工业机器人应用对制造业产业集聚的影响

工业机器人应用对制造业产业集聚的影响

高虹升

川崎机器人（天津）有限公司  天津市  300451

摘要：我国是一个人口众多的国家，目前，为了缓解我国人口老龄化问题日益凸显、人口红利日益萎缩、劳动力成本逐步上升等问题，本文在阐述工业机器人研究背景和发展现状的基础上，从不同角度分析了工业机器人的发展前景，提出机械设备取代人力将成为国内许多行业未来发展的趋势。

关键词：人工智能；工业机器人；机械设备

引言

我国生产力水平不断提高，工业机器人成为现代制造行业的发展热点。为促进制造业的转型升级，应将工业机器人与智能制造紧密结合，不断对其进行创新研发，优化工业机器人技术。介绍了工业机器人的核心零件，分析了工业机器人的研发要点，探讨了工业机器人在钢铁企业和汽车制造行业中的应用，以提高我国制造业的竞争力。

1作用机理分析

随着新一轮工业革命和科技革命的演进，以工业机器人等人工智能为代表的科技成果与传统制造业的不断融合，显著促进制造业质量、效率、动力变革。(1)工业机器人的应用能够优化制造业的资源配置。工业机器人的应用加速了制造业分行业系统中信息的处理和整合，减少资源错配现象，一定程度上避免资源浪费，提高资源整体的利用效率，实现资源最优配置;(2)工业机器人促进制造业整体生产效率的提升。工业机器人不仅能够辅助人类工作，而且能够替代人类劳动执行复杂任务，越来越多的劳动力被机器人取代。生产要素从劳动向资本和技术转变，制造业行业实现生产、管理、运行智能化，从根本上提升生产力，提高生产效率;(3)工业机器人应用推动了制造业创新能力。工业机器人技术的应用能够改造传统制造业，促进制造业转向研发、设计等价值链，推动制造业向技术密集型方向转变，从而实现智能制造，促进制造业高效率、高质量生产。工业机器人技术在制造业领域中发挥了关键作用，随着工业机器人技术水平的不断提高，工业机器人与制造业高质量发展之间并非简单的线性影响，可能存在复杂的非线性影响。我国制造业长期处于全球产业链中低端，技术创新主要依赖引进外来技术，关键核心技术受制于人，自主创新技术水平不足。并且工业机器人应用方面的高端型专业技术人才缺失，工业机器人相关的制度环境不完善、政策不健全。由于中国制造业体系以上等问题的存在，工业机器人引进初期，在高昂的工业机器人建设成本下，仅有少数经济实力强大的制造业企业引进工业机器人技术，此时工业机器人带来的经济效应不是很明显，甚至对制造业高质量发展产生负面影响。但随着工业机器人相关人才队伍的健全，制造业创新技术水平的提高，工业机器人与制造业生产、运营、销售等各环节的深入融合，工业机器人的边际成本逐渐降低，经济效益逐渐显现。

2工业机器人应用对制造业产业集聚建议

2.1在钢铁企业中的应用

工业机器人可应用于钢铁企业的远程监控，管理系统工作内容包括以下几方面:一是自动剪裁和拆捆机器人系统。可自动、准确测量并计算出捆带的宽度范围和卷板边线的相对位置，进行自动压缩建材，将捆带进行压缩和裁剪，使其成为一个相对最小的尺寸，运输至废料斗板车中。二是自动粘贴标签。可自动、准确地取出废旧小车中剩余的试样板，在每个废旧试样板表面上自动粘贴纸标签，实现对各类废旧标签文件的自动打印、拾取与粘贴操作。

2.2汽车工业机器人中机电一体化技术的应用

未来的一段时间，伴随我国科学技术的发展和日渐成熟，会大大的增强工厂生产感知系统的功能，方便对周围设备进行检测，检测周围的设备是否出现故障等。这些对技术有着较为严格的需求，不仅要攻克传感器技术与图像处理技术的难关，也要构建一个高精度物理模型，以此来应对生产期间出现的各类不确定性问题。人工智能是当下和未来人们研究的热点与重点，未来机电一体化技术的不断发展，会和智能化技术融合，将机电智能化作为运行的逻辑与核心，使用不同的思维模式，参考人类的一系列行为升级和发展人工智能。

2.3搬运

在当前智能制造行业中，搬运机器人的市场份额较大，其次为装配式机器人，有关资料表明，搬运机器人在整个工业机器人市场中的占有率已达到15%以上，比第三名的焊接机器人高出将近4%。因此，在智能制造行业中，搬运机器人的需求日益增加。在实际的制造工序中，机器人技术可被运用到运输操作内部。在人工编程的帮助下，将搬运机器人引入现代工业。以此实现运输、存储以及包装等一系列自动化操作，既能使工人得到充分的解放，同时，有效地提升了运输工作的效率。通过装配各种功能的操纵杆，使其可以满足各种自动化流水线的作业要求，完成对各种形状和不规则材料的处理。鉴于化学品和产品的危险性，采用搬运机器人进行运输，可大幅度地减少安全风险减少危险物品和放射性物品对工人身体的危害。固定串行搬运机器人具有工作空间大、结构简单等特点，已被广泛地应用于生产领域。但是其缺点较为明显，如承载能力低，刚性差，仅能在一个固定的位置进行简单的搬运，存在着限制。为此在结合移动技术与并联技术后的搬运机器人，不仅可达到智能制造的实际要求还可有效提高搬运机器人承载作业能力，扩大其工作距离。此类机器人在汽车、医药等领域中运用前景良好，发展空间充足。

3工业机器人的发展前景

根据国际机器人联合会（InternationalFedera-tionofRobotics）于2022年6月21日发布的数据来看，2021年，全球机器人销量达48.68万台，达历史新高。而且，电子行业的增幅超越汽车行业，约为13.2万台，成为工业机器人倾销的最大客户。机械、金属行业，塑料制品、化学品行业以及食品和饮品行业的销量也不错。此外，工业机器人在其他诸多领域都有广大的发展空间。例如，微型机器人可以凭借着体积小的优点，在医药、精密制造、航空航天、农业等领域大放异彩，但目前的发展才刚刚起步，需要加大投入与研发力度。机器人是为替代人力而诞生的，若能在人机语言交流方面取得突破，让机器人可以和人类进行正常交流，这将使工业机器人接受工作任务时更加灵敏，也能更加高效地完成任务。而且，人工智能已经成为工业机器人的主流发展方向。若将云机器人与深度学习结合起来协同发展，创建神经网络，并帮助其高速运行，这对机器人的智能化、人工智能的发展都大有裨益。2021年，国内的工业机器人新增装机量位列全球第一，约为21万台，累计装机量达115万台，市场发展前景非常可观。然而，国内的工业机器人品牌在核心技术水平方面与国际顶尖水平尚存较大差距，工业机器人领域的前15位全球重要专利申请人里，没有任何一个属于我国。而且，目前制造业的流水线普遍面临招工难，留不住工人的问题，年轻人更倾向于做快递和外卖等行业。如果能够在这两个行业的智能机器人研发中取得突破，用机器人取代人力，那么这两个行业将出现饱和现象。再依托高校，进行校企合作，优化人才培养模式，加大人才培养力度，相当一部分年轻人将回流到制造业的研发岗位和一线生产岗位，这也会促进工业机器人行业的横向发展。

结语

工业机器人在制造业中具有重要的地位。要想实现智能制造业的发展，必须进行创新研发，对关键零件进行深入研究，使其更加灵敏、便捷，提升运行的稳定性和安全性，提高工业的机械化和自动化。

参考文献

［1］周友良.工业机器人产业的发展现状分析及产业对策研究［J］．中小企业管理与科技(下旬刊)，2021，(09):38－40.

［2］董德.工业机器人视觉关键技术的研发及应用［P］．宁夏巨能机器人股份有限公司，2021.