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機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（－2020年）
機(jī)器人既是先進(jìn)制造業(yè)的關(guān)鍵支撐裝備，也是改善人類生活方式的重要切入點(diǎn)。無(wú)論是在制造環(huán)境下應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人，還是在非制造環(huán)境下應(yīng)用的服務(wù)機(jī)器人，其研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新、高端制造發(fā)展水平的重要標(biāo)志。大力發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，對(duì)于打造中國(guó)制造新優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，加快制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)，改善人民生活水平具有重要意義。
為貫徹落實(shí)好《中國(guó)制造2025》將機(jī)器人作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域的總體部署，推進(jìn)我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速健康可持續(xù)發(fā)展，特制定本規(guī)劃，規(guī)劃期為2016-2020年。
一、現(xiàn)狀與形勢(shì)
自1954年世界上第一臺(tái)機(jī)器人誕生以來(lái)，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立起完善的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系，核心技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)先，并形成了少數(shù)幾個(gè)占據(jù)全球主導(dǎo)地位的機(jī)器人龍頭企業(yè)。特別是國(guó)際金融危機(jī)后，這些國(guó)家紛紛將機(jī)器人的發(fā)展上升為國(guó)家戰(zhàn)略，力求繼續(xù)保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。近五年來(lái)，全球工業(yè)機(jī)器人銷量年均增速超過(guò)17%，2014年銷量達(dá)到22.9萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)29%，全球制造業(yè)機(jī)器人密度(每萬(wàn)名工人使用工業(yè)機(jī)器人數(shù)量)平均值由5年前的50提高到66，其中工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)器人密度普遍超過(guò)200。與此同時(shí)，服務(wù)機(jī)器人發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍日趨廣泛，以手術(shù)機(jī)器人為代表的醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人形成了較大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，空間機(jī)器人、仿生機(jī)器人和反恐防暴機(jī)器人等特種作業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。
我國(guó)機(jī)器人研發(fā)起步于20世紀(jì)70年代，近年來(lái)，在一系列政策支持下及市場(chǎng)需求的拉動(dòng)下，我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。2014年自主品牌工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)到1.7萬(wàn)臺(tái)，較上年增長(zhǎng)78%。服務(wù)機(jī)器人在科學(xué)考察、醫(yī)療康復(fù)、教育娛樂(lè)、家庭服務(wù)等領(lǐng)域已經(jīng)研制出一系列代表性產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。自2013年起我國(guó)成為全球第一大工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)，2014年銷量達(dá)到5.7萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)56%，占全球銷量的1/4，機(jī)器人密度由5年前的11增加到36。
雖然我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在較大差距。主要表現(xiàn)在：機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)缺失，零部件中高精度減速器、伺服電機(jī)和控制器等依賴進(jìn)口;核心技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱，高端產(chǎn)品質(zhì)量可靠性低;機(jī)器人推廣應(yīng)用難，市場(chǎng)占有率亟待提高;企業(yè)“小、散、弱”問(wèn)題突出，產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力缺乏;機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)認(rèn)證等體系亟待健全。
當(dāng)前，隨著我國(guó)勞動(dòng)力成本快速上漲，人口紅利逐漸消失，生產(chǎn)方式向柔性、智能、精細(xì)轉(zhuǎn)變，構(gòu)建以智能制造為根本特征的新型制造體系迫在眉睫，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求將呈現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。與此同時(shí)，老齡化社會(huì)服務(wù)、醫(yī)療康復(fù)、救災(zāi)救援、公共安全、教育娛樂(lè)、重大科學(xué)研究等領(lǐng)域?qū)Ψ⻊?wù)機(jī)器人的需求也呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢(shì)。“十三五”時(shí)期是我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，應(yīng)把握國(guó)際機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，整合資源，制定對(duì)策，抓住機(jī)遇，營(yíng)造良好發(fā)展環(huán)境，促進(jìn)我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)健康快速發(fā)展。
二、總體要求
(一)指導(dǎo)思想
全面貫徹落實(shí)黨的十八大和十八屆三中、四中、五中全會(huì)精神，堅(jiān)持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展理念，加快實(shí)施《中國(guó)制造2025》，緊密圍繞我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和社會(huì)發(fā)展的重大需求，堅(jiān)持“市場(chǎng)主導(dǎo)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、強(qiáng)化基礎(chǔ)、質(zhì)量為先”原則，“十三五”期間聚焦“兩突破”、“三提升”，即實(shí)現(xiàn)機(jī)器人關(guān)鍵零部件和高端產(chǎn)品的重大突破，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人質(zhì)量可靠性、市場(chǎng)占有率和龍頭企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的大幅提升，以企業(yè)為主體，產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新，打造機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)能力，形成具有中國(guó)特色的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系，為制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
市場(chǎng)主導(dǎo)就是堅(jiān)持以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以企業(yè)為主體，充分發(fā)揮市場(chǎng)對(duì)機(jī)器人研發(fā)方向、路線選擇、各類要素配置的決定作用。創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)就是加強(qiáng)機(jī)器人創(chuàng)新體系建設(shè)，加快形成有利于機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展的新機(jī)制，優(yōu)化商業(yè)和服務(wù)模式，打造公共創(chuàng)新平臺(tái)。強(qiáng)化基礎(chǔ)就是加強(qiáng)機(jī)器人共性關(guān)鍵技術(shù)研究，建立完善機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系及檢測(cè)認(rèn)證平臺(tái)，夯實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。質(zhì)量為先就是提高機(jī)器人關(guān)鍵零部件及高端產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性，提升自主品牌核心競(jìng)爭(zhēng)力。
(二)發(fā)展目標(biāo)
經(jīng)過(guò)五年的努力，形成較為完善的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系。技術(shù)創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力明顯增強(qiáng)，產(chǎn)品性能和質(zhì)量達(dá)到國(guó)際同類水平，關(guān)鍵零部件取得重大突破，基本滿足市場(chǎng)需求。2020年具體目標(biāo)如下：
產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。自主品牌工業(yè)機(jī)器人年產(chǎn)量達(dá)到10萬(wàn)臺(tái)，六軸及以上工業(yè)機(jī)器人年產(chǎn)量達(dá)到5萬(wàn)臺(tái)以上。服務(wù)機(jī)器人年銷售收入超過(guò)300億元，在助老助殘、醫(yī)療康復(fù)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)小批量生產(chǎn)及應(yīng)用。培育3家以上具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)，打造5個(gè)以上機(jī)器人配套產(chǎn)業(yè)集群。
技術(shù)水平顯著提升。工業(yè)機(jī)器人速度、載荷、精度、自重比等主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平，平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)達(dá)到8萬(wàn)小時(shí);醫(yī)療健康、家庭服務(wù)、反恐防暴、救災(zāi)救援、科學(xué)研究等領(lǐng)域的服務(wù)機(jī)器人技術(shù)水平接近國(guó)際水平。新一代機(jī)器人技術(shù)取得突破，智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用。
關(guān)鍵零部件取得重大突破。機(jī)器人用精密減速器、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、控制器的性能、精度、可靠性達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平，在六軸及以上工業(yè)機(jī)器人中實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用，市場(chǎng)占有率達(dá)到50%以上。
集成應(yīng)用取得顯著成效。完成30個(gè)以上典型領(lǐng)域機(jī)器人綜合應(yīng)用解決方案，并形成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在重點(diǎn)行業(yè)的規(guī)�；瘧�(yīng)用，機(jī)器人密度達(dá)到150以上。
三、主要任務(wù)
(一)推進(jìn)重大標(biāo)志性產(chǎn)品率先突破
推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人向中高端邁進(jìn)。面向《中國(guó)制造2025》十大重點(diǎn)領(lǐng)域及其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)行業(yè)的需求，聚焦智能生產(chǎn)、智能物流，攻克工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù),提升可操作性和可維護(hù)性,重點(diǎn)發(fā)展弧焊機(jī)器人、真空(潔凈)機(jī)器人、全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、雙臂機(jī)器人、重載AGV等六種標(biāo)志性工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品，引導(dǎo)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人向中高端發(fā)展。
促進(jìn)服務(wù)機(jī)器人向更廣領(lǐng)域發(fā)展。圍繞助老助殘、家庭服務(wù)、醫(yī)療康復(fù)、救援救災(zāi)、能源安全、公共安全、重大科學(xué)研究等領(lǐng)域，培育智慧生活、現(xiàn)代服務(wù)、特殊作業(yè)等方面的需求，重點(diǎn)發(fā)展消防救援機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人、智能型公共服務(wù)機(jī)器人、智能護(hù)理機(jī)器人等四種標(biāo)志性產(chǎn)品，推進(jìn)專業(yè)服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)系列化，個(gè)人/家庭服務(wù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)商品化。
專欄一 十大標(biāo)志性產(chǎn)品
——弧焊機(jī)器人。6自由度多關(guān)節(jié)機(jī)器人，中厚板弧焊機(jī)器人額定負(fù)載≥10kg，薄板弧焊機(jī)器人額定負(fù)載6kg。實(shí)現(xiàn)焊縫軌跡電弧跟蹤、高壓接觸感知、焊縫坡口寬度電弧跟蹤等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。
——真空(潔凈)機(jī)器人。真空最大負(fù)載15kg，潔凈最大負(fù)載210kg，重復(fù)定位精度±0.05～0.1mm，實(shí)現(xiàn)真空環(huán)境下傳動(dòng)潤(rùn)滑、直驅(qū)控制、動(dòng)態(tài)偏差檢測(cè)與校正及碰撞檢測(cè)與保護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。
——全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人。6自由度以上，適應(yīng)工件尺寸范圍在1m*1m*0.3m以上，具有智能工藝專家系統(tǒng)，可自動(dòng)獲取信息生成作業(yè)程序，全過(guò)程非示教，自動(dòng)編程時(shí)間小于1秒，滿足噴涂、拋光、打磨等復(fù)雜的作業(yè)要求。
——人機(jī)協(xié)作機(jī)器人。6自由度以上的多關(guān)節(jié)機(jī)器人，自重負(fù)載比小于4，重復(fù)定位精度±0.05mm，力控精度<5N，碰撞安全監(jiān)測(cè)響應(yīng)時(shí)間<0.3s，選配本體感應(yīng)皮膚的整臂安全感應(yīng)距離<1cm，防護(hù)等級(jí)IP54，適用于柔性、靈活度和精準(zhǔn)度要求較高的行業(yè)如電子、醫(yī)藥、精密儀器等行業(yè)，滿足更多工業(yè)生產(chǎn)中的操作需要。
——雙臂機(jī)器人。每個(gè)單臂6自由度以上，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)速度≥±180°/s，雙臂平均功耗<500W，帶雙臂碰撞檢測(cè)的路徑規(guī)劃功能，集成雙目視覺定位誤差<1mm，2指/3指柔性手爪行程≥50mm，抓取力≥30N，重復(fù)定位精度±0.05mm，適用于3C電子等行業(yè)的零件組裝產(chǎn)線。
——重載AGV。驅(qū)動(dòng)方式：全輪驅(qū)動(dòng);最大負(fù)載能力40000Kg;最大速度：直線20m/min;轉(zhuǎn)彎半徑：2m;輔助磁導(dǎo)航精度：±10mm;防碰裝置：激光防碰;舉升裝置：車體自舉升;舉升行程：最大100mm。
——消防救援機(jī)器人。滿足自然災(zāi)害和惡性事故等現(xiàn)場(chǎng)對(duì)災(zāi)情偵察和快速處理的需求，在高溫高壓、有毒有害等特殊環(huán)境下，可完成人員搜索、災(zāi)情探測(cè)定位、定點(diǎn)拋投、排障、滅火和救援等任務(wù)。
——手術(shù)機(jī)器人。冗余機(jī)械臂的自由度數(shù)目不小于6個(gè)，最高重復(fù)位置精度優(yōu)于1mm，選取點(diǎn)上的測(cè)量誤差不大于1%，可完成各類相關(guān)手術(shù)。
——智能型公共服務(wù)機(jī)器人。導(dǎo)航方式：激光SLAM，最大移動(dòng)速度0.6m/s，定位精度±100mm，定位航向角精度±5°，最大工作時(shí)間3h，手臂數(shù)量2，單臂自由度2-7，頭部自由度1-2，具備自主行走、人機(jī)交互、講解、導(dǎo)引等功能。
——智能護(hù)理機(jī)器人。面向老人照護(hù)需求，具有智能感知識(shí)別、自主移動(dòng)等能力，與用戶進(jìn)行交流，輔助老人進(jìn)行家務(wù)勞動(dòng)，提供多樣性的護(hù)理服務(wù)。
(二)大力發(fā)展機(jī)器人關(guān)鍵零部件
針對(duì)6自由度及以上工業(yè)機(jī)器人用關(guān)鍵零部件性能、可靠性差，使用壽命短等問(wèn)題，從優(yōu)化設(shè)計(jì)、材料優(yōu)選、加工工藝、裝配技術(shù)、專用制造裝備、產(chǎn)業(yè)化能力等多方面入手，全面提升高精密減速器、高性能機(jī)器人專用伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器、高速高性能控制器、傳感器、末端執(zhí)行器等五大關(guān)鍵零部件的質(zhì)量穩(wěn)定性和批量生產(chǎn)能力，突破技術(shù)壁壘，打破長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面。
專欄二 五大關(guān)鍵零部件
——高精密減速器。通過(guò)發(fā)展高強(qiáng)度耐磨材料技術(shù)、加工工藝優(yōu)化技術(shù)、高速潤(rùn)滑技術(shù)、高精度裝配技術(shù)、可靠性及壽命檢測(cè)技術(shù)以及新型傳動(dòng)機(jī)理的探索，發(fā)展適合機(jī)器人應(yīng)用的高效率、低重量、長(zhǎng)期免維護(hù)的系列化減速器。
——高性能機(jī)器人專用伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器。通過(guò)高磁性材料優(yōu)化、一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)、加工裝配工藝優(yōu)化等技術(shù)的研究，提高伺服電機(jī)的效率，降低功率損失，實(shí)現(xiàn)高功率密度。發(fā)展高力矩直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)、盤式中空電機(jī)等機(jī)器人專用電機(jī)。
——高速高性能控制器。通過(guò)高性能關(guān)節(jié)伺服、振動(dòng)抑制技術(shù)、慣量動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)、多關(guān)節(jié)高精度運(yùn)動(dòng)解算及規(guī)劃等技術(shù)的發(fā)展，提高高速變負(fù)載應(yīng)用過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)精度，改善動(dòng)態(tài)性能。發(fā)展并掌握開放式控制器軟件開發(fā)平臺(tái)技術(shù)，提高機(jī)器人控制器可擴(kuò)展性、可移植性和可靠性。
——傳感器。重點(diǎn)開發(fā)關(guān)節(jié)位置、力矩、視覺、觸覺等傳感器，滿足機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用需求。
——末端執(zhí)行器。重點(diǎn)開發(fā)抓取與操作功能的多指靈巧手和具有快換功能的夾持器等末端執(zhí)行器，滿足機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用需求。
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