核心技術加速突破,細分場景持續滲透,人工智能深化融合
工業機器人,邁向“全能選手”(產經觀察·細看產品七十二變⑤)

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位於安徽合肥市的蔚來第二先進制造基地,機器人在造車流水線作業。 |
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美的庫卡智能制造科技園的工業機器人產線車間。 |
湖北荊州,美的洗衣機工廠迎來美的人形機器人,從事巡檢、機器運維、設備檢修等工作﹔德國漢諾威,上海節卡智能協作機器人亮相工業博覽會,展示了輕捏薯片級別的控制能力,引得眾多觀眾體驗﹔北京極智嘉的機器人智能倉儲系統打入西門子等全球大客戶供應鏈……今天,中國的工業機器人產品已在千行百業深度應用、不斷成長。
從單機作業到集群協同,從執行終端到決策中樞,從簡單拼裝到全面國產化,從中低端突圍到高端市場規模替代,從重點行業應用到賦能千行百業……通過技術創新、場景融合、人工智能賦能,工業機器人正從傳統簡單的機械臂升級為集群協同、智能決策、全鏈自主、多域賦能的“全能選手”。
核心技術持續突破,國產重載機器人蓄勢待發
轉體、伸展、揮舞手臂……走進美的藍橙實驗室(高端重載機器人全國重點實驗室),一台台橙色的庫卡六軸工業機器人,抓舉著不同重量的“杠鈴”,不知疲倦地做著“托馬斯全旋”。“這是在做重載機器人整機耐久壽命測試。”實驗室主任助理脫立恆博士告訴記者,這些機器人大都採用了全國產的減速機、伺服電機等核心零部件。
實驗室裡,一台粗壯的鐵灰色大型工業機器人格外醒目。脫立恆告訴記者,這台高剛度、高精度、高可靠性的工業機器人是庫卡自主研發的最新科技成果,“盡管負載是500公斤級,但整機精度剛度較傳統機型提升了3倍。”
“當前,機器人技術正從傳統工業領域邁向廣闊應用市場。尤其是在高端制造、航空航天、能源醫療等戰略產業中,高剛、高精、高可靠性重載機器人作為核心裝備的重要性日益凸顯。”庫卡中國企業業務總經理陳峰說,從2015年到2025年,負載300公斤及以上六軸工業機器人的市場規模增長了10倍。
2017年收購德國庫卡后,美的在共性技術和重載機器人關鍵零部件上加大研發投入,已實現減速機、伺服電機與驅動控制三大核心部件國產化。聚焦重載機器人全面自主化,美的藍橙實驗室突破重載RV減速器、重載伺服電機、全新架構控制器等核心功能部件關鍵技術,開發出抗干擾運動剛度模型,有效解決了重載機器人在精度和剛度方面的難題。
在重載工業機器人領域,我國企業正在實現群體突破。埃斯頓推出700公斤級工業機器人,可廣泛應用於重工裝備、汽車、建材等行業﹔埃夫特最新款重載機器人,2024年已實現百台以上批量銷售﹔匯川技術推出的六關節機器人,最大負載能力達220公斤﹔廣州數控最大負載量500公斤的系列重載機器人,已成功通過我國強制性產品認証。此外,新鬆、柴孚、卡諾普等多家企業也在奮起直追。
“我國工業機器人產業已經從核心部件進口,轉入部分國產自制階段,正朝著完全國產自制加速邁進。”陳峰堅信,未來兩年內,搭載國產RV減速器、伺服電機、控制器,並且在精度、可靠性上比肩國際知名品牌的國產重載工業機器人將實現批量應用。
打破國際品牌市場壟斷,在高端場景應用上實現規模替代
走進廣汽領程重型卡車制造基地的駕駛室焊接車間,6台黃色埃斯頓點焊機器人正協同作業——機械臂靈活翻轉,焊槍在駕駛室骨架間快速起落,濺起細密的焊花。經過優化設計,每台機器人通過自動工具更換系統實現搬運與焊接任務快速切換,效率大幅提升。每小時5台的生產節拍下,焊點重復精度穩定控制在±0.08毫米,合格率持續保持100%。
“過去,工廠內的機器人清一色用的是國際品牌,但這次我們堅定選擇國產。”廣汽領程制造中心部長杜式斌告訴記者,在選定供應商前,技術團隊曾請多家供應商進行試焊,發現埃斯頓機器人的焊接質量不遜於一些進口設備,價格還更具優勢。
更關鍵的是,作為國內少數實現核心部件完全自主化的企業,埃斯頓具備根據細分應用場景提供定制化解決方案的能力。“埃斯頓還將控制系統的一些核心程序開放給我們,雙方共同開發關於駕駛室焊接線的優化程序,並實現知識產權共享。”杜式斌說。
在車用弧焊機器人領域取得突破的還有埃夫特。在比亞迪合肥工廠焊裝車間,近200台埃夫特ARC系列弧焊機器人在前后副車架焊裝工位協同作業。“這些搭載自研抖動抑制算法的國產機器人,焊接重復定位精度穩定控制在±0.03毫米,完全對標國際一線品牌作業標准。”比亞迪合肥工廠有關負責人介紹,截至目前,比亞迪在八大基地累計部署埃夫特弧焊機器人近千台。
“弧焊機器人國產化不是簡單的替代,而是從工藝包、核心部件到控制系統的全棧創新。”埃夫特智能機器人股份有限公司董事長兼總經理游瑋舉例說,埃夫特此番突破高性能弧焊機器人及其部件/軟件關鍵核心技術,形成了系列化擁有完全自主知識產權的高精密RV減速機產品、專用潤滑油/脂、高性能專用伺服電機、應用工藝包和操作系統,整體性能達到國際先進水平,自主化率超過96%,部分實現100%自主可控。
在高端場景應用上實現對國際品牌的規模替代,得益於國產工業機器人精度、可靠性、耐久性的提升。日前,國家重點研發計劃“智能機器人”重點專項“自主智能弧焊機器人技術與系統”項目已經啟動。由埃夫特牽頭的這個新項目,焊接機器人精度能到0.5毫米,還可自主識別焊縫、規劃路徑,焊接智能化水平將邁上新台階。
在高端場景實現突破的同時,我國工業機器人應用也在向廣度延展。統計顯示,2024年我國工業機器人產量55.64萬台,同比增長14.2%。國際機器人聯合會最新數據顯示,2023年中國新安裝27.6萬台工業機器人,佔全球安裝總量的51%。繼汽車、3C電子行業后,新能源、衛浴陶瓷、金屬加工、家具家電等通用工業領域開始成為中國工業機器人的新增市場主力。
人工智能加速融合,從“單機智能”到“群體智能”
在山東鄒城珞石智能制造產業園,一台搭載力覺與視覺傳感器的協作機器人正精准演示電腦USB接口裝配。機械臂如同被賦予人類觸覺與視覺,在插接過程中實時感知接觸力,動態調整角度與力度,展現出“斜觸修正”“二次對位”等擬人化操作。
“這款機器人融合了力控搜索與視覺伺服技術,可勝任微米級精密裝配。”珞石機器人創始人兼首席執行官庹華介紹,2023年起,公司實施“機器人+AI”戰略,通過人工智能技術增強機器人的感知決策能力,在3C電子、汽車零部件等領域實現突破性應用,“底層控制技術與AI的深度融合是智能升級的關鍵。”
在一座海外大型倉庫內,700台北京極智嘉科技股份有限公司的自主移動機器人以每秒2米的速度穿梭於2萬平方米的立體空間中。它們與40個多功能工作站協同作業,將傳統“人找貨”模式徹底顛覆——貨架自動流轉至工作站,機械臂精准抓取商品,自主移動機器人沿動態規劃的路徑快速運輸,整個倉庫日均處理超35萬件貨物,單個工作站峰值效率達500件/小時。
“這裡沒有固定的作業分區,企業對企業(B2B)和企業對消費者(B2C)訂單混合處理,服裝、電子等全品類商品共用存儲空間。”極智嘉首席技術官李洪波解釋道,通過“混合存儲算法”和“動態路徑規劃系統”,機器人集群可實時調整任務優先級、避免擁堵,更可靈活調整運營規模,輕鬆應對促銷活動期間的需求高峰。
突破群體智能控制、動態路徑規劃等技術,推動工業移動機器人從“單機智能”向“系統智能”躍遷,讓極智嘉具備了單系統調度超5000台機器人的技術能力,並在全球建成10余個“千台級”機器人智能倉庫示范項目,在智能倉儲領域連續6年保持全球市場佔有率第一,海外業務收入佔比超過75%。“‘群體智能’已成功延伸至工業制造場景。”李洪波介紹,極智嘉已與西門子、寧德時代等全球制造業領軍企業展開深度合作,推動物流智能化升級。
工業機器人與人工智能深度融合,通過自適應環境感知、持續自學習優化和類人決策能力,實現柔性生產與智能協作,大幅提升制造效率與靈活性,是推動智能制造的重要驅動力。
談及“人工智能+工業機器人”的發展潛力,陳峰提供了另一個視角。“目前,我國工業機器人市場容量約30萬台,其商業模式是定制化開發,專業人員安裝、調試,甚至是陪工陪產。如果將來市場容量達到每年100萬台,對安裝、調試、運維人員的需求將大幅增長。”陳峰說,工業機器人出廠自帶人工智能,開箱即用、一鍵安裝、預測性維護都是市場需求,也將變為現實。
《 人民日報 》( 2025年05月21日 18 版)

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