同创新机制的形成至关重要。

  产业支持力度有限,
政策环境有待完善

工业机器人发展确实得到政府的高度关注,但目前出台的产业支持政策大都从
宏观发展角度去考虑,缺少具体的改善、激励、项目机制、人才培养、核心技术突破等相关扶持政策,对产业支持力度受到较大限制。

04、工业机器人
发展
问题应对措施 
加快完善机器人协同创新体系

积极建立与国外相关科研机构的合作关系,通过
创新服务体系促进高技术人才引进,共同推进工业机器人的发展进程。建立机器人行业共用技术研发基地,根据国内实际发展状况完善各地工业机器人发展方向与规划,
建立产学研用协同创新体系,实现创新资源的优化整合

“两院一园”协同创新生态系统架构

鼓励工业机器人的
融资租赁模式创新

CNNIC报告中也有提出
投融资对我国工业互联网发展起到的重要支撑作用,而
租赁交易模式也一定程度上降低了使用工业机器人的企业的资金门槛,提高了工业机器人的利用效率及普及度,有效缓解上文工业机器人相关产业区域和应用领域过于集中,且市场使用率低问题。

2020年投融资事件机器人类型分布

搭建“互联网+机器人”的
创新服务平台

“互联网+”通过
共享经济的模式,将
闲置资源整合利用。以价格高昂的工业机器人作为共享对象,结合工业机器人融资租赁市场,打造全新的工业机器人利用模式,
搭建“互联网+机器人”的创新服务平台,改善
资源闲置、信息不对称问题。

建立适用于工业机器人的
风险保障及实时更新机制

基于工业机器人前期价格投入及风险较高,国家应实时
推动并建立完备的风险监测预警机制,保证工业机器人交易过程的安全性,使客户的购买没有后顾之忧。

与此同时,工业机器人不论是本体还是应用系统都有快速更新换代的特征,实时更新机制对工业机器人的长期使用至关重要,也降低了闲置、废弃导致资源浪费的可能性。

03、
研究发现
工业机器人使用存在的社会问题

拥有智能化加持的工业机器人更大程度上满足了企业的生产需求,无人化的自主操作也免去一些原先难以突破的困难,例如大量工业生产所需的有害化学物质或杂乱的生产环境对人体造成的伤害,长时间高强度重复劳作造成的心理伤害等等。

然而,工业机器人的大规模应用也产生了一些不容忽视的社会问题,例如工业机器人使用对就业的影响、成本与收益平衡问题、使用安全保障、使用存在的伦理争议……其中最受群众关注的就是工业机器人使用对就业的影响。

劳动力及失业率问题

工业机器人作为工业变革的新兴核心驱动力,将
重构经济活动的各个环节,首当其冲的必定是技术含量较低的低水平劳动力,加快机器换人的进程是工业现代化生产的内在需求及必然趋势,同时也能
有效缓解用工荒、劳资纠纷问题。但机器换人的表面必然结果是造成大量劳动力解聘,失业率上升,一定程度上会引起社会的恐慌焦虑。

但事情的全貌真的是这样吗?研究表明,工业机器人降低制造业就业的同时增加了服务业就业,整体就业影响具有不确定性。基于满足资本—技能互补假说,工业机器人应用减少非技能就业的同时能够促进劳动力技能就业,推动了产业结构的升级,而产业结构在两者的转换关系中展现出重要的中介效应

总结来说,工业机器人的使用对就业有显著的正面影响,促进产业结构的升级,加速了工业互联网的发展与普及,但在实施低水平劳动力代替时也不能操之过急,需要给个体预留提升个体素养以适应更严苛的市场需求的时间

工业互联网的智能化趋势 
为经济发展注入新鲜力量

随着信息技术的快速发展,智能化时代到来,以
人工智能为核心的技术变革正在全球范围内
重塑产业生态,为社会经济的发展注入新鲜血液,产生全新的发展热点,引领科技创新的浪潮。

工业互联网的智能化提高了工业生产的自动化发展水平,释放了大量劳动力去从事更高水平的任务,以创新思维代替低经济效益的体力劳动。由此调整我国产业结构占比,大量人员向第三产业流动,整体上为服务业的产业结构优化升级创造更多的可能性,进一步推动了人工智能与实体服务经济的有机融合

当然,智能化的工业互联网产品例如小度的智能管家、自动化家具也大大提升了人们的生活效率与体验感,在提高社会生活水平的同时也创造了极具前景经济新热点

中国互联网的快速发展与
国民基础素养的不匹配

中国互联网的飞速发展为社会进步、国际地位的提高创造了条件和基础,但似乎与现今国民的整体基础素养无法匹配,
群众对互联网的理解力、掌握度与互联网发展程度相应的网络素养有较大的差距。“机器换人”现象中体现的技术就业劳动力不足就是很好的体现,据统计,相比于欧美部分国家,中国民众接受和适应互联网新技术的所需的时间较长,且部分用户最初会带有较强
排斥心理

国民网络素养的匮乏有时候会造成互联网发展、研究的成果没有办法在社会生活中得到最大化利用,更有甚者,会导致一些棘手社会问题的产生,例如网络诈骗的盛行、互联网成瘾性使用、网络暴力、网络谣言和虚假信息的大肆传播……互联网的发展速度超出了现今用户整体网络素养所能负荷的程度,这使互联网的正面发展反而对个体生活产生负面影响。

为了适应互联网的快速变革,与之齐头并进,提升群众网络素养水平刻不容缓。而网络素养的核心是学会用批判的眼光看待互联网发展中的现象及问题,勤思考,而不是盲目接受或者排斥作为社会发展新兴主要力量的互联网,培养自身以不同形式了解并正确使用互联网广泛资源的能力。

互联网的快速发展,重塑人们生活中的方方面面,而工业机器人究竟是人类生产的得力助手还是焦虑来源见仁见智,让我们共同期待工业机器人为代表的智能制造创造的新时代。

参考文献:

[1]时伉丽.工业机器人在工业工程中的应用浅析 [J]. 电子元器件与信息技术 ,2021,5(4):174-175.

[2]刘义才,高俊.工业机器人产业发展现状与对策研究[J].中国商论,2021(18):174-176.

[3]康茜,林光华.工业机器人对就业的影响机制[A].《软科学》[C],南京,2021:20-27

[4] 蔡晓君.人工智能创新发展对经济发展的影响及建议[A].《圆桌论坛》[C],山东,2021:147-148.

[5] 王文,牛泽东,孙早.工业机器人冲击下的服务业[A].《统计研究》[C],2020:54-65

更多阅读:

  • Tractica:2018年底非工业机器人市场份额将增长至76%
  • 日经中文网:中国“爆买”工业机器人 迎人口结构变化
  • MIR睿工业:2018-2019工业机器人市场回顾及展望与光伏行业分析(附下载)
  • 工业机器人行业报告:爆发是必然趋势(附下载)
  • IFR:一文了解全球工业和服务机器人现状和趋势
  • MIR睿工业:2020年中国工业机器人市场调研
  • MIR DATABANK:2020年前三季度中国工业机器人市场回顾及年度预测
  • 2016中国工业机器人市场研究报告
  • 国家知识产权局:工业机器人产业专利竞争呈五国、四企、三核心格局
  • 工信部:2020年1-9月工业机器人行业运行数据
  • 工信部:中国工业机器人保有量已占全球1/4
  • 中国成为全球最大工业机器人市场–信息图
  • VentureBeat:自动化取代80万工人 但却创造了350万个新工作岗位
  • Tractica:2022年全球企业机器人市场将达到679亿美元
  • 国际机器人联合会:美国汽车工业机器人密度达1287台每万名员工

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