机器人的调研报告

机器人的调研报告

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服务机器人是智能制造的重要组成部分。近年来，服务机器人产业持续快速发展，20xx年，全球服务机器人销量再创新高。日本、欧洲等地区的厂商加速规模扩张和技术创新。20xx年，中国成为全球第一大服务机器人市场，国内服务机器人产业园区建设持续升温，领军企业积极开展核心技术的攻关及其产业化应用。但是，我国机器人产业仍存在产业基础薄弱、自主品牌市场占有率低等问题。未来，我国应加强服务机器人产业规划、突破核心关键技术、强化配套支撑、推动自主品牌机器人的市场化应用。

一、服务机器人产业概况

(一)服务机器人简介

1.服务机器人的定义

服务机器人是集机械、电子、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备。自20世纪60年代美国研制出世界上第一台服务机器人以来，机器人技术及产品迅速发展，已广泛应用于汽车制造业、电子电气制造业和金属制品业等领域。不同的组织和机构对服务机器人的定义不完全相同，但均体现了服务机器人可编程、仿人功能、通用性的特点。

国际标准化组织(ISO)将服务机器人定义为一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能操作机。ISO8373进一步解释，服务机器人具有自动控制、再编程和多用途功能，有多个可编程轴，在服务自动化应用中可以固定或移动。

美国机器人协会(RIA)认为，服务机器人是搬运材料、零件、工具等可再编程的多功能机械手，通过调用不同程序来完成各种工作任务的特种装置。

日本机器人协会(JARA)认为，服务机器人是一种具有记忆装置和末端执行器的、能转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。

2.服务机器人的产品分类

服务机器人的产品分类方式多种多样。按臂部运动形式的不同，服务机器人可以分为四种：直角坐标型只有移动关节;圆柱坐标型有移动关节和一个转动关节，可做升降、回转和伸缩动作;球坐标型有移动关节和两个转动关节，可以回转、俯仰和伸缩;关节型有多个转动关节。按应用领域的不同，服务机器人可以分为：弧焊机器人、电焊机器人、喷涂机器人、码垛机器人、搬运机器人、装配机器人、检测机器人和其他机器人等。此外，按受控方式的不同，还可以分为点位控制型和连续控制型等。

目前，我国企业主要销售坐标型机器人，属于低端服务机器人产品，占国内企业销售量的40%以上。国外企业在我国市场主要销售多关节型机器人，属于当前国际市场的主流产品，占外国企业在我国销售量的80%以上。

(二)服务机器人产业链

服务机器人产业链主要包括研发设计、核心零部件制造、本体制造、系统集成和行业应用等部分。上游的核心零部件制造是服务机器人产业链的核心环节，包括减速器、伺服电机、控制器三部分

我国服务机器人产业在系统集成环节具有相对优势，而核心零部件制造是相对薄弱的环节。以精密减速器为例，欧洲和日本均已实现了减速器的自主化生产，减速器仅占国际品牌服务机器人单体成本的1/6。而国产减速器技术工艺相对落后，高价进口减速器约占成本的1/3，大幅高于国际品牌。

一、引言

创新性教学平台是将知识、素质、能力和创新融为一体的综合性教学平台，是大学生工程教育中的最高层次的教学平台。从全国高校工程培训中心创新实践发展可知，创新意识和创新能力的培养获得了一定的重视，创新实践活动已经在不同层次、不同类型的学校以不同覆盖面进行。

从部分重点院校的创新性实践平台可以看出，目前创新平台多以机器人为主，这是因为机器人是一部精密机械组合体，是一个典型的机电一体化系统，它融合了造型、机械、电子、传感器、计算机软件硬件和人工智能等众多先进技术，是目前世界各国高校和研究所进行教学研究和工程训练理想的实验平台。[1]机器人涉及到机、电、控制、传感技术、计算机技术等多方面知识，可使学生得到跨学科综合能力的培养，使学生在实施项目的过程中建构广域的工科知识基地，对材料、机械、电子、计算机硬件、软件科学、可编程控制和机电一体化流程有全面认识。

我校作为地方性综合院校，与重点高校相比，在各种科技创新活动中，机器人类创新项目的参与程度比较低，有关机器人创新实践教学还只是处于起步阶段，因此探索如何利用机器人模型提高大学生的创新能力是目前迫切需要解决的问题。

二、组建机器人创新性教学平台的意义和目的

机器人研究是进行创新思维训练、创新技能训练、工程实践训练最理想的平台。组建机器人创新性教学平台对于培养学生创新动手实践能力，对专业知识的巩固和融会贯通、提升院校办学质量、提高学生就业率等方面具有重要意义。

（一）培养创新动手实践能力，对专业的巩固和融会贯通。

目前许多各种工科专业都开设了电子电路、检测技术与传感器、嵌入式微控制器、控制原理与控制工程、单片机和微控制器、数字电子和模拟电子、数字逻辑、检测技术与传感器等课程，但是课堂的的学习和一些简单的验证性实验课程不足以满足学生的求知欲望。无法根本转变学生的学习观念。要从被动学习转变到主动学习，其中一个途径就是让学生进行创新性的训练，充分激发学生的学习热情。机器人作为一个新兴的领域，具备多种新技术，而且具备趣味性，通过创新性的教学平台能充分引导学生创新动手的实践能力。

组建机器人创新性教学平台能为高等院校的学生和教师提供一个综合的专业机器人教育和研究平台，能通过采用系统的方法对实践教学内容、方法和手段进行创新，进而引导学生进行单片机和微控制器、数字电子和模拟电子、数字逻辑、检测技术与传感器等课程进行融会和贯通

（二）提升学校的办学质量，提高学院校知名度。

通过机器人创新性教学平台，能够培养校园学术研究氛围，使学校的科研水平，学生的素质进一步得到提高。与此同时，由于近年来国内和国际上各种机器人比赛层出不穷，通过创建机器人创新性教学平台培养学生，积极参与国内外机器人赛事，不断取得优异成绩，这对提升院校知名度，具有重要意义。

（三）提升学生就业竞争力。

随着产业的升级，就业竞争在不断加剧，企业更需要动手强，具备专业知识过硬的中高端人才。目前适合企业的专业人才缺口相当大，造成这种原因的本质是学校教育过多地注重了知识的传授，而忽略了创新技能、动手能力和工程实践能力的培养。学生通过参与机器人实验室的学习和工作，能增强就业竞争力，毕业后能够广泛适用于机电一体化、电气工程、自动化工程等方向的就业需求，更好的适应社会对人才的需求，做到学有所用，学所必用。

……此处隐藏3817个字……的工业机器人及智能制造产业基地。

(二)发展目标

到20xx年，镇市工业机器人及智能制造产业规模力争达到100亿，约占全省规模的10%，年均增长30%。初步形成集设计研发、生产制造、集成应用为一体的工业机器人及智能制造产业基地。

1.企业培育。打造一批具有自主知识产权、国内知名的工业机器人及智能装备龙头企业。形成3-5家主机生产企业，10-20家核心零部件生产企业，主要零部件本地配套率达到40%以上，产业发展初具规模，并带动研发设计、检测检验、售后服务、嵌入式软件、融资租赁等生产性服务产业发展。

2.核心技术。到20xx年，在全市范围内形成20家左右工业机器人创新研发平台，申报专利100项。通过科技攻关、引进购买、合作生产等模式，全面掌握高性能精密减速器、专用伺服系统、传感控制系统等核心技术。形成较强的拓展集成应用能力，研制供多种领域使用、具备专用功能、运行可靠、成本合理的中高端工业机器人及智能装备。

3.示范应用。紧跟以智能制造为主导的第四次工业革命，超前对接“工业4.0”，推动“机器人+物联网”在生产制造中的应用普及。在汽车制造、工程机械、绿色化工、船舶海工、食品加工、现代物流等行业组织实施100个“机器换人”项目，推广工业机器人及智能生产线成套装备，建设20家左右的“数字工厂”和“智慧车间”。到20xx年，在重点应用领域，工业机器人密度达到100台/万人。

4.两化融合。深化信息技术在研发设计、生产制造、营销服务等各个环节融合应用，实施设计数字化、装备智能化、生产自动化、管理网络化、商务电子化及全流程的集成创新和技术改造，不断提高智能化水平。到20xx年，全市规模以上工业企业应用信息技术开展设计、生产、管理、营销的比重达到90%以上。

5.产业集聚。优化产业布局，打造一批特色鲜明、优势互补、配套紧密的产业集群和制造园区。到20xx年，力争形成2-3个工业机器人及智能制造园区，园区企业集中度达到60%。

(三)重点任务

1.梯次培育重点企业。采用招商引资和本土培育相结合方式，培育重点企业，快速扩大产业规模，集聚配套企业。一是以国内外知名制造企业为目标，开展全产业链招商引资，利用我市区位优势、配套优势等重点引进一批核心零部件及集成组装项目和研发设计机构。二是实施工业机器人企业跟踪培育计划，加大对天宏机械等本土机器人生产企业扶持力度，帮助企业扩大市场份额，扩大品牌效应，引导企业做大做强。三是引导我市具有配套能力零部件企业进行技术改造和装备更新，主动开发工业机器人主机及配套产品，衍生出一批行业重点企业。

2.突破核心关键技术。围绕两化深度融合，制造业智能化发展趋势，开发适应市场需求的产品。建立产学研用紧密结合的创新模式，提升自主创新及集成应用能力，充分利用和整合现有研发平台和技术储备，支持和引导制造企业、研发机构和应用单位合作攻关，利用外资企业技术溢出效应，缩短技术及应用差距。重点突破精密减速器、伺服电机及驱动器、控制系统等制约产业发展的关键核心技术，加快嵌入式软件、移动互联网、物联网、车联网技术研发与集成应用。

3.加速构建产业链条。形成高低搭配的优势产品和服务体系，重点开发市场前景广阔的装配、焊接、搬运、包装等工业机器人及智能制造产品。创新发展模式，提高竞争能力，推进先进制造业和生产性服务业融合发展，整合产业链上下游企业，实现研发、制造、应用、服务等环节协调发展，实现区域内产业良性互动。引导主机和集成企业围绕设计创新和产品功能升级，实施远程运行维护、检测维护、功能拓展等服务。积极开展融资租赁业务，鼓励工业机器人租赁公司或租赁公共平台发展，减轻中小企业购入机器人所需的资金负担。

4.优化产业空间布局。引导产业集聚，打造一批特色鲜明、优势互补、配套紧密的产业集群和制造园区。目前以配套能力较强的丹阳市、扬中市、镇新区的先进制造业园区为主要载体，将工业机器人及智能制造列为各园区优先发展的主导产业，明确定位，突出特色，加速引进和实施一批重点工业机器人及智能制造产业化项目。加快园区机器人产业发展公共服务平台建设，优先推进标准厂房、研发中心、检测中心、展示中心等基础设施建设。条件成熟时，单独设置镇市工业机器人及智能制造产业园，进一步扩大产业影响。

5.加快推进智能制造。全面提升制造业产品、装备、生产、管理和服务的智能化应用水平，逐步建立面向生产全流程、管理全方位、产品全生命周期的智能制造模式。加快发展高端智能装备产品，攻克环境感知、工业物联网、工业大数据等共性关键技术。促进全产业链、全价值链信息交互和智能协作，鼓励发展基于互联网的个性化定制、柔性制造、智慧物流等新型模式。推广数字化、智能化、网络化研发平台设计，建立及时响应、持续改进、全流程创新的产品研发体系。发展智能化生产制造和流程，推动制造装备和信息化管理系统的无缝对接。

6.加快示范推广应用。针对各行业特点制定应用指导方针和技术解决方案，挖掘潜在应用市场。大力推进新技术、新产品推广应用示范项目，建设一批“数字工厂”、“智慧车间”、机器人生产线，从市场应用端拉动产业发展。鼓励本地主机企业从中低端市场起步，分行业、分需求细分市场，开展个性化定制生产及服务，提升工业机器人的质量可靠性及使用经济性。积极探索工业机器人和智能制造商业推广和营运模式，激活产品应用市场，放大市场需求，拉动产业发展。加快企业技术改造，实施“机器换人”，促进产业规模化发展。

7.完善协同服务平台。充分发挥镇市工业机器人及智能制造产业联盟作用，完善产业链上下游联络机制，加强主机和零部件企业的需求配套对接;加强主机厂商、集成企业、用户企业的信息交流和产品改进。依托苏大学、苏科技大学等高校资源优势，建立机器人基础研究、仿真设计、试验检测、人才培训中心，夯实产业技术创新与可持续发展的基础。

8.促进高端人才聚集。利用我市人才优惠政策20条等相关政策，对掌握关键核心技术、拥有自主知识产权的领军人才及团队进行定向引进。依托我市已有的机器人研究所、博士后工作站、企业技术中心等创新平台，广泛开展研发创新人才培养。加快高等院校、职业院校的专业化培养，着力培养高技能蓝领工人，充分吸纳储备各层次专门人才。

9.加大金融扶持力度。坚持政府引导、市场运作的思路，积极探索推行股权投资基金、融资租赁等多元化投入模式，促进项目建设和企业发展。每年选排一批技术先进、带动性强的企业和项目向金融机构进行推介。开拓多元化融资渠道，支持符合条件的企业和项目在国内外资本市场直接融资。强化用地保障，各先进制造业园区要预留土地，优先保障工业机器人及智能制造重大项目。

10.聚焦叠加政策扶持。贯彻落实国家和省支持工业机器人和智能制造发展的各项优惠政策，帮助企业争取高端数控机床和基础制造装备专项、智能制造装备产业发展专项资金。充分利用重大技术装备首台(套)、研发费用加计抵扣、固定资产投资增值税抵扣等政策加快机器人及智能制造企业装备更新和技术改造。安排市级专项引导资金，扶持工业机器人及智能制造重点企业及重大项目。