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深化工业自动化发展 把握核心技术至为关键

2015-12-23 15:37:46 来源:|3 作者:冼梅芳

经济的快速发展,使中国人力成本上升,企业生存压力不断加大。为了降低生产成本、提高生产效率,工业自动化发展成为了不可逆转的发展趋势。而今年5月,国务院公布了被称为中国版工业4.0规划的《中国制造2025》,该计划将加速中国工业自动化的发展。但目前,中国工业自动化在技术、品牌、产品范围等方面仍然落后于外国同行。大而不强、自主创新能力弱、关键核心技术与高端装备对外依存度高是中国工业自动化发展的突出问题,提升国内自动化水平已刻不容缓。

工业自动化

11月27日,大比特资讯上海举办了2015’第二届工业控制与机器人技术研讨会,并邀请莱迪思半导体、贸泽电子、英飞凌、飞兆半导体、君耀电子、威世科技、赛灵思、力科、世强先进、威雅利等业内知名半导体厂商针对工厂自动化、机器人控制、电机控制以及工业产品电路保护带来了精彩的技术演讲和产品方案展示,以期助国内企业加快提升自动化水平。

中国工业自动化仍在起步阶段

工业机器人是自动化技术发展的高度产物,它综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科,由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。而工业机器人的应用也是一个国家工业自动化水平的重要标志。有数据统计显示,2018年全球机器人的规模能到50亿美金,其中北美和日本将占大部分份额,而中国作为制造大国,仅占其中两成左右的份额。

对此,莱迪思产品市场部经理高胜钢表示,欧美工业机器人的发展比较快也比较早,所以在高端方面相对有优势。但是随着中国企业跟国外厂商进行合作,中国工业控制的发展也将逐渐转向高端化。此外,高胜钢认为,现在很多行业都面临同质化的问题,而要避免同质化就要把握最根本的内容,即从根基做起。“由于国内企业的根基不够深,在机械、材料方面还没有发展好,所以我们应该从基础研究开始抓起,不应该只停留在应用层面。”

工业自动化

赛灵思电子科技(上海)有限公司高级经理罗霖在接受大比特自己采访时也表示,现在中国工业自动化、工业4.0的发展还处于起步阶段。但由于人力成本的上升,所以国内工业机器人的发展前景广阔。

目前,工业方面出现了一些新的领域,比如工业机器人、3D打印、物联网(IoT)以及无人机等产品。 2014年全球售出22,900万台机器人,年均复合增长率17% (2010–2014),2014年全球市场增长29%,2013年亚洲地区增长41%。其中,中国的增长最快,占全球市场的25%。国内机器人装机量为1600万,占全球机器人市场的6.9%。“中国的企业起步比较晚,市场占有率也比较低,所以存在比较大的差距。” 威世科技现场应用工程师夏智远谈道。“目前推动机器人市场发展的主要行业是汽车行业、电子行业和包装系统”。

尽管自动化是一种高投资、高风险的发展模式,但人力成本的提升仍然使自动化成为不可逆转的趋势。前视红外光电科技技术及应用支持工程师陆成也表示,由于现在的人力成本确实很高,而如果自动化可以帮助企业解决问题,很多企业还是愿意花这个钱的。“例如视觉系统的应用。现在国内视觉系统的市场还没发展起来,但是人力成本的提高会使视觉系统的应用逐渐铺开。视觉技术是实现无人工厂的重要技术,而现在国外的无人工厂已经开始被引进国内市场。”[page]

把握核心技术至为关键

目前,国内工业自动化控制市场正逐渐增长。业内人士表示,未来,工业自动化市场将更宽广,它可能涉及任何使用控制系统及自动处理系统的制造业,并用于不同的生产周期,应用于更多不同的终端市场。有专家表示,中国工业自动化市场主要呈现三个趋势:智能化、可靠性的提高以及节能。但核心技术的缺失让国内工业自动化的发展严重依赖于国外技术。

夏智远表示,国内企业与国外企业相比,虽然在技术创新方面存在较大的差距,但是在接触新技术、更好的对本地市场的渗透和本地内容方面均不断改进。Vishay对本土制造商的支持方面,从市场应用支持、创新技术、高质的定制化产品以期达到这一行业对寿命和可靠性的要求。部分接近光传感器、透射光传感器、反射光传感器和位置传感器、机电传感器等;储能设备如ENYCAPTM 电容器、MOSFET,高功率快速整流器和IGBT产品在业内都有创新。

“因为工业领域的工作时间比较长、环境比较恶劣,而对温度也有很高的要求,所以需要稳定性和可靠性更强的产品” 夏智远表示,随着现在代替人工的工业机器人越来越多,其应用领域不仅涵盖了包括汽车、电子器件、包装系统等工业制造领域,未来,机器人还将在家庭得到越来越多的应用,如服务机器人、陪护机器人、扫地机器人等。“未来,随着国内制造商的技术越来越成熟,加上对国外厂商技术的学习和吸收,国内外机器人技术的差距会越来越小,并将赶上欧美厂商的步伐。其中最重要的是产品的性能和可靠性,其次是产品的价格。而威世科技在这方面的产品主要是分立器件。正如我们在汽车电子市场所做的努力一样,在工业机器人领域我们也能够给客户提供完整的元器件解决方案。”

工业自动化

高胜钢也表示,国内工业领域相关技术的水平仍有较大的提升空间。“例如,中国的电机还不是特别好,精度不够且稳定性不强,所以国内企业还是应该从基础的方面着手,加强独立研发的能力。此外,对人才的培养也相当重要。除了企业要重视人才的培养,国家也应该在教育方面投入更多,为企业提供更多的专业人才。”

此外,高胜钢还谈道,企业要避免一味追求低成本,而是追求高性价比。“如果产品的成本太低,整个产业链的企业盈利也会随着下降,这样会导致企业在研发的方面的投入也一起降低,那么技术创新可能会变慢,而且会出现产品同质化和价格战的恶性循环。”

罗霖也谈道:“以前国内市场百分百是国外机器人,这两年国产机器人也开始进入我们的视野。其中很多零件采用国产的,但是关键的零件还是以国外为主。”他认为,国内企业要发展工业机器人应该逐步掌握核心器件的技术,以此来降低成本。

陈孜良表示,工业控制的智能化与自动化会对相关的运算和通信做出要求,而这些要求会需要上游的元器件去满足。“例如在我们设计的时候,在通信需要考虑现场工业控制的环境,如稳定性、抗干扰性等,要达到这些要求最终是要靠元器件整体的设计。”

《中国制造2025》加速工业机器人发展

新一代信息技术与制造业深度融合,正在引发影响深远的产业变革,形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。各国都在加大科技创新力度,推动三维(3D)打印、移动互联网、云计算、大数据、生物工程、新能源、新材料等领域取得新突破。基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革。而《中国制造2025》就是在这样的背景下提出来的。上海杰先自动化系统有限公司研发工程师陈孜良认为,这既是国家对工业发展的要求,同时也是目标。“而《中国制造2025》的提出实际上也调动了国内企业发展工业的积极性。”

高胜钢表示,《中国制造2025》的提出将让机器人受到了更多的关注。“其实机器人已经火了很多年,前几年机器人市场的增长速度快。但是,从去年开始,它的发展速度开始逐渐减缓。而现在随着《中国制造2015》的提出,机器人将会得到更多的关注。”而在机器人技术中,现场总线技术相当重要,而这在中国是近两年才受到关注的。此外,工业以太网也非常重要。对于机器人来说,以太网相当于其神经系统,可以保证机器人既快又准的反应。

罗霖也表示,工业4.0和工业现场总线会有比较大的发展。“工业设备之间需要联网,而现在的趋势是工业以太网,利用高速的以太网来进行数据的传输。另外,随着机器人的发展,工业视觉系统、多有运动控制等相关技术也愈加重要。”而《中国制造2025》的颁布与实施,将使现场总线、运动控制器、机器视觉和功能安全等相关技术得到更进一步的发展。

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