中國(guó)冶金報(bào) 中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 樊三彩 報(bào)道
機(jī)器人被譽(yù)為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”,其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。
自“十三五”以來,我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,尤其是工業(yè)機(jī)器人。2021年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量為25.6萬臺(tái),同比增長(zhǎng)48.8%?!丁笆奈濉睓C(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》顯示,我國(guó)已經(jīng)連續(xù)8年成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)國(guó)。投融資也備受青睞,2021年,中國(guó)工業(yè)機(jī)器人融資金額達(dá)182.0億元,同比增長(zhǎng)37.0%。
市場(chǎng)規(guī)模越來越大,機(jī)器人行業(yè)駛?cè)胍黄八{(lán)?!?。據(jù)《中國(guó)冶金報(bào)》記者了解,國(guó)內(nèi)外冶金行業(yè)機(jī)器人成熟應(yīng)用工位已達(dá)20多個(gè),近兩年發(fā)展勢(shì)頭較快,不斷有新產(chǎn)品出現(xiàn)。國(guó)內(nèi)很多鋼鐵企業(yè)正積極布局機(jī)器人產(chǎn)業(yè),中國(guó)寶武、南鋼、建龍、山鋼、馬鋼、鞍鋼等均已成立了獨(dú)立的機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì),如寶信軟件智能裝備事業(yè)部、南鋼金恒科技機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)(下稱金恒科技)、北京同創(chuàng)信通科技有限公司(下稱同創(chuàng)信通)、山信軟件機(jī)器人團(tuán)隊(duì)、飛馬智科機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)等,在冶金行業(yè)機(jī)器人研發(fā)及應(yīng)用方面發(fā)展較快、成績(jī)顯著。
冶金機(jī)器人發(fā)展勢(shì)頭緣何如此迅猛?這些機(jī)器人的市場(chǎng)在哪里?各個(gè)團(tuán)隊(duì)的優(yōu)、劣勢(shì)是什么?未來有怎樣的發(fā)展規(guī)劃?帶著這些問題,《中國(guó)冶金報(bào)》記者與鋼企智能化有關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行了深入交流。
勢(shì)在必行
當(dāng)前,對(duì)于冶金企業(yè)來說,布局機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)到了非做不可的地步。原因主要有4個(gè)方面:
第一,時(shí)代原因。當(dāng)前新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn),新一代信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源、新材料等與機(jī)器人技術(shù)深度融合,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迎來升級(jí)換代、跨越發(fā)展的窗口期。我國(guó)已轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段,建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系迫切需要新興產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的強(qiáng)力支撐。
第二,疫情原因。席卷全球的新冠肺炎疫情,給機(jī)器人行業(yè)發(fā)展按下了加速鍵,使其陡然邁過了需要不短時(shí)間進(jìn)行的市場(chǎng)教育階段,直接進(jìn)入人們的視野。機(jī)器人在防疫中有良好的表現(xiàn),在后疫情時(shí)代,機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈也將在產(chǎn)業(yè)升級(jí)、疫情防控等大環(huán)境的催化下,擁有新的賽道和市場(chǎng)。
第三,社會(huì)原因。工業(yè)機(jī)器人取代人,不僅為降本增效,更源于對(duì)未來現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)資源供給的擔(dān)憂。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2021年,我國(guó)勞動(dòng)力市場(chǎng)需求和供應(yīng)的缺口在持續(xù)增大,16歲~59歲勞動(dòng)年齡人口為8.8億人,相比2010年減少了4000多萬人。
第四,行業(yè)原因。工業(yè)機(jī)器人可以精確持久地在危險(xiǎn)、惡劣的環(huán)境下工作,非常適用于制造流程中高溫、高速、高粉塵、高強(qiáng)度、長(zhǎng)周期的工作環(huán)節(jié)?!氨Wo(hù)人、解放人、幫助人”,某業(yè)內(nèi)人士形象地總結(jié)了工業(yè)機(jī)器人的作用。鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的危險(xiǎn)性、部分崗位工作的重復(fù)性等導(dǎo)致機(jī)器人應(yīng)用的普遍性、必要性在加強(qiáng)。
百花齊放
目前,鋼鐵企業(yè)不僅是應(yīng)用機(jī)器人的主體,而且成為研發(fā)機(jī)器人的重要力量。鋼企需要用到的機(jī)器人非常多,焊標(biāo)機(jī)器人、噴號(hào)機(jī)器人、加渣機(jī)器人、貼標(biāo)機(jī)器人等常規(guī)機(jī)器人應(yīng)用普遍且成熟,基本能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,另外一些科技成分更高的機(jī)器人產(chǎn)品則是行業(yè)攻關(guān)的難點(diǎn)。
多家鋼企智能化相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴《中國(guó)冶金報(bào)》記者,常規(guī)機(jī)器人的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈,不僅要面對(duì)來自鋼企同行的競(jìng)爭(zhēng),還要與一些進(jìn)口品牌、國(guó)產(chǎn)自主品牌的機(jī)器人“PK”。那么,我們是否有優(yōu)勢(shì)?“每家公司專注的領(lǐng)域不同,各自形成了一些明星產(chǎn)品,其實(shí)不好一概而論地進(jìn)行比較。”同創(chuàng)信通總經(jīng)理王保紅表示,“在一些自己具有獨(dú)創(chuàng)技術(shù)的領(lǐng)域,企業(yè)就會(huì)表現(xiàn)出很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力?!?/div>
《中國(guó)冶金報(bào)》記者在調(diào)研中發(fā)現(xiàn),很多鋼企已經(jīng)擁有了自己的機(jī)器人明星產(chǎn)品,形成了獨(dú)家的專利技術(shù)。比如,金恒科技基于視覺定位機(jī)器人全自動(dòng)沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)于2019年獲得冶金科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),截至2022年5月底,金恒科技機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)共申報(bào)機(jī)器人領(lǐng)域?qū)@?98項(xiàng),其中108項(xiàng)已獲授權(quán);同創(chuàng)信通自主研發(fā)的連鑄平臺(tái)無人化機(jī)器人序列、測(cè)溫取樣機(jī)器人序列(應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐、電爐、吹氬站、精煉爐等場(chǎng)景)在國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)力領(lǐng)先,產(chǎn)品已經(jīng)能夠與國(guó)外企業(yè)進(jìn)行同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng);等等。
整體來看,國(guó)內(nèi)鋼企研發(fā)生產(chǎn)的機(jī)器人主要應(yīng)用市場(chǎng)集中在鋼鐵行業(yè)。之所以主要面向鋼鐵市場(chǎng),是因?yàn)檫@些機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)具備平臺(tái)和工藝優(yōu)勢(shì)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)往往隸屬鋼鐵企業(yè),擁有一個(gè)穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行產(chǎn)品研制及驗(yàn)證迭代。同時(shí),研發(fā)團(tuán)隊(duì)往往熟悉鋼鐵全流程工藝、設(shè)備,具有豐富的鋼鐵工藝知識(shí)背景,使得機(jī)器人產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、實(shí)施、調(diào)試、運(yùn)行等更加便利,因此也更容易突破。這也造就了鋼企研發(fā)團(tuán)隊(duì)相較于自主品牌機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)。
“我們國(guó)內(nèi)鋼企客戶的比例達(dá)到了80%~90%?!苯鸷憧萍贾悄苎b備部部長(zhǎng)楊孟告訴《中國(guó)冶金報(bào)》記者,南鋼于2016年便成立機(jī)器人事業(yè)部,在國(guó)內(nèi)成立時(shí)間相對(duì)較早。對(duì)于他們而言,內(nèi)部鋼鐵公司既是客戶,也是試驗(yàn)平臺(tái),新研發(fā)的機(jī)器人會(huì)在內(nèi)部公司進(jìn)行優(yōu)化更新,再推廣到市場(chǎng),目前有武鋼、永鋼、永豐鋼鐵、山西建邦等20多家外部客戶。
山信軟件自動(dòng)化部經(jīng)理杜偉表示,其所在團(tuán)隊(duì)研發(fā)的測(cè)溫取樣機(jī)器人在國(guó)內(nèi)鋼廠已經(jīng)應(yīng)用了13臺(tái),5臺(tái)正在進(jìn)行中;貼標(biāo)機(jī)器人也已經(jīng)應(yīng)用9臺(tái)。同創(chuàng)信通等也采用了這種先內(nèi)后外的研發(fā)、推廣模式。
另外,鋼企機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)還有效率優(yōu)勢(shì)、價(jià)格優(yōu)勢(shì)。王保紅表示,連鑄平臺(tái)無人化機(jī)器人序列是技術(shù)難度相對(duì)較高的產(chǎn)品,目前國(guó)內(nèi)只有3家企業(yè)可以生產(chǎn)?!捌珍J特等企業(yè)生產(chǎn)一套連鑄平臺(tái)無人化機(jī)器人的周期大概是1年,我們目前只需要6個(gè)月,生產(chǎn)效率大大提升?!彼瑫r(shí)表示,通過有效控制成本,目前整套價(jià)格優(yōu)勢(shì)強(qiáng)于國(guó)外。
難點(diǎn)辨析
研發(fā)工業(yè)機(jī)器人難不難?相關(guān)鋼企負(fù)責(zé)人告訴《中國(guó)冶金報(bào)》記者,鋼廠往往以外購(gòu)的機(jī)器人本體為硬件核心,根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景,自主研發(fā)機(jī)器人的控制系統(tǒng)、視覺定位系統(tǒng)、機(jī)器算法等應(yīng)用系統(tǒng)以及部分機(jī)械裝置,相當(dāng)于給機(jī)器人裝上“大腦”“眼睛”“觸覺”“手臂”等,這個(gè)過程并不容易?!熬拖褓I了一臺(tái)高級(jí)計(jì)算機(jī),里邊需要裝上哪些軟件?裝上軟件后怎么操作,才能讓這臺(tái)高科技產(chǎn)品發(fā)揮作用?這是需要鋼廠研發(fā)的部分。”楊孟形象地比喻道。
以噴號(hào)機(jī)器人為例,機(jī)械手上裝有噴槍,需要噴涂系統(tǒng)(解決涂料怎么輸送到噴槍的問題)、視覺定位系統(tǒng)(準(zhǔn)確找到要噴涂的鋼材)引導(dǎo)機(jī)械手工作,這幾個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)還需要控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)。機(jī)械裝置即根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景,經(jīng)過自主設(shè)計(jì)加工出來的硬件。比如,噴槍需要噴頭,焊牌需要焊槍。
業(yè)內(nèi)人士介紹,在整個(gè)研發(fā)的過程中,智能識(shí)別技術(shù),手、眼、力的協(xié)同,同平臺(tái)任何機(jī)器人的協(xié)同作業(yè),抗干擾及安全保護(hù)解決方案等都是其中很難的部分。
對(duì)鋼鐵企業(yè)而言,研發(fā)產(chǎn)線各工位的機(jī)器人有一些獨(dú)特的要求?!坝捎阡撈笊a(chǎn)的流程長(zhǎng),現(xiàn)場(chǎng)工況、生產(chǎn)節(jié)奏等很復(fù)雜,研發(fā)鋼企產(chǎn)線機(jī)器人需要對(duì)鋼鐵工藝有深入了解,才能在真正了解企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)痛點(diǎn)、可能出現(xiàn)的突發(fā)情況等基礎(chǔ)上,研發(fā)出與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景應(yīng)用完美結(jié)合的軟硬件?!睏蠲辖榻B道。
楊孟舉了一個(gè)全自動(dòng)沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)器人的例子。人工做沖擊實(shí)驗(yàn)的過程是這樣的:在一個(gè)打火機(jī)大小的鐵塊試樣中間加工出一個(gè)V形凹槽,大約5毫米深、5毫米寬。加工完之后,將試樣放到零下80攝氏度的酒精里冷卻,酒精里一次可擺60個(gè)試樣。冷卻1小時(shí)后,人工拿一個(gè)小夾子把試樣從酒精里夾出,5秒之內(nèi)放到旁邊的沖擊機(jī)上,讓試樣V形槽對(duì)準(zhǔn)正中間。擺好以后人工按鍵,讓擺錘將其撞斷,然后由人工把撞斷以后的沖擊數(shù)據(jù)抄下來。這項(xiàng)工作的難點(diǎn)主要有3個(gè)方面:一是人每天要彎腰取試樣1000次左右,很累;二是5秒鐘內(nèi)將試樣取出來擺好,挑戰(zhàn)很大;三是人工抄寫的數(shù)據(jù)是否存在誤差,值得商榷。全自動(dòng)沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)器人的出現(xiàn)就完美解決了這些問題?!拔覀?cè)谘邪l(fā)時(shí)需要重點(diǎn)解決這樣一些問題,如用機(jī)械夾爪從零下80攝氏度的酒精里取試樣,可能被凍??;試樣取出來后,怎么讓V形槽對(duì)準(zhǔn)沖擊機(jī)的正中間等。這些看起來簡(jiǎn)單,其實(shí)都是機(jī)器人研發(fā)的技術(shù)難點(diǎn)?!睏蠲辖忉尩馈?/div>
另外,研發(fā)技術(shù)含量更高的機(jī)器人產(chǎn)品,難度還要再上一個(gè)臺(tái)階。王保紅介紹道,連鑄平臺(tái)無人化機(jī)器人序列、轉(zhuǎn)爐測(cè)溫取樣機(jī)器人等產(chǎn)品,由于技術(shù)難度高,往往需要更多的資金投入和更長(zhǎng)的研發(fā)周期?!霸谖覀冄邪l(fā)轉(zhuǎn)爐測(cè)溫取樣機(jī)器人之前,國(guó)內(nèi)沒有成熟應(yīng)用的案例,我們研發(fā)了3年,失敗了三四次,今年才真正投用?!彼f。
未來之路
機(jī)器人是鋼鐵工業(yè)產(chǎn)線“智商”的有力體現(xiàn),研發(fā)、應(yīng)用機(jī)器人是企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化升級(jí)的重要推動(dòng)力。目前,各鋼企機(jī)器人領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)在從低水平的競(jìng)爭(zhēng)逐漸轉(zhuǎn)向打造自身特色的高水平競(jìng)爭(zhēng)。在這方面,有遠(yuǎn)見的鋼企已經(jīng)先行一步。
“我們的機(jī)器人研發(fā)目標(biāo)是國(guó)外已有、本土公司尚未突破的‘藍(lán)?!??!蓖醣<t告訴《中國(guó)冶金報(bào)》記者,“我們目前正在研發(fā)嵌入式水口更換機(jī)器人,目前國(guó)內(nèi)僅有的一套是由維蘇威做的,價(jià)格達(dá)到1000多萬元。經(jīng)過設(shè)計(jì)方案、仔細(xì)論證,我們發(fā)現(xiàn)成本可以比這個(gè)減少至少1/2。等這一產(chǎn)品面世,同類型進(jìn)口機(jī)器人的價(jià)格也會(huì)同步下降。”
王保紅介紹,10多年前,一臺(tái)進(jìn)口噴號(hào)機(jī)器人需要400多萬元,現(xiàn)在只要50萬元左右,基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。根本原因還是在于國(guó)內(nèi)技術(shù)的進(jìn)步,打破了進(jìn)口機(jī)器人一家獨(dú)大、價(jià)格虛高的狀況。這一進(jìn)步也在酒鋼西部重工公司得到了驗(yàn)證。該公司黨委辦公室主任張宇翔介紹,西部重工公司目前的機(jī)器人全部采用國(guó)產(chǎn)品牌,使用方便、性價(jià)比高,第一臺(tái)ABB機(jī)器人目前已經(jīng)全面下線。
“從單一功能應(yīng)用集成到打造數(shù)字化、智能化生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)解決方案的產(chǎn)品化、模塊化,這些都是我們努力的方向?!倍艂ケ硎荆瑢?shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)/信息系統(tǒng)的無縫集成,提高機(jī)器感知、機(jī)器算法、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺的綜合技術(shù)與解決方案能力,是山信軟件錨定的未來發(fā)展方向。
同時(shí),國(guó)內(nèi)鋼企機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)還積極拓展市場(chǎng),實(shí)現(xiàn)跨界研發(fā),有的甚至走向海外。如金恒科技就經(jīng)歷了從引進(jìn)到自主研發(fā),再到跨界發(fā)展的轉(zhuǎn)變。楊孟告訴《中國(guó)冶金報(bào)》記者,金恒科技不僅拿下了舍弗勒南京公司的機(jī)床上下料機(jī)器人、南京板橋消防器材廠全自動(dòng)產(chǎn)線上下料機(jī)器人、南京佳盛機(jī)電器材制造有限公司折彎件自動(dòng)下料機(jī)器人等跨領(lǐng)域的市場(chǎng)訂單,而且開發(fā)了俄羅斯的客戶,機(jī)器人產(chǎn)品的市場(chǎng)正變得日益寬廣。
來源:中國(guó)冶金報(bào)-中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)
編輯:張雨恬
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