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张进:全力突破“卡脖子”问题 推动机器人产业链自主可控

发布时间:2025-01-14 15:30 来源:《新型工业化》期刊2024年第4期

全力突破“卡脖子”问题 推动机器人产业链自主可控


张进

沈阳新松机器人自动化股份有限公司总裁


机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”,2014年,习近平总书记在中国科学院第十七次院士大会、中国工程院第十二次院士大会上强调,我们不仅要把我国机器人水平提高上去,而且要尽可能多地占领市场。在习近平总书记的深切关怀下,我国机器人产业经过10年的快速发展,实现了从小到大的巨大飞跃,迈入变优变强的高质量发展新阶段,成为全球机器人产业的一支重要力量。2023年我国工业机器人产量达43万套,我国已连续11年成为全球最大的工业机器人市场,近三年新增装机量占全球市场比重超过50%,工业机器人应用领域覆盖国民经济71个行业大类,机器人已成为我国推进新型工业化的重要高端装备和新质生产力的典型代表。


2022年8月,习近平总书记在沈阳新松机器人自动化股份有限公司(以下简称“新松公司”)考察时,对新松公司自主创新和产业化发展取得的成绩予以肯定,表示新松公司体现了中国速度、中国水平。习近平总书记强调,要时不我待推进科技自立自强,只争朝夕突破“卡脖子”问题,努力把关键核心技术和装备制造业掌握在我们自己手里。新松公司始终沿着总书记指引的前进方向坚定前行,充分发挥高科技企业在推进新型工业化系统工程中的主体地位,为全面建成社会主义现代化强国作出应有贡献。


一、时不我待推进科技自立自强,充分发挥科技企业创新主体作用


习近平总书记强调,党中央实施创新驱动发展战略,格外重视自主创新,格外重视创新环境建设,努力提升我国产业水平和实力,推动我国从经济大国向经济强国、制造强国转变。


机器人是人工智能、新材料、生物仿生等新科技、新产业融合创新的载体,是新质生产力的典型代表。当前世界百年未有之大变局加速演进,科技革命与大国博弈相互交织,人口老龄化等全球性问题与挑战日益严峻,催生机器代替人、助人需求。全球机器人产业的发展已经进入智能化加速演进、应用加速拓展的新阶段。


新松公司牢记习近平总书记嘱托,坚持把发展基点放在创新上,始终以科技强国、产业报国为己任,创造了中国机器人发展史上百余项行业“第一”,填补了中国机器人“只有进口,没有出口”的历史空白,形成了集核心技术、核心零部件、核心产品与行业系统解决方案为一体的全产业价值链。新松公司与广大行业伙伴携手努力,以科技创新推动产业创新,共同推动我国机器人产业取得了一系列创新发展新成就。


一是系统布局重点领域,推进关键核心技术攻关。目前,我国机器人产业已攻克机器人系统开发、信息感知与导航、多任务规划与智能控制、人机交互与自主编程、机器人云-边-端、机器人安全性与可靠性、多机器人协同作业、机器人自诊断等行业技术难题。新松公司将机器人技术与人工智能、大数据、物联网、云计算等前沿科技深度融合,运用工业互联网技术采集工业现场大数据,可提供故障诊断、远程监控、状态分析、预测维护、工艺优化等云服务。同时通过资源整合,与高校、科研院所联合推进机器人国产芯片、操作系统等基础层面研究,推动我国机器人行业高水平科技自立自强。


二是全面打造开放式创新平台,着力构建企业为主体、产学研用高效协同深度融合的创新体系。我国机器人产业以国家、省市纵向课题为依托,以国民经济重点领域调研实践成果为指导,组织成立开放式产业创新平台。新松公司建立了包括承担国家机器人重要攻关课题和创新项目的国家级创新平台,整合社会各界优秀创新资源的公众级创新平台,承担公司战略产品研发的企业级创新平台,以及以市场为导向进行应用技术研发的产业群组创新平台,采用多层次创新投入体系,保障技术成果持续创新和产业安全健康发展。


三是立足国际化视野,积极参与机器人技术国际交流合作。机器人是典型的多学科交叉领域,要推动跨学科、跨领域、跨地域技术交流合作,促进机器人技术持续创新发展。在国家构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局的战略布局下,新松公司已在全球多地建立了立体化的研发和服务网络,与多家世界500强企业达成深度战略合作,积极参与机器人技术国际合作与高端论坛交流,进一步推动开放式创新,融合全球优质资源为我所用,更好地服务于我国新型工业化建设。


四是坚持把人才资源开发放在科技创新最优先的位置。我国机器人产业持续改革人才培养、引进、使用等机制,努力造就一批世界水平的科技领军人才、工程师和高水平创新团队,注重培养一线创新人才和青年科技人才。新松公司全面推行并落实股权激励等多元化人才激励举措,将广大核心技术人员和管理人员与公司绑定成为利益共同体,大幅增强创新发展凝聚力;联合高校与科研院所,通过产教融合、教育实训等方式,为高层次人才培养和柔性引进提供平台支撑;举办各类创新创业大赛,为创新创业人才团队提供技术及资金支持。


二、只争朝夕突破“卡脖子”问题,助力推动重点领域产业链自主可控


习近平总书记在新松公司考察时强调,要坚持自力更生,把国家和民族发展放在自己力量的基点上,牢牢掌握发展主动权。自主可控、安全可靠的产业体系是新型工业化的前提条件和战略支撑。我国机器人产业全面贯彻新发展理念,构建新发展格局,统筹发展和安全,着力突破核心技术、夯实产业基础、增强有效供给、拓展市场应用,提升产业链供应链稳定性和竞争力。此外,当前我国正在深入实施“机器人+”应用行动,推动机器人赋能千行百业,助力国民经济重点领域补短板、锻长板、强基础,不断增强产业链韧性和竞争力,把发展主导权牢牢掌握在自己手中。


半导体产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性和先导性产业,其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志。真空机械手是芯片制造过程中负责不同工位之间晶圆传输的关键设备,在尖端工艺制程中重复定位精度要求达到了0.02mm,该设备长期被国外企业垄断,是名副其实的“卡脖子”技术。新松公司自主攻克新一代真空机械手技术,并实现在中国最先进芯片制造工厂的批量应用。同时打造了具有完全自主知识产权的晶圆传输自动化核心系列产品,广泛应用于半导体CMP清洗设备,半导体刻蚀设备,半导体PVD、CVD、EPI设备等工艺环节,为半导体行业提供安全、高效、可靠的自动化解决方案。


汽车制造业是国民经济支柱型产业,也是衡量工业机器人技术水平的重要应用领域。焊接机器人作为汽车焊装环节最为核心的装备,直接影响汽车安全性能,实现自主可控对我国汽车产业链的安全至关重要。新松公司自主研发的工业机器人点焊系统,打破了国外在汽车焊接领域的技术垄断,搭载基于复杂工况开发的智能控制系统与先进的点焊软件工艺包,实现高速度、高负载、高效率、高稳定性的点焊作业,在国产汽车高端车型焊装线上批量应用,多台机器人协同合作,同时可结合工业互联网与大数据应用,对产线运行、焊接质量等数据进行实时采集、监控与分析。


基建工程是“国之重器”,在党的集中统一布局下,我国充分发挥集中力量办大事的新型举国体制优势,打造了一系列让世界瞩目的超级工程。工业机器人中厚板免示教焊接技术是现代化基建工程的关键工艺环节,焊接对象通常是体积大、重量高、结构复杂且一致性较差的大型工件。新松公司自主攻克机器人中厚板免示教焊接技术,一举打破国外垄断,并在国家重大工程——深中通道的沉管钢壳焊接项目竞标中,成功战胜国际竞争对手,实现组焊作业的无人化、智能化。机器人运用成熟的起始点寻位、焊缝跟踪、多层多道、多机器人协同等先进技术,有效解决了工件多样、频繁换产、焊接变形等难点,相比人工焊接大幅提质增效,为深中通道沉管钢壳工程开启了智能制造的第一扇大门,实现了国家重大工程由中国自己的机器人来造的突破。


三、赋能传统产业优化升级,推动制造业高端化、智能化、绿色化发展


习近平总书记指出,发展新质生产力不是要忽视、放弃传统产业,要防止一哄而上、泡沫化,也不要搞一种模式。要统筹推进科技创新和产业创新,加强科技成果转化应用,推动传统产业转型升级。


产业结构优化升级是新型工业化的内在要求。传统制造业增加值占全部制造业的比重近80%,是支撑国民经济发展和满足人民生活需要的重要基础。机器人是智能制造系统的关键装备,将劳动者从危险繁重恶劣的作业环境中解放出来,推动高柔性、快响应、可重构制造系统发展,实现生产效率与质量的双重飞跃。我国机器人产业常年投身传统产业改造升级事业第一线,面向点焊、打磨、涂胶、喷涂、冲压、弧焊、码垛、装配、检测、切割等各环节开展工艺革新,推动众多传统行业实现制造柔性化、数据贯通化和工厂智能化,加速向高端化、智能化、绿色化方向转型升级。


我国机器人产业为建材制造业提供高柔性化的智能制造系统解决方案,实现高品质、高可靠性的自动化生产。新松公司成功打造全球首条机器人卫浴产品自动施釉生产线,针对行业原有工艺流程特点,开发了机器人施釉专家系统。凭借整体化、参数化、专业化的优异性能保证整条产线各工位之间分工协作,可完成从卫浴品青坯来料至上釉全工序完成后下料的全流程自动化生产;线体涵盖扫码识别、灌釉、普白施釉、自洁釉施釉、检测清理等关键工序,各单元设备与各工位接口的设计精细严谨,可保证产线稳定、持久、高效的自动化生产。


我国以机器人和智能制造技术加快推动轻工业数智化转型升级。新松公司打造了首条以国产机器人为核心的成型制鞋生产线,通过智能化、柔性化的加工模式,无需人工干预,即可实现不同鞋码、鞋型同线生产,产线涵盖3D视觉站、机器人喷处理剂工作站、喷补强剂工作站、机器人鞋面喷胶水工作站、机器人鞋底喷胶工作站、高效智能化强压机机器人工作站、智能烘箱系统等各类型工作站,满足了鞋服行业产品高速迭代的需求,帮助制鞋行业完成数智化转型升级,破解了行业关键复杂工艺的智能化、柔性化生产难题,加速探索我国由轻工业大国迈向轻工业强国的“最后一公里”。


我国机器人产业持续推动新技术、新产品,在海港、空港以及更多特殊领域垂范落地。在全球最大中转枢纽港,新松港口移动机器人大批量走出国门,完成集装箱的自动转运,移动机器人设计载重为65吨,采用多种先进技术,一方面适应了现场高温、盐雾等复杂环境,另一方面攻克了地面高低不平、吊装冲击等一系列应用难题。结合全球首创的空集装箱码垛机器人,打造最前沿的港口智能物流解决方案,助力全球物流行业智慧升级。


四、培育壮大新兴产业,以“机器人”技术创造新的竞争优势


习近平总书记强调,战略性新兴产业是引领未来发展的新支柱、新赛道。党的二十大报告围绕建设现代化产业体系作出部署时强调,推动战略性新兴产业融合集群发展,构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。


在锂电领域,我国机器人产业在锂电市场全面爆发之前已率先深入行业,与锂电领域多家头部企业深度合作。为了满足锂电行业对生产设备的极高标准,新松公司创新研发锂电移动机器人全产品矩阵,解决了电池卷料加工过程中难以精准对接等多项痛点,提供从原材料/极卷库、前段极片制造、中段电芯合成、化成分容到后段电池组装的锂电行业智能制造、智能物流整体解决方案,助力锂电领域提质增效、降本节能。


在光伏领域,我国将移动机器人与自主研发的多源信息融合3D-SLAM技术和无人驾驶技术相结合,全新打造了户外无人驾驶机器人。在光伏企业工厂,新松户外无人驾驶机器人融合多信号源,实现全天候、全场景3D-SLAM方案,能够应对“桥梁下穿”“外挑廊”“空旷厂区”“室内仓库”等复杂环境。机器人结合新的控制算法,保障了在不同作业环境下的运行精度和平稳性,为光伏行业提供了覆盖室内外的全场景物流解决方案。


在新能源汽车领域,我国基于在传统燃油车领域多年以来的机器人应用经验,结合新能源汽车工艺特点,打造了满足新能源汽车行业需求的机器人解决方案。新松公司成功开发国内首条新能源汽车自动化一体压铸机加装配线,一体化压铸零件首次采用机器人自动拉铆、自动拧紧工艺,填补国内技术空白。在新能源汽车装配环节,新松移动机器人与信息系统可实现无缝衔接,这种“移动机器人装配岛”式的生产模式,有利于强化订单的个性化管理,成为移动机器人在新能源汽车领域应用的行业标杆。


在高端装备领域,机器人本身是战略新兴产业高端装备的典型代表。近年来,我国将机器人技术与新一代信息技术、人工智能、生物技术、新材料等新兴技术深度融合,完成了从“传统”机器人到“智能”机器人的华丽蜕变。经过持续升级换代、跨越发展的国产机器人,也将更好地为更多战略性新兴产业发展蓄势赋能。


五、深度布局“机器人+AI”,为加快跻身世界一流奋跃而上


习近平总书记指出,人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,将对全球经济社会发展和人类文明进步产生深远影响。我国高度重视人工智能发展,积极推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,培育壮大智能产业,加快发展新质生产力,为高质量发展提供新动能。


当前,人工智能等新技术的融合创新,正在驱动机器人技术和产品发生蜕变,产业链加速重塑,机器人感知、认知和行为决策能力大幅提升。我国多年来在“机器人+AI”领域持续深耕,形成了一大批技术领先、经验成熟、应用高端、服务广泛的“机器人+AI”创新实践成果。


我国机器人产业通过AI大模型赋予机器人“最强大脑”,更全面地感知周围环境并根据环境变化做出相应调整,更高效地分解和执行复杂任务。在新松人工智能研究院,工程师通过自然语言、文本、图像等不同方式向机器人下达摆放七巧板的指令,机器人能够自主完成指令分析、分解、规划,在小小的七巧板上自主完成6大类数百种图案的智能摆放,实现了AI技术加持下的“耳、脑、眼、手”高效协同。该应用在智能拆码垛、物料识别与拣选、物品缺陷检测与剔除、医疗民生服务等领域应用前景广阔。


我国全新开发的双臂具身智能抓取站,依托于双臂协作机器人的灵活性,结合末端力控、精确的位姿估计技术以及视觉伺服,可在复杂环境下准确执行目标任务。新松协作机器人通过大模型任务理解和元技能操作技术,智能解析并执行多样化的工作指令。用户通过自然语言描述个性化需求,系统通过智能解析,在品类繁多的工业部件及工具中选择最符合用户预期的目标物体,再由机器人完成从物体识别、抓取规划到精准放置的全过程,在智能制造、自动化生产线等领域的应用潜力巨大。


我国以智能机器人为载体,融合人工智能、大模型、物联网技术,打通机构、社区和居家“三位一体”的全场景应用。新松服务机器人构建并理解家庭环境地图,通过语音控制实现灵活的物品运送、跟随陪伴以及巡视巡察等功能。通过视觉模型实现居家烟火、跌倒等异常监测。引导居家老人进行体温、血压、血氧、血糖等生理参数检查,用药提醒,非接触式监测卧床老人呼吸/心率和睡眠质量。作为智慧康养的家庭终端,可实现与服务端的一键呼叫、康养服务下单、智能家居生态、家庭智能安防硬件的报警联动等功能。


在2024北京世界机器人大会上,我国机器人产业展示了众多“机器人+AI”领域的前沿创新成果。新松公司将机器人技术与AI图像处理深度融合,展示了强大的人机交互能力。参展观众站在机器人面前移动时,机器人能够实时识别并跟随人脸移动,确保人脸始终位于画面中央。当观众对位置满意后,可以通过比画手势来触发拍照功能,摄像头识别到手势后立即为用户拍照。拍摄完成的照片会经过图生图大模型处理,转换成多种好看好玩的图片供用户下载。


在海外展会上,国产机器人“书法家”基于全新开发的智能交互系统,可实现汉语与多语言的灵活交互。新松机器人在“听”到不同国家用户的多语言语音信息后,自主分析语音语调,通过AI大模型技术准确解析出语音发起者背后的情感或期望,并生成相匹配的书法作品,现场“挥毫泼墨”精准呈现。


企业是推进新型工业化的主体力量。工业发展根本上要靠企业,企业强工业才能强。目前,新松公司的创新产品已经远销40多个国家和地区,为全球4000余家客户提供产业升级服务,与众多世界500强企业建立了深度合作关系,我们始终肩负着“中国速度,中国水平”的使命荣光,为破解全球产业升级难题、推动经济全球化发展,持续贡献中国智慧、中国方案和中国力量。


面对新一轮科技革命带来的机器人产业跨越发展机遇期,我国机器人产业将更加紧密地团结在以习近平同志为核心的党中央周围,深刻领会总书记的厚望重托,高扬自信自强的精神,展现日新月异的创造,在培育发展新质生产力、推进新型工业化建设中走在前列,为加快建设世界一流企业奋跃而上。

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专题主办单位:中国电子信息产业发展研究院

承办单位:工业和信息化部信息中心