机器人产业大步迈向高质量发展

    ■ 史爱武

    今年国内最受关注的产业盛会，除了七月初的世界人工智能大会（WA⁃IC），当属八月下旬的世界机器人大会（WRC）。

    十年来，我国机器人产业从小到大、从大到强，以空前的广度和深度融入人们的生产生活。如今，我国已经成为全球最大的机器人市场和生产国。数据显示，我国已连续11年成为全球最大工业机器人市场。中国工业机器人市场销量由2015年的7.0万套增长至2023年的31.6万套，年均复合增长率高达20.7%，占2023年全球总销量的53.6%。我国也是全球机器人第一大生产国，工业机器人产量由2015年的3.3万套增长至2023年的43.0万套，年均复合增长率高达37.8%，占2023年全球总产量的72.9%。截至2024年7月，我国持有的机器人相关有效专利超过19万项，占全球比重约2/3，我国机器人产业大步迈向高质量发展。

    机器人的分类

    机器人既是先进制造业的关键支撑装备，也是改善人类生活方式的重要切入点，其研发及产业化应用是衡量一个国家科技创新、高端制造发展水平的重要标志。根据机器人应用环境的不同，国际机器人联盟(IFR) 将机器人分为工业机器人和服务机器人两类。其中，工业机器人主要指应用于生产过程与环境的机器人，包括人机协作机器人、工业移动机器人等；而服务机器人则指用于非制造业、服务于人类的各种机器人，主要包括个人/家用服务机器人和公共服务机器人。

    结合自身技术和产业发展实践，国内在自然灾害应对和公共安全事件方面对特种机器人有着相对突出的需求，中国电子学会将机器人划分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。

    1） 工业机器人：指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人，在工业生产加工过程中通过自动控制来代替人类执行某些单调、频繁和重复的长时间作业。主要包括焊接机器人、搬运机器人、码垛机器人、包装机器人、喷涂机器人、切割机器人。

    2) 服务机器人:指在非结构环境下为人类提供必要服务的多种高技术集成的先进机器人，主要包括家用服务机器人、医疗服务机器人和公共服务机器人。其中，公共服务机器人指在除医学领域外的农业、金融、物流、教育等公共场合为人类提供一般性服务的机器人。

    3) 特种机器人:指代替人类从事高危环境和特殊工况的机器人，主要包括军事应用机器人、极限作业机器人和应急救援机器人。

    工业机器人，制造模式升级的关键

    工业机器人广泛应用于工业领域，一般由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分；六个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。相比于传统工业设备，工业机器人具有众多的优势（易用性、智能化水平高、生产效率及安全性高、易于管理且经济效益显著等），从而被广泛应用于电子、物流、化工等工业领域中。

    在传统的制造业模式中，生产线上的很多工序都要依靠人工完成，随着工业机器人技术的飞速发展，越来越多的制造业企业开始使用工业机器人来优化生产流程。从组装、焊接、喷漆、搬运到包装，工业机器人的应用几乎已经贯穿了各个工厂的整个生产过程。以汽车制造为例，汽车车身的焊接作业以前通常由工人手工完成，不仅效率低，而且难以保证操作精度和准确度。如今，高度自动化的焊接机器人已经在汽车生产车间“大显身手”，助力企业从“制造”走向了“智能制造”。

    在众多制造业领域中，汽车及汽车零部件制造业是工业机器人应用最广泛的领域。随着工业机器人的精密减速器、高性能伺服驱动系统、智能控制器、智能一体化关节等关键技术和部件加快突破、创新成果不断涌现，整机性能大幅提升,功能愈加丰富，产品质量日益优化，行业应用也在不断向其他领域拓展。焊接机器人、磨抛加工机器人、激光加工机器人、喷涂机器人、真空机器人等大量工业机器人已在汽车、电子、冶金、轻工、石化、医药等60个行业大类、168个行业中类广泛应用。

    工业机器人的应用既能提高生产效率，也能降低生产成本，同时还能提高劳动安全性和环境保护性。在机器人技术快速发展、价格大幅下降、人工短缺、人力成本上升等因素的综合作用下，工业机器人已成为现代生产制造中不可或缺的一部分，“机器换人”推动制造模式升级将成为趋势。

    人形机器人，人工智能+机器人的产物

    人形机器人是近年来机器人领域炙手可热的焦点话题。人形机器人是“人工智能+机器人”的产物，拥有聪慧的“大脑”、敏捷的“小脑”、灵活的“肢体”，是通用人工智能的理想载体、新质生产力的重要代表，蕴藏着巨大的市场空间和发展机遇。

    人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品。业内人士判断，2024年有望成为人形机器人商业化元年。今年4月，首届中国人形机器人产业大会上发布的《人形机器人产业研究报告》预测，2024年中国人形机器人市场规模将达27.6亿元，2026年达到104.71亿元，2029年达到750亿元，将占世界总量的32.7%，比例位居世界第一。

    我国正在加快布局人形机器人相关产业。2023年10月，工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》提出，加快推动我国人形机器人产业创新发展，为建设制造强国、网络强国和数字中国提供支撑。到2025年，人形机器人创新体系初步建立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给。到2027年，人形机器人技术创新能力显著提升，形成安全可靠的产业链供应链体系，构建具有国际竞争力的产业生态，综合实力达到世界先进水平。目前，北京、上海、深圳、山东、安徽、浙江等地方政府纷纷出台了支持人形机器人产业发展的政策，北京、上海等地还建立创新中心，搭建开源平台，共享技术成果。

    人形机器人是业界公认的技术难度较高的智能机器人。随着AI大模型技术的进步，人形机器人在理解和交互能力上有了显著提升，未来将深刻变革人类生产生活方式，重塑全球产业发展格局。工信部和各地政府的政策支持，为人形机器人产业的发展提供了重要保障。我国预计到2025年将初步建立一个能够进行大规模生产的人形机器人创新体系，为推动我国机器人产业的高质量发展奠定基础。

    当前，全球科技创新进入空前活跃时期，机器人、人工智能等新一代信息技术、新材料、新能源等技术广泛应用，重构了全球产业创新发展格局。中国机器人产业起步较晚，仍需克服产业基础不牢，产业链、创新链融合不足等问题。目前，我国已出台《“十四五”机器人产业发展规划》《“机器人+”应用行动实施方案》《工业机器人行业规范条件》等政策文件。同时，深化国际分工合作，打造高效、优质、稳定的产业链和供应链，积极推动中国机器人领域的规则、标准与国际接轨，共同构建产业治理体系。未来，我们应进一步推动机器人科技创新与产业创新深度融合，促进全球先进生产要素的集聚，加速构建中国新质生产力未来产业良性发展的生态体系，推动我国机器人产业高质量发展，从机器人产业创新大国跃升为创新强国。