2012年,中国劳动力成本与2009年国际金融危机时相比,上涨大约60%,且有更多的年轻人希望就职于IT企业。对于制造业企业来说,用工问题变得日趋困难,客观上导致中国对工业机器人需求不断扩大。
2012年,北京、四川、江西、陕西、深圳、山东、上海、天津、广西、宁夏、甘肃、山西、云南、重庆、江苏、新疆、福建、海南、青海、湖南、河北、内蒙古、黑龙江这23个省市先后调整了最低工资标准。以深圳市为例,多年以来不断上调最低工资。
工业机器人能替代目前越来越昂贵的劳动力,同时能提升工作效率和产品品质。据了解,富士康机器人可以承接生产线精密零件的组装任务,更可替代人工在喷涂、焊接、装配等不良工作环境中工作,并可与数控超精密铣床等工作母机结合制造模具,提高生产效率,替代部分非技术工人。
可以说,使用工业机器人可以降低废品率和产品成本,提高了机床的利用率,降低了工人误操作带来的残次零件风险等,其带来的一系列效益也是十分明显的,例如减少人工用量、减少机床损耗、加快技术创新速度、提高企业竞争力等。机器人具有执行各种任务特别是高危任务的能力,平均故障间隔期达60000小时以上,比传统的自动化工艺更加先进。
在面临全球性竞争的形势下,制造商们在利用工业机器人技术来帮助生产价格合理的优质产品。一个公司想要获得一个或多个竞争优势,实现机器人自动化生产将是推动业务发展的有放手段。在发达国家中,工业机器人自动化生产线成套装备己成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化生产线,以保证产品质量和生产高效率。
自动化柔性制造系统是指在较少的人工直接或间接干预下,将原材料加工成零件或将零件组装成产品,在加工过程中实现管理过程和工艺过程自动化。管理过程包括产品的优化设计;程序的编制及工艺的生成;设备的组织及协调;材料的计划与分配;环境的监控等。工艺过程包括工件的装卸、储存和输送;刀具的装配、调整、输送和更换;工件的切削加工、排屑、清洗和测量;切屑的输送、切削液的净化处理等。
柔性制造系统的主要特点有:柔性高,适应多品种中小批量生产;系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的;可混合加工不同的零件;系统局部调整或维修不中断整个系统的运作;多层计算机控制,可以和上层计算机联网;可进行三班无人干预生产。
自动化成套装备的水平和制造能力代表了一个国家装备制造能力的最高水平,是一个国家制造业发达程度和国家综合实力的集中体现。国外汽车行业、电子和电器行业、物流与仓储行业等已大量使用机器人自动化生产线,从而保证了其产品的质量和生产的高效。典型的如机器人有大型轿车壳体自动化系统技术和成套装备、大型机器人车体焊装自动化系统技术和成套装备、电子和电器等的机器人柔性自动化装配及检测成套技术和装备、机器人整车及发动机装配自动化系统技术和成套装备、AGV物流与仓储自动化成套技术及装备等,这些机器人设备的使用大大推动了这些行业的快速发展,提升了制造技术的先进性。
柔性制造技术是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。届时,智能化机械与人之间将相互融合,柔性地全面协调企业生产经营的全部活动。
截止2009年超过150种工业制成品中产量位居世界第一。续发电设备、大中型拖拉机、内燃机、铲土运输机械、混凝土机械、起重设备、工业锅炉、变压器、电动工具、金属集装箱、摩托车、数码相机、复印机械、塑料加工机械等产品产量多年来位居世界第一之后,汽车和机床也跃居世界首位。规模的扩张填补了行业继续增长的空间,行业的结构调整成为未来发展的主题。对于工业类、机械类产品,从简单的机械机构走向具备一定智能要求的机械机构是机械设备升级的主要方式和手段。国内制造业已经进入工业化中后半段,产业升级是有效解决制造业产能过剩的途径,消化产能,不断延伸产业链,进入真正意义的利润环节领域。
图表1:国内进入工业化中期后半阶段

国民经济的转型必须依靠具备高端制造,进入产业链利润环节的最高端,即技术、研发、标准、专利。按照这样的发展方式,工业自动化及其成套装备具备这样的升级方式。而工业机器人及其成套装备将是消化制造业低端产能的有效手段和最高表现形式。
图表2:国内制造业位置和利润环节图

国家对机器人产业的扶持政策一直在加码。2012年,国务院发布的“十二五”国家战略性新兴产业发展规划中就明确,在智能制造装备产业领域,要重点发展包括工业机器人在内的核心关键技术。科技部也于同年发布服务机器人科技发展“十二五”专项规划,提出要突破重点技术方向的重要基础理论和核心关键技术,实现仿人、四足高端仿生平台系统集成,引领服务机器人技术发展方向等多项目标。2013年4月,由中国机械工业联合会牵头成立的“中国机器人产业联盟”在北京成立。该联盟旨在促进我国工业机器人行业发展,指导国内企业进步,推动行业前行。
2013年底,工信部出台的《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》明确,到2020年,形成较为完善的工业机器人产业体系,培育3-5家具有国际竞争力的龙头企业和8-10个配套产业集群;工业机器人行业和企业的技术创新能力和国际竞争能力明显增强,高端产品市场占有率提高到45%以上,机器人密度达到100以上,基本满足国防建设、国民经济和社会发展需要。