核心技術(shù)加速突破，細分場(chǎng)景持續滲透，人工智能深化融合

工業(yè)機器人，邁向“全能選手”

位于安徽合肥市的蔚來(lái)第二先進(jìn)制造基地，機器人在造車(chē)流水線(xiàn)作業(yè)。

新華社發(fā)

美的庫卡智能制造科技園的工業(yè)機器人產(chǎn)線(xiàn)車(chē)間。

新華社記者 鄧 華攝

湖北荊州，美的洗衣機工廠(chǎng)迎來(lái)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(xié)作機器人亮相工業(yè)博覽會(huì )，展示了輕捏薯片級別的控制能力，引得眾多觀(guān)眾體驗；北京極智嘉的機器人智能倉儲系統打入西門(mén)子等全球大客戶(hù)供應鏈……今天，中國的工業(yè)機器人產(chǎn)品已在千行百業(yè)深度應用、不斷成長(cháng)。

從單機作業(yè)到集群協(xié)同，從執行終端到?jīng)Q策中樞，從簡(jiǎn)單拼裝到全面國產(chǎn)化，從中低端突圍到高端市場(chǎng)規模替代，從重點(diǎn)行業(yè)應用到賦能千行百業(yè)……通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新、場(chǎng)景融合、人工智能賦能，工業(yè)機器人正從傳統簡(jiǎn)單的機械臂升級為集群協(xié)同、智能決策、全鏈自主、多域賦能的“全能選手”。

核心技術(shù)持續突破，國產(chǎn)重載機器人蓄勢待發(fā)

轉體、伸展、揮舞手臂……走進(jìn)美的藍橙實(shí)驗室（高端重載機器人全國重點(diǎn)實(shí)驗室），一臺臺橙色的庫卡六軸工業(yè)機器人，抓舉著(zhù)不同重量的“杠鈴”，不知疲倦地做著(zhù)“托馬斯全旋”?！斑@是在做重載機器人整機耐久壽命測試?！睂?shí)驗室主任助理脫立恒博士告訴記者，這些機器人大都采用了全國產(chǎn)的減速機、伺服電機等核心零部件。

實(shí)驗室里，一臺粗壯的鐵灰色大型工業(yè)機器人格外醒目。脫立恒告訴記者，這臺高剛度、高精度、高可靠性的工業(yè)機器人是庫卡自主研發(fā)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?！?/p>

“當前，機器人技術(shù)正從傳統工業(yè)領(lǐng)域邁向廣闊應用市場(chǎng)。尤其是在高端制造、航空航天、能源醫療等戰略產(chǎn)業(yè)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?！睅炜ㄖ袊髽I(yè)業(yè)務(wù)總經(jīng)理陳峰說(shuō)，從2015年到2025年，負載300公斤及以上六軸工業(yè)機器人的市場(chǎng)規模增長(cháng)了10倍。

2017年收購德國庫卡后，美的在共性技術(shù)和重載機器人關(guān)鍵零部件上加大研發(fā)投入，已實(shí)現減速機、伺服電機與驅動(dòng)控制三大核心部件國產(chǎn)化。聚焦重載機器人全面自主化，美的藍橙實(shí)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(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)出抗干擾運動(dòng)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(yè)機器人領(lǐng)域，我國企業(yè)正在實(shí)現群體突破。埃斯頓推出700公斤級工業(yè)機器人，可廣泛應用于重工裝備、汽車(chē)、建材等行業(yè)；埃夫特最新款重載機器人，2024年已實(shí)現百臺以上批量銷(xiāo)售；匯川技術(shù)推出的六關(guān)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(guò)我國強制性產(chǎn)品認證。此外，新松、柴孚、卡諾普等多家企業(yè)也在奮起直追。

“我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從核心部件進(jìn)口，轉入部分國產(chǎn)自制階段，正朝著(zhù)完全國產(chǎn)自制加速邁進(jìn)?！标惙鍒孕?，未來(lái)兩年內，搭載國產(chǎn)RV減速器、伺服電機、控制器，并且在精度、可靠性上比肩國際知名品牌的國產(chǎn)重載工業(yè)機器人將實(shí)現批量應用。

打破國際品牌市場(chǎng)壟斷，在高端場(chǎng)景應用上實(shí)現規模替代

走進(jìn)廣汽領(lǐng)程重型卡車(chē)制造基地的駕駛室焊接車(chē)間，6臺黃色埃斯頓點(diǎn)焊機器人正協(xié)同作業(yè)——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(jīng)過(guò)優(yōu)化設計，每臺機器人通過(guò)自動(dòng)工具更換系統實(shí)現搬運與焊接任務(wù)快速切換，效率大幅提升。每小時(shí)5臺的生產(chǎn)節拍下，焊點(diǎn)重復精度穩定控制在±0.08毫米，合格率持續保持100%。

“過(guò)去，工廠(chǎng)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(chǎn)?！睆V汽領(lǐng)程制造中心部長(cháng)杜式斌告訴記者，在選定供應商前，技術(shù)團隊曾請多家供應商進(jìn)行試焊，發(fā)現埃斯頓機器人的焊接質(zhì)量不遜于一些進(jìn)口設備，價(jià)格還更具優(yōu)勢。

更關(guān)鍵的是，作為國內少數實(shí)現核心部件完全自主化的企業(yè)，埃斯頓具備根據細分應用場(chǎng)景提供定制化解決方案的能力?！鞍Ｋ诡D還將控制系統的一些核心程序開(kāi)放給我們，雙方共同開(kāi)發(fā)關(guān)于駕駛室焊接線(xiàn)的優(yōu)化程序，并實(shí)現知識產(chǎn)權共享?！倍攀奖笳f(shuō)。

在車(chē)用弧焊機器人領(lǐng)域取得突破的還有埃夫特。在比亞迪合肥工廠(chǎng)焊裝車(chē)間，近200臺埃夫特ARC系列弧焊機器人在前后副車(chē)架焊裝工位協(xié)同作業(yè)?！斑@些搭載自研抖動(dòng)抑制算法的國產(chǎn)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(xiàn)品牌作業(yè)標準?！北葋喌虾戏使S(chǎng)有關(guān)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臺。

“弧焊機器人國產(chǎn)化不是簡(jiǎn)單的替代，而是從工藝包、核心部件到控制系統的全棧創(chuàng )新?！卑７蛱刂悄軝C器人股份有限公司董事長(cháng)兼總經(jīng)理游瑋舉例說(shuō)，埃夫特此番突破高性能弧焊機器人及其部件/軟件關(guān)鍵核心技術(shù)，形成了系列化擁有完全自主知識產(chǎn)權的高精密RV減速機產(chǎn)品、專(zhuān)用潤滑油/脂、高性能專(zhuān)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(jìn)水平，自主化率超過(guò)96%，部分實(shí)現100%自主可控。

在高端場(chǎng)景應用上實(shí)現對國際品牌的規模替代，得益于國產(chǎn)工業(yè)機器人精度、可靠性、耐久性的提升。日前，國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“智能機器人”重點(diǎn)專(zhuān)項“自主智能弧焊機器人技術(shù)與系統”項目已經(jīng)啟動(dòng)。由埃夫特牽頭的這個(gè)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臺階。

在高端場(chǎng)景實(shí)現突破的同時(shí)，我國工業(yè)機器人應用也在向廣度延展。統計顯示，2024年我國工業(yè)機器人產(chǎn)量55.64萬(wàn)臺，同比增長(cháng)14.2%。國際機器人聯(lián)合會(huì )最新數據顯示，2023年中國新安裝27.6萬(wàn)臺工業(yè)機器人，占全球安裝總量的51%。繼汽車(chē)、3C電子行業(yè)后，新能源、衛浴陶瓷、金屬加工、家具家電等通用工業(yè)領(lǐng)域開(kāi)始成為中國工業(yè)機器人的新增市場(chǎng)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(chǎn)業(yè)園，一臺搭載力覺(jué)與視覺(jué)傳感器的協(xié)作機器人正精準演示電腦USB接口裝配。機械臂如同被賦予人類(lèi)觸覺(jué)與視覺(jué)，在插接過(guò)程中實(shí)時(shí)感知接觸力，動(dòng)態(tài)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(jué)伺服技術(shù)，可勝任微米級精密裝配?！辩笫瘷C器人創(chuàng )始人兼首席執行官庹華介紹，2023年起，公司實(shí)施“機器人+AI”戰略，通過(guò)人工智能技術(shù)增強機器人的感知決策能力，在3C電子、汽車(chē)零部件等領(lǐng)域實(shí)現突破性應用，“底層控制技術(shù)與AI的深度融合是智能升級的關(guān)鍵?！?/p>

在一座海外大型倉庫內，700臺北京極智嘉科技股份有限公司的自主移動(dòng)機器人以每秒2米的速度穿梭于2萬(wàn)平方米的立體空間中。它們與40個(gè)多功能工作站協(xié)同作業(yè)，將傳統“人找貨”模式徹底顛覆——貨架自動(dòng)流轉至工作站，機械臂精準抓取商品，自主移動(dòng)機器人沿動(dòng)態(tài)規劃的路徑快速運輸，整個(gè)倉庫日均處理超35萬(wàn)件貨物，單個(gè)工作站峰值效率達500件/小時(shí)。

“這里沒(méi)有固定的作業(yè)分區，企業(yè)對企業(yè)（B2B）和企業(yè)對消費者（B2C）訂單混合處理，服裝、電子等全品類(lèi)商品共用存儲空間?！睒O智嘉首席技術(shù)官李洪波解釋道，通過(guò)“混合存儲算法”和“動(dòng)態(tài)路徑規劃系統”，機器人集群可實(shí)時(shí)調整任務(wù)優(yōu)先級、避免擁堵，更可靈活調整運營(yíng)規模，輕松應對促銷(xiāo)活動(dòng)期間的需求高峰。

突破群體智能控制、動(dòng)態(tài)路徑規劃等技術(shù)，推動(dòng)工業(yè)移動(dòng)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臺機器人的技術(shù)能力，并在全球建成10余個(gè)“千臺級”機器人智能倉庫示范項目，在智能倉儲領(lǐng)域連續6年保持全球市場(chǎng)占有率第一，海外業(yè)務(wù)收入占比超過(guò)75%?！啊后w智能’已成功延伸至工業(yè)制造場(chǎng)景?！崩詈椴ń榻B，極智嘉已與西門(mén)子、寧德時(shí)代等全球制造業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)展開(kāi)深度合作，推動(dòng)物流智能化升級。

工業(yè)機器人與人工智能深度融合，通過(guò)自適應環(huán)境感知、持續自學(xué)習優(yōu)化和類(lèi)人決策能力，實(shí)現柔性生產(chǎn)與智能協(xié)作，大幅提升制造效率與靈活性，是推動(dòng)智能制造的重要驅動(dòng)力。

談及“人工智能+工業(yè)機器人”的發(fā)展潛力，陳峰提供了另一個(gè)視角?！澳壳?，我國工業(yè)機器人市場(chǎng)容量約30萬(wàn)臺，其商業(yè)模式是定制化開(kāi)發(fā)，專(zhuān)業(yè)人員安裝、調試，甚至是陪工陪產(chǎn)。如果將來(lái)市場(chǎng)容量達到每年100萬(wàn)臺，對安裝、調試、運維人員的需求將大幅增長(cháng)?！标惙逭f(shuō)，工業(yè)機器人出廠(chǎng)自帶人工智能，開(kāi)箱即用、一鍵安裝、預測性維護都是市場(chǎng)需求，也將變?yōu)楝F實(shí)。