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  • 4年,國家要解決機器人行業的設計、創新、人才問題!提了5大任務、13項舉措!

      10月29日,工業和信息化部、國家發展和改革委員會等十三部門印發《制造業設計能力提升專項行動計劃(2019-2022年)》,明確爭取用4年左右的時間,在高檔數控機床、工業機器人、汽車、電力裝備、石化裝備、重型機械等行業,以及節能環保、人工智能等領域實現原創設計突破,在高檔數控機床和機器人領域,重點突破系統開發平臺和伺服機構設計,多功能工業機器人、服務機器人、特種機器人設計等,利用相關部門現有渠道和重大項目,打造重點行業領域“母機”設計方法研發。
      文件提到,希望借此推動制造業短板領域設計問題有效改善,工業設計基礎研究體系逐步完備,公共服務能力大幅提升,人才培養模式創新發展。在系統設計、人工智能設計、生態設計等方面形成一批行業、國家標準,開發出一批好用、專業的設計工具,同時高水平建設國家工業設計研究院,提高工業設計基礎研究能力和公共服務水平。文件明確指出,要創建10個左右以設計服務為特色的服務型制造示范城市,發展壯大200家以上國家級工業設計中心,打造設計創新骨干力量,引領工業設計發展趨勢,推廣工業設計“新工科”教育模式,創新設計人才培養方式,創建100個左右制造業設計培訓基地。
     
      這一文件的頒發,正式對中國制造提出了全新的要求,也讓許多工業制造業從業者熱淚盈眶。前幾年我們總是提中國全方位落后,在華為的芯片和5G不斷刷新大眾世界觀后,我國落后歐美百年的聲音才漸漸少了。但在機器人行業,對比中國和歐美,我們仍然能發現存在不小差異,雖然從本質上來說,歐洲和美國在歷史上,是通過相對長期的工業積累,才已經建立起了可持續發展的制造業能力和完善的工業體系,以及完整的科學技術體系,且他們在廣泛的同盟內部高度共享,導致在工業制造的原型設計上,比我國多5-10年的儲備。
     
      有專家曾提到,我國工業因為后起而寄生,因為落后而模仿,為了近利而急功,始終沒有建立一種自給自足的原創工業體系。在技術上,又受到巴統和北約的嚴格且體系性多層級脈輪似的限制,學習革新時,中國企業從上往下往往都倍感艱難,這導致我們的工業制造業不免走過彎路。
     

     
      早先隨著中國國力的逐漸強盛,很多企業家開始學習美國進行全球化工業鏈,認為我們可以用市場換技術,可以仿照美國做供應鏈全球外包,可以通過代理拿到關鍵技術。然而去年的中興事件揭開了這層面紗:很多要素是中國公司買不來的,尤其在工業上,沒有我們自己的關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術、不去讓顛覆性技術創新為突破口,敢于走前人沒走過的路,努力實現關鍵核心技術自主可控,把創新主動權、發展主動權牢牢掌握在自己手中,造不出我們自己的工業母機,中國崛起就只能是空談。
     
      中國在近30年的工業發展中,逐漸發現最大的制造業發展局限在于多個行業的工業母機難以購入和仿制,國外非常多公司都有獨立的原創設計理念,因此能做出排他性的工業母機和一體化的操作系統,這保證了數據的流通性,也便于下游企業實現了標準制定和輸出,使得他們能夠順利輸出產品,迅速賺取市場利潤。而我國則因為工業積累不足,同時也缺乏國際領先的相關數據標準,在工業機械設備和軟件工藝上一直存在局限,這導致了我國很難制造出和歐美相匹配的高精度工業設備。
     
      雖然也有中國一重這樣集舉國之力的工業母機制造公司在不斷努力,使得我國重工業也在過去50年里取得令世界矚目的巨大成就,但因為民用領域標準體系難以管理,且原型設計能力因為產研結合缺陷導致混亂,同時受到原材料成本和人員流通限制,使得軍工工業制造能力也一直缺乏民用轉化條件。可以說因為缺乏完善的工業設計基礎研究體系,導致了中國缺乏中小型的工業母機生產商,也造不出民用工業生產中的工業母機,這是中國工業下游工業設計缺失的重要原因,也是我國中高端制品落后于歐美的重要原因。
     

     
      從產業鏈核心能力角度說,工業母機,在此前一般意義上分成兩個部分,一部分是電子系統,另一部分是機械系統。電子系統又包括了數控系統,驅動系統、電機、芯片、視覺系統,和轉臺、伺服刀庫等機電一體化部件;機械部分包括機床機械結構系統、刀庫結構、導軌絲杠、執行機構(機器人)、防護裝置等等,但目前高檔數控機床、工業機器人兩個領域在技術上已經存在部分交叉和融合,在我國原材料等技術逐漸過關后,有了進行工業母機研發的實力。
     
      就數控機床而言,在中國30多年的發展中,其實已經逐步解決了90%的核心技術。但是像決定電機高精度的編碼器,決定數控機床精度的光柵尺,都要用到高精度的光刻機等裝備,而生產這樣高精度的裝備又必須有高精度的數控機床等工業母機和測量設備,它是層層遞進精度不斷提高的螺旋式循環升級系統。因此,我國與西方發達國家的技術還存在非常巨大的代際落后,這體現在例如光刻機里的一些關鍵芯片。在華為的研發成果正式商用前,我國還大量依賴進口。
     
      機器人的出現其實打破了對于工業母機的認識,機器人一開始只是作為和數控機床配套的工業設備,但發展至今加入了例如視覺等電子系統的非常多電子系統部分,同時其應用面也逐步得到提升,可以說在機械系統和電子系統層面,目前六軸機器人很大程度上已經具有了工業母機的特性。
     
      前段時間fanucabb展示的用機器人制造機器人產線,其實也一定程度上意味著機器人已經具備成為獨立工業母機的可能性。但目前,國產機器人在核心零部件的生產,大多時候與國際知名企業相比,仍然存在精度、壽命等問題,在軟件規劃應用上也稍顯不足,《制造業設計能力提升專項行動計劃(2019-2022年)》這一政策的出臺,其實很大程度上要解決這一問題。
     

     
      目前隨著新一輪科技革命和產業變革的到來,工業設計的內涵和外延都發生了很多變化,設計能力不足已成為影響制造業領域轉型升級的瓶頸問題和重要因素之一,在設計基礎研究與數據積累、設計工具與方法、設計人才培養、試驗驗證以及公共服務能力等方面仍亟待加強!
     
      因此,在未來,作為一個成熟工業母機的生產商,機器人企業想要在全球輸出工業產品,也應該在兩方面具備極強的壁壘,硬實力壁壘就是造型設計能力、結構設計能力、全球供應鏈管理能力,軟實力則是設計能力和軟件操作系統,例如數字孿生技術、虛擬仿真技術都是極好的特色化輸出方式。憑借這種軟硬系統的一體化智能終端,才能把握整體產線優劣勢,并以此作為基礎,實現整體標準的統一和制定,才能真正實現工業母機產品的輸出。
     
      目前機器人行業遇冷,其實是進入任何一種產業在經歷了5-10年高速發展后,必然會迎來的市場調整期,這是市場釋放的企業轉型升級需求,也是逐漸驅逐落后企業和產能,維持行業利潤的方法。在這場轉型升級的產業結構升級大潮下,如何追趕國外工業軟硬件技術,擴大市場占有率,考驗企業軟硬實力。歷史告訴我們,企業只做應用級產品未來并不會長久,機器人企業還是必須投資研發,最終進行軟硬件的全方位結合,制造自己的工業母機體系和標準,才是企業能夠邁步走向世界的根本。
      針對制造業短板領域設計問題和影響設計創新發展的突出問題,本次文件中具體提出5大任務、13項舉措。
     
      一是夯實制造業設計基礎。提出要加大基礎研究力度,開發先進適用的設計軟件;
     
      二是推動重點領域設計突破。提出要補齊裝備制造設計短板,提升傳統優勢行業設計水平,大力推進系統設計和生態設計;
     
      三是培育高端制造業設計人才。提出要改革制造業設計人才培養模式,暢通設計師人才發展通道;
     
      四是培育壯大設計主體。提出要加快培育工業設計骨干力量,促進設計類中小企業專業化發展;
     
      五是構建工業設計公共服務網絡。提出要健全工業設計研究服務體系,搭建共創共享的設計協同平臺,強化設計知識產權保護,營造有利于設計發展的社會氛圍。
     
      圍繞各項任務,《行動計劃》通過專欄的方式提出了關鍵設計軟件迭代、重點設計突破、制造業設計人才培育、中小企業設計創新、工業設計公共服務體系建設、工業設計知識產權保護維權等6項工程,明確具體要求,增加行動計劃的可操作性。
     
      這種以4年為期限的計劃,說明了國家集舉國之力打造制造業設計能力的決心,也無疑給了機器人企業以及創業者新的方向和機會,推薦閱讀工信部詳細文件。
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