智能装备:万亿市场的竞逐


  智能装备系具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备,它是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合。工业化建设中被人们熟知的高档数控机床属于该类装备的范畴,在国家十二五规划中,智能制造装备成为我国高端装备制造业的重点方向。国家在高端装备制造业中将重点发展五个细分行业:航空装备、卫星及应用、轨道交通装备、海洋工程装备和智能制造装备。智能装备属于偏重基础性与广泛应用性的行业之一,国家在高端装备领域有着6万亿的雄心壮志,在国家意志下中国智能制造装备的发展不仅仅是要把市场做大,在技术发展水平与对外依存度上这不仅仅是一场市场经济的博弈,更会是一场要独立自主、科学创新的科技与市场竞逐。
  千军万马整队赛跑
  2015年智能装备市场规模将超过1万亿元,占高端装备制造业的比重将达到20%左右。
  从863计划中信息技术课题被列在航天技术之后的第二位,到核高基技术《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中对智能产业发展的推动,我国的智能装备产业始终有着相对完整的国家建设体系作为支撑。
  观智能装备所要涉及到的学科门类、产业体系犹如千军万马般的军队,军队行军需要营养,但国产自主智能制造装备所占有的市场份额依然贫瘠。于是在国家中长期发展规划里,这只庞大犹如军队的产业体系要不断地发展、不断的超越,与时间赛跑与国际先进同行赛跑。
  智能制造设备种类繁多,包括智能仪器仪表与控制系统、关键基础零部件及通用部件、高档数控机床与基础制造装备以及智能专用装备。
  这其中在精密和智能仪器仪表与试验设备领域,要针对生物、节能环保、石油化工等产业发展需要,国家在发展规划中,重点发展智能化压力、流量、物位、成分、材料、力学性能等精密仪器仪表和科学仪器及环境、安全和国防特种检测仪器。
  在关键基础零部件、元器件及通用部件领域,重点发展高参数、高精密和高可靠性轴承、液压/气动/密封元件、齿轮传动装置及大型、精密、复杂、长寿命模具等。
  高档数控机床与基础制造装备则需要自动化成套生产线,智能控制系统,精密和智能仪器仪表与试验设备,关键基础零部件、元器件及通用部件,智能专用装备的发展,实现生产过程自动化、智能化、精密化、绿色化,带动工业整体技术水平的提升。
  智能专用装备上当前比较看好的是农业智能化装备,“十二五”期间,农机化发展将整体进入高级阶段。风电与印刷装备领域还有赖于国家政策的扶持,在环保课题上未来的前景可圈可点。
  通用汽车零部件的整合
  在精密仪器仪表领域,近年来有行业分析指出,国家政策在环境保护、能源计量改革、物联网和新型城镇化方面的投入是目前国内中低端仪表持续发展的筹码,其中社会舆论对于环保事业的发展有推动作用,PM2.5空气污染等热点环保话题能有效增加环境监测仪产业的关注,在食品安全问题上可以做的文章便更多了。在中低端升级中高端的进程中,智能计量仪等相关产品未来的发展空间值得看好。从总体来看,缓速增长的经济下,精密仪器仪表会慢工出细活,保持稳定缓慢的发展。
  精密高端的通用零部件和高端数控机床方面,可以放在一起来看。今年是汽车工业发展60周年,我国汽车工业发展站在一个甲子的时间节点上开始反思自身的发展方式与探索未来继续突破的方向。目前,汽车产业的规模已占到国家GDP的10%,汽车零部件产业的整合对于汽车产业的深度发展有着重要的作用。今年济南二机床厂一体成型冲压线再次中标美国福特,中国这个世界最大市场中,自主车、合资车、进口车在白热化的竞争中,搅动着通用零部件行业的整合与升级。模具、液压、轴承、密封件、紧固件环环相扣,由点到面,以汽车工业窥视全局,有数据统计称,汽车行业约占我国机床消费总量的70%,汽车工业固定投资的一半以上用于购买加工机床。
  于是,市场与政策在智能装备制造巨大的产业板块上潜移默化地诱发着产业升级与变革的地震,为了千军万马奔跑不能有一个掉队,形成完整的智能制造装备产业体系,智能装备制造需要更多智慧,进行更深入的产业整合。
  机器人产业在寻找突破口
  近年来,我国机器人市场发展迅猛,工业机器人的应用越来越广泛,每年机器人产业年均增长超过40%,增长率居全球首位。
  机器人是产业信息化革命以来,在智能装备制造领域中一直比较具有朝阳气质的产业。中国机械联合会会长王瑞祥曾表示,工业机器人在各行业应用已经成为大势所趋,其有助于缓解人口红利衰减问题,在危险、简单重复的领域取代人工,保证产品生产的精准性,提高劳动力生产效率。在上一个层面来看,数字化、智能化是推动传统工业转型升级的重要力量,机器人作为数字化、智能化技术的主要代表,将成为衡量一个国家工业自动化水平的重要标志。
  底子薄,增量大。这六个字几乎是国内所有新兴制造产业的共通现状。
  我国工业机器人从二十世纪80年代开始起步,通过多年科技攻关,我国已基本掌握了机器人操作机的优化设计制造技术,解决了工业机器人控制、驱动系统的设计技术,机器人软件的设计和编程等关键技术,还掌握了弧焊、点焊及大型机器人自动生产线(工作站)与周边配套设备的开发和制造技术,掌握了运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人。
  近30多年的发展下来,我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,可靠性低于国外产品。因为机器人应用工程起步较晚,应用领域窄,生产线系统技术与国外还有有差距。机器人及机电一体化技术专家,中国工程院院士蔡鹤皋曾指出我国机器人产业研究水平较高,有些技术在世界属于独创,但生产能力还有待提高。
  面对现状,当前我国工业机器人产业的发展方式以立足在市场需求为主,尝试在摸索中建立产业体系。通过对外合作交流,国内工业机器人在传统的对外研仿上跟踪国外先进技术,用产量与价格优势挤占中低端市场。即便如此,少数企业在自主研发上也有不少亮色,如沈阳新松机器人自动化股份有限公司研制成功的首台拥有自主知识产权的大负载真空机械手,上海三一精机的刹车盘柔性生产线、武汉机床的数控万能工具磨床、大连机床的机器人加工单元,在煤炭开采装备领域,太重煤机在成套设备大型化是其最大亮点。其负责的国家“十二五”智能制造发展专项重点项目之一,重165吨,装机功率2660千瓦实现采煤机、液压支架和运输系统的智能化控制的“无人采煤”智能装备已在近日实现了试车成功。
  机器人产业继续拓展寻找突破口还在于国家的科学统一规划,近年来工业机器人产业现存的限制因素其实也是整体智能装备制造业的限制性因素,在国家的统一规划下,智能产业发展的脉络逐渐清晰,政策支持的力度在不断加大,过去重复性的低端建设与重复研究正在逐渐减少,国家与舆论在重视基础研究的程度上仍需继续加大,业内发展也需要积极与国家政策配合,在研仿过程中做好前沿探索与追踪工作,厚积薄发达到产业升级的目标。
  结语:上高端 接地气 打造地方智能集群
  智能装备制造的国际化竞争,争夺的是技术的高点。我国智能装备在各地方的布局对于人工智能、机器人和数字制造甚至IT制造领域都会有着重塑性的作用,传统的产学研联合发展机制和利益分配机制下,以企业为主体,以利益为纽带,整合各地区优势资源,以创新共赢为目标,协同作战,攻克关键制造技术、应用技术和系统技术,加速推进成熟技术的市场化、科研样机的商品化,加快服务机器人的规模化应用和产业化发展。这样,国家与企业对于智能制造技术的掌握会大幅提升制造业的产值与制造实力,投资拉动内需,在一定程度上,可能会诞生更具创造力与活力的工业文化。人们理想中,智能环保多功能化的综合性居住环境也会在不久的未来来到我们的生活当中。