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機器人產業發展規劃(2016-2020年)

來源:科慧科技

時間:2018-06-29

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機器人既是先進制造業的關鍵支撐裝備,也是改善人類生活方式的重要切入點。無論是在制造環境下應用的工業機器人,還是在非制造環境下應用的服務機器人,其研發及產業化應用是衡量一個國家科技創新、高端制造發展水平的重要標志。大力發展機器人產業,對于打造中國制造新優勢,推動工業轉型升級,加快制造強國建設,改善人民生活水平具有重要意義。

為貫徹落實好《中國制造2025》將機器人作為重點發展領域的總體部署,推進我國機器人產業快速健康可持續發展,特制定本規劃,規劃期為2016-2020年。

一、現狀與形勢

自1954年世界上第一臺機器人誕生以來,世界工業發達國家已經建立起完善的工業機器人產業體系,核心技術與產品應用領先,并形成了少數幾個占據全球主導地位的機器人龍頭企業。特別是國際金融危機后,這些國家紛紛將機器人的發展上升為國家戰略,力求繼續保持領先優勢。近五年來,全球工業機器人銷量年均增速超過17%,2014年銷量達到22.9萬臺,同比增長29%,全球制造業機器人密度(每萬名工人使用工業機器人數量)平均值由5年前的50提高到66,其中工業發達國家機器人密度普遍超過200。與此同時,服務機器人發展迅速,應用范圍日趨廣泛,以手術機器人為代表的醫療康復機器人形成了較大產業規模,空間機器人、仿生機器人和反恐防暴機器人等特種作業機器人實現了應用。

我國機器人研發起步于20世紀70年代,近年來,在一系列政策支持下及市場需求的拉動下,我國機器人產業快速發展。2014年自主品牌工業機器人銷量達到1.7萬臺,較上年增長78%。服務機器人在科學考察、醫療康復、教育娛樂、家庭服務等領域已經研制出一系列代表性產品并實現應用。自2013年起我國成為全球第一大工業機器人應用市場,2014年銷量達到5.7萬臺,同比增長56%,占全球銷量的1/4,機器人密度由5年前的11增加到36。

雖然我國機器人產業已經取得了長足進步,但與工業發達國家相比,還存在較大差距。主要表現在:機器人產業鏈關鍵環節缺失,零部件中高精度減速器、伺服電機和控制器等依賴進口;核心技術創新能力薄弱,高端產品質量可靠性低;機器人推廣應用難,市場占有率亟待提高;企業“小、散、弱”問題突出,產業競爭力缺乏;機器人標準、檢測認證等體系亟待健全。

當前,隨著我國勞動力成本快速上漲,人口紅利逐漸消失,生產方式向柔性、智能、精細轉變,構建以智能制造為根本特征的新型制造體系迫在眉睫,對工業機器人的需求將呈現大幅增長。與此同時,老齡化社會服務、醫療康復、救災救援、公共安全、教育娛樂、重大科學研究等領域對服務機器人的需求也呈現出快速發展的趨勢?!笆濉睍r期是我國機器人產業發展的關鍵時期,應把握國際機器人產業發展趨勢,整合資源,制定對策,抓住機遇,營造良好發展環境,促進我國機器人產業實現持續健康快速發展。




二、總體要求

(一)指導思想

全面貫徹落實黨的十八大和十八屆三中、四中、五中全會精神,堅持創新、協調、綠色、開放、共享發展理念,加快實施《中國制造2025》,緊密圍繞我國經濟轉型和社會發展的重大需求,堅持“市場主導、創新驅動、強化基礎、質量為先”原則,“十三五”期間聚焦“兩突破”、“三提升”,即實現機器人關鍵零部件和高端產品的重大突破,實現機器人質量可靠性、市場占有率和龍頭企業競爭力的大幅提升,以企業為主體,產學研用協同創新,打造機器人全產業鏈競爭能力,形成具有中國特色的機器人產業體系,為制造強國建設打下堅實基礎。

市場主導就是堅持以市場需求為導向,以企業為主體,充分發揮市場對機器人研發方向、路線選擇、各類要素配置的決定作用。創新驅動就是加強機器人創新體系建設,加快形成有利于機器人創新發展的新機制,優化商業和服務模式,打造公共創新平臺。強化基礎就是加強機器人共性關鍵技術研究,建立完善機器人標準體系及檢測認證平臺,夯實產業發展基礎。質量為先就是提高機器人關鍵零部件及高端產品的質量可靠性,提升自主品牌核心競爭力。

(二)發展目標

經過五年的努力,形成較為完善的機器人產業體系。技術創新能力和國際競爭能力明顯增強,產品性能和質量達到國際同類水平,關鍵零部件取得重大突破,基本滿足市場需求。2020年具體目標如下:

產業規模持續增長。自主品牌工業機器人年產量達到10萬臺,六軸及以上工業機器人年產量達到5萬臺以上。服務機器人年銷售收入超過300億元,在助老助殘、醫療康復等領域實現小批量生產及應用。培育3家以上具有國際競爭力的龍頭企業,打造5個以上機器人配套產業集群。

技術水平顯著提升。工業機器人速度、載荷、精度、自重比等主要技術指標達到國外同類產品水平,平均無故障時間(MTBF)達到8萬小時;醫療健康、家庭服務、反恐防暴、救災救援、科學研究等領域的服務機器人技術水平接近國際水平。新一代機器人技術取得突破,智能機器人實現創新應用。

關鍵零部件取得重大突破。機器人用精密減速器、伺服電機及驅動器、控制器的性能、精度、可靠性達到國外同類產品水平,在六軸及以上工業機器人中實現批量應用,市場占有率達到50%以上。

集成應用取得顯著成效。完成30個以上典型領域機器人綜合應用解決方案,并形成相應的標準和規范,實現機器人在重點行業的規?;瘧?,機器人密度達到150以上。




三、主要任務

     (一)推進重大標志性產品率先突破

推進工業機器人向中高端邁進。面向《中國制造2025》十大重點領域及其他國民經濟重點行業的需求,聚焦智能生產、智能物流,攻克工業機器人關鍵技術,提升可操作性和可維護性,重點發展弧焊機器人、真空(潔凈)機器人、全自主編程智能工業機器人、人機協作機器人、雙臂機器人、重載AGV等六種標志性工業機器人產品,引導我國工業機器人向中高端發展。

促進服務機器人向更廣領域發展。圍繞助老助殘、家庭服務、醫療康復、救援救災、能源安全、公共安全、重大科學研究等領域,培育智慧生活、現代服務、特殊作業等方面的需求,重點發展消防救援機器人、手術機器人、智能型公共服務機器人、智能護理機器人等四種標志性產品,推進專業服務機器人實現系列化,個人/家庭服務機器人實現商品化。

專欄一 十大標志性產品

——弧焊機器人。6自由度多關節機器人,中厚板弧焊機器人額定負載≥10kg,薄板弧焊機器人額定負載6kg。實現焊縫軌跡電弧跟蹤、高壓接觸感知、焊縫坡口寬度電弧跟蹤等關鍵技術的應用。

——真空(潔凈)機器人。真空最大負載15kg,潔凈最大負載210kg,重復定位精度±0.05~0.1mm,實現真空環境下傳動潤滑、直驅控制、動態偏差檢測與校正及碰撞檢測與保護等關鍵技術的應用。

——全自主編程智能工業機器人。6自由度以上,適應工件尺寸范圍在1m*1m*0.3m以上,具有智能工藝專家系統,可自動獲取信息生成作業程序,全過程非示教,自動編程時間小于1秒,滿足噴涂、拋光、打磨等復雜的作業要求。

——人機協作機器人。6自由度以上的多關節機器人,自重負載比小于4,重復定位精度±0.05mm,力控精度<5N,碰撞安全監測響應時間<0.3s,選配本體感應皮膚的整臂安全感應距離<1cm,防護等級IP54,適用于柔性、靈活度和精準度要求較高的行業如電子、醫藥、精密儀器等行業,滿足更多工業生產中的操作需要。

——雙臂機器人。每個單臂6自由度以上,關節轉動速度≥±180°/s,雙臂平均功耗<500W,帶雙臂碰撞檢測的路徑規劃功能,集成雙目視覺定位誤差<1mm,2指/3指柔性手爪行程≥50mm,抓取力≥30N,重復定位精度±0.05mm,適用于3C電子等行業的零件組裝產線。

——重載AGV。驅動方式:全輪驅動;最大負載能力40000Kg;最大速度:直線20m/min;轉彎半徑:2m;輔助磁導航精度:±10mm;防碰裝置:激光防碰;舉升裝置:車體自舉升;舉升行程:最大100mm。

——消防救援機器人。滿足自然災害和惡性事故等現場對災情偵察和快速處理的需求,在高溫高壓、有毒有害等特殊環境下,可完成人員搜索、災情探測定位、定點拋投、排障、滅火和救援等任務。

——手術機器人。冗余機械臂的自由度數目不小于6個,最高重復位置精度優于1mm,選取點上的測量誤差不大于1%,可完成各類相關手術。

——智能型公共服務機器人。導航方式:激光SLAM,最大移動速度0.6m/s,定位精度±100mm,定位航向角精度±5°,最大工作時間3h,手臂數量2,單臂自由度2-7,頭部自由度1-2,具備自主行走、人機交互、講解、導引等功能。

——智能護理機器人。面向老人照護需求,具有智能感知識別、自主移動等能力,與用戶進行交流,輔助老人進行家務勞動,提供多樣性的護理服務。




(二)大力發展機器人關鍵零部件

針對6自由度及以上工業機器人用關鍵零部件性能、可靠性差,使用壽命短等問題,從優化設計、材料優選、加工工藝、裝配技術、專用制造裝備、產業化能力等多方面入手,全面提升高精密減速器、高性能機器人專用伺服電機和驅動器、高速高性能控制器、傳感器、末端執行器等五大關鍵零部件的質量穩定性和批量生產能力,突破技術壁壘,打破長期依賴進口的局面。

專欄二 五大關鍵零部件

——高精密減速器。通過發展高強度耐磨材料技術、加工工藝優化技術、高速潤滑技術、高精度裝配技術、可靠性及壽命檢測技術以及新型傳動機理的探索,發展適合機器人應用的高效率、低重量、長期免維護的系列化減速器。

——高性能機器人專用伺服電機和驅動器。通過高磁性材料優化、一體化優化設計、加工裝配工藝優化等技術的研究,提高伺服電機的效率,降低功率損失,實現高功率密度。發展高力矩直接驅動電機、盤式中空電機等機器人專用電機。

——高速高性能控制器。通過高性能關節伺服、振動抑制技術、慣量動態補償技術、多關節高精度運動解算及規劃等技術的發展,提高高速變負載應用過程中的運動精度,改善動態性能。發展并掌握開放式控制器軟件開發平臺技術,提高機器人控制器可擴展性、可移植性和可靠性。

——傳感器。重點開發關節位置、力矩、視覺、觸覺等傳感器,滿足機器人產業的應用需求。

——末端執行器。重點開發抓取與操作功能的多指靈巧手和具有快換功能的夾持器等末端執行器,滿足機器人產業的應用需求。

(三)強化產業創新能力

加強共性關鍵技術研究。針對智能制造和工業轉型升級對工業機器人的需求和智慧生活、現代服務和特殊作業對服務機器人的需求,重點突破制約我國機器人發展的共性關鍵技術。積極跟蹤機器人未來發展趨勢,提早布局新一代機器人技術的研究。

建立健全機器人創新平臺。充分利用和整合現有科技資源和研發力量,組建面向全行業的機器人創新中心,打造政產學研用緊密結合的協同創新載體。重點聚焦前沿技術、共性關鍵技術研究。

加強機器人標準體系建設。開展機器人標準體系的頂層設計,構建和完善機器人產業標準體系,加快研究制訂產業急需的各項技術標準,支持機器人評價標準的研究和驗證,積極參與國際標準的制修訂。

建立機器人檢測認證體系。建立并完善以國家機器人檢測與評定中心為代表的機器人檢驗與認證機構,推動建立機器人第三方評價和認證體系,開展機器人整機及關鍵功能部件的檢測與認證工作。




專欄三 基礎能力建設重點

——機器人共性關鍵技術。1.工業機器人關鍵技術:重點突破高性能工業機器人工業設計、運動控制、精確參數辨識補償、協同作業與調度、示教/編程等關鍵技術。2.服務機器人關鍵技術:重點突破人機協同與安全、產品創意與性能優化設計、模塊化/標準化體系結構設計、信息技術融合、影像定位與導航、生肌電感知與融合等關鍵技術。3.新一代機器人技術:重點開展人工智能、機器人深度學習等基礎前沿技術研究,突破機器人通用控制軟件平臺、人機共存、安全控制、高集成一體化關節、靈巧手等核心技術。

——機器人創新中心。重點圍繞人工智能、感知與識別、機構與驅動、控制與交互等方面開展基礎和共性關鍵技術研究,深入開展在高端制造業、災難應急處理、醫療康復、助老助殘等領域的前沿基礎研究和應用基礎研究,推進科技成果的轉移擴散和商業化應用,為企業提供共性技術支持和服務,強化國際交流與合作,培養機器人專業研發設計人才。

——機器人產業標準。發揮企業參與制修訂標準的積極性,按照產業發展的迫切度,研究制訂一批機器人國家標準、行業標準和團體標準,主要包括機器人用RV減速機通用技術條件等通用技術標準、機器人整機電磁兼容技術要求和試驗方法等檢測標準、個人護理機器人安全要求等安全標準、工業機器人編程和操作圖形用戶接口等通信控制標準、設計平臺標準和噴涂機器人系統應用規范等應用標準。

——國家機器人檢測與評定中心。面向機器人整機及關鍵功能部件兩方面內容開展檢測與評定工作,整機性能評價包括:安全、性能、環境適應性、噪音水平、電磁兼容性、可靠性及測控軟件評價等;功能部件檢測評定包括:零件質量、零部件安全及性能、噪聲、環境適應性、材質和接口等。

(四)著力推進應用示范

為滿足國家戰略和民生重大需求,加強質量品牌建設,積極開展機器人的應用示范。圍繞制造業重點領域,實施一批效果突出、帶動性強、關聯度高的典型行業應用示范工程,重點針對需求量大、環境要求高、勞動強度大的工業領域以及救災救援、醫療康復等服務領域,分步驟、分層次開展細分行業的推廣應用,培育重點領域機器人應用系統集成商及綜合解決方案服務商,充分利用外包服務、新型租賃等模式,拓展工業機器人和服務機器人的市場空間。

專欄四 機器人推廣應用計劃

通過提高企業質量意識,促進企業實施以質量為先的經營管理,完善產品檢測認證制度,推廣先進質量管理方法,加強制造過程管理等措施,推進質量保障能力建設,提高機器人產品的質量可靠性,提升用戶使用機器人的信心。

在工業機器人用量大的汽車、電子、家電、航空航天、軌道交通等行業,在勞動強度大的輕工、紡織、物流、建材等行業,在危險程度高的化工、民爆等行業,在生產環境潔凈度要求高的醫藥、半導體、食品等行業,推進工業機器人的廣泛應用。在救災救援領域,推進專業服務機器人在自然災害、火災、核事故、危險品爆炸現場的示范應用等。

開展陪護與康復訓練機器人在失能與認知障礙人群中的試點示范,開展智能假肢與外骨骼機器人在行動障礙人群中的試點示范,開展手術機器人在三甲醫院智能手術中心的試點示范,大力推進服務機器人在醫療、助老助殘、康復等領域的推廣應用。

(五)積極培育龍頭企業

引導企業圍繞細分市場向差異化方向發展,開展產業鏈橫向和縱向整合,支持互聯網企業與傳統機器人企業的緊密結合,通過聯合重組、合資合作及跨界融合,加快培育管理水平先進、創新能力強、效率高、效益好、市場競爭力強的龍頭企業,打造知名度高、綜合競爭力強、產品附加值高的機器人國際知名品牌。大力推進研究院所、大專院校與機器人產業緊密結合,充分發揮龍頭企業帶動作用,以龍頭企業為引領形成良好的產業生態環境,帶動中小企業向“專、精、特、新”方向發展,形成全產業鏈協同發展的局面。




       四、保障措施

(一)加強統籌規劃和資源整合

強化頂層設計,統籌協調工業管理、發展改革、科技、財政等各部門的資源和力量,形成合力,支持自主創新,推動我國機器人產業健康發展;加強對區域產業政策的指導,形成國家和地方協調一致的產業政策體系;鼓勵有條件的地區、園區發展機器人產業集群,引導機器人產業鏈及生產要素的集中集聚。

(二)加大財稅支持力度

通過工業轉型升級、中央基建投資等現有資金渠道支持機器人及其關鍵零部件產業化和推廣應用;利用中央財政科技計劃(專項、基金等)支持符合條件的機器人及其關鍵零部件研發工作;通過首臺(套)重大技術裝備保險補償機制,支持納入《首臺(套)重大技術裝備推廣應用指導目錄》的機器人應用推廣;根據國內機器人產業發展情況,逐步取消關稅減免政策,發揮關稅動態保護作用;落實好企業研發費用加計扣除等政策,鼓勵企業加大技術研發力度、提升技術水平。

(三)拓寬投融資渠道

鼓勵各類銀行、基金在業務范圍內,支持技術先進、優勢明顯、帶動和支撐作用強的機器人項目;鼓勵金融機構與機器人企業成立利益共同體,長期支持產業發展;積極支持符合條件的機器人企業在海內外資本市場直接融資和進行海內外并購;引導金融機構創新符合機器人產業鏈特點的產品和業務,推廣機器人租賃模式。

(四)營造良好的市場環境

制定工業機器人產業規范條件,促進各項資源向優勢企業集中,鼓勵機器人產業向高端化發展,防止低水平重復建設;研究制訂機器人認證采信制度,國家財政資金支持的項目應采購通過認證的機器人,鼓勵地方政府建立機器人認證采信制度;加強機器人知識產權保護制度建設;研究建立機器人行業統計制度;充分發揮行業協會、產業聯盟和服務機構等行業組織的作用,構建機器人產業服務平臺。

(五)加強人才隊伍建設

組織實施機器人產業人才培養計劃,加強大專院校機器人相關專業學科建設,加大機器人職業培訓教育力度,加快培養機器人行業急需的高層次技術研發、管理、操作、維修等各類人才;利用國家千人計劃,吸納海外機器人高端人才創新創業。

(六)擴大國際交流與合作

充分利用政府、行業組織、企業等多渠道、多層次地開展技術、標準、知識產權、檢測認證等方面的國際交流與合作,不斷拓展合作領域;鼓勵企業積極開拓海外市場,加強技術合作,提供系統集成、產品供應、運營維護等全面服務。

五、規劃實施

由工業和信息化部、發展改革委牽頭負責組織規劃實施,建立各部門分工協作、共同推進的工作機制,建立規劃實施動態評估機制。地方工業和信息化、發展改革主管部門及相關企業結合本地區和本企業實際情況,制訂與本規劃相銜接的實施方案。相關行業協會及中介組織要發揮橋梁和紐帶作用,及時反映規劃實施過程中出現的新情況、新問題,提出政策建議。


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