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机器人产业锋芒初露 威海智造蓬勃兴起

发表于:2019-06-05 11:26 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  能在水下拍照抓物、可自动调配药剂、自动折叠内胎一度只能在影视剧中看到的机器人,已经在威海大显身手了。经过近年来的孵化和发展,我市机器人产业从无到有,在多个行业里得到应用。机器人产业正在威海蓬勃兴起。

  威海机器人呱呱落地

  5月16日上午,当记者推开哈工大(威海)机械制造与控制工程研究所的大门时,门口打造智慧工厂的宣传语令人眼前一亮。在敞开式办公大厅里,几名研发人员或对着电脑进行设计,或拿着零部件进行组装。旁边一台叠胎机上的机器人,麻利地对内胎进行着反转、折叠、传送等动作,不一会儿,一条内胎就被它叠得规规整整地放进了储物箱中,其灵巧程度令人惊叹。

威海工业机器人

工作人员正在调整机器人触手的灵敏度

  这就是工业机器人。研究所负责人哈工大(威海)机械工程系教授盖玉先介绍说,机器人的应用领域非常广泛,其中和制造业生产紧密相关的被称作工业机器人。它们可以可以替代人力,从事繁琐、沉重或用工量大的工作,能够大大提高效率、产品质量以及操作精准度。

  告别工业机器人,记者乘坐电梯来到六楼,看到一群医疗机器人正在接受调试。

  医疗机器人出生于哈工大(威海)机器人研究所下的威高集团医疗设备联合研发中心。该中心与威高集团深度合作,根据企业需求,对医疗关键设备和特殊作业进行机器人的研制开发。

  眼下,一种用于化疗药物配置的机器人,正处在研发的最后关头。

  化疗药物本身对配药人员的身体有一些副作用,而且化疗药品用量需要非常准确才能达到最好的疗效。研发中心常务副主任黄博介绍说,基于这样的考虑,他们研发了可以替代护士的化疗药物配置机器人。有了这样的机器人,医护人员只需要将未开封的试剂放好,机器人便可根据设定程序自主取药,进行精准配置,并将配好的药剂注入针管之中。黄博表示,针对目前临床上需要药剂大量配置,他们下一步也将做一些类似产品的研发。

  如今,这些在常人看来功能神奇、能力超强的机器人,已经越来越多地在威海呱呱落地。据了解,类似机器人研发、生产的企业,目前我市已有十多家,去年相关企业销售收入近亿元。同时,诺金传感器、海富光子、威硬工具等3家为机器人生产传感器、激光器、刀具智能化夹持系统等核心零部件的企业,去年实现相关销售收入5000多万元。市科技局统计数据表明,相关院所和企业共申请专利近百项,其中获得授权专利30多项。

  在巨人的肩膀上诞生

  虽然这些机器人的研发应用企业个头都不算大,但其很多技术却在全国领先。这得益于我市机器人站在了高起点的研发平台上,并拥有一批实力过硬的技术带头人。

  哈工大(威海)机器人研究所依托校本部机器人研究所而建,蔡鹤皋院士为其名誉所长。而哈工大校本部机器人研究所是全国唯一的机器人技术与系统国家重点实验室,代表着我国机器人发展的方向。早在上个世纪80年代,重点实验室即研制出我国第一台弧焊机器人和第一台点焊机器人。目前重点实验室设有国家863计划智能机器人机构网点开放实验室、国家863计划成果产业化基地、中德空间机器人技术联合实验室、宇航空间机构及控制技术国防科工委重点学科实验室等机构。

  目前,哈工大(威海)机器人研究所已给众多涉足工业机器人行业的企业提供了最前沿的技术支持,同时也开发出了国际先进水平的机器人控制器等关键零部件,解决了机器人本体中的大部分核心技术问题。

  正棋机电技术有限公司是依托哈工大(威海)机械制造与控制工程研究所成立的,其领头人姚庭从国际机器人控制器研究最先进的瑞士联邦理工大学学成归来,将世界最先进的控制器技术带到了威海。

  哈工大(威海)机器人研究所下的威高医疗设备联合研发中心,目前是山东省现代数字化医疗设备高校重点实验室,有技术优势,有国内医疗行业巨头威高集团的产业优势,研发的各类医疗设备技术均全国领先。

  仅有十余人的威海未来机器人公司,已经成为国内独家掌握5MM直径电缆承受150KG拉力独特工艺的企业,机器人线缆表皮破损后不会渗水短路。而且,他们自主开发的磁耦合器传动技术的机器人水下推进器,破解了高压条件下转动密封的难题,目前也只有俄罗斯、美国、英国三国掌握该项技术。公司不但承接了来自世界各国的订单,而且还是国内很多高校研究所的样品制作企业。威海未来机器人公司走在了行业前沿。

  能人茁壮成长

  虽然威海机器人行业里不乏技术过硬的能人,但对于机器人产业的形成来说,我市还处在刚刚起步阶段。要想有效实现产业的成长壮大,还需要为其补充服务平台、产业链、产业化等多元化的营养要素。

  哈工大(威海)机械制造与控制工程研究所成立几年来,一方面根据企业需求做一些私人定制的机器人,另一方面也会根据市场需求研发一些先进的工业机器人产品。目前已和北京、天津、烟台、青岛等地的很多企业有了深度合作,相比之下,和威海本地企业的合作之路走得还不够宽。

  之前,我们与威海一些传统的制造业企业有过交流,但效果不是很理想。盖玉先分析说,和外地的机器人产业发展相比,威海还缺少相关的公共服务平台。只有有了这样的平台,才能将研究院所和企业更好地对接起来,实现1+1>2的目标。

  除了观念上的认知、产业平台的缺失,牵头威高集团医疗设备联合研发中心的哈工大(威海)机器人研究所教授黄博则为人才苦恼。

  研发中心项目越做越多,迫切需要更多的高水平人才。黄博说,机器人研究成果产业化,实现机器人产业的长久发展,离不开大量的高技术人才。

  专家们的担忧,正是市委、市政府重点破解的难题。

  据了解,我市下一步将依托现有的科技研发资源和力量,制定行业标准,为机器人技术研发、设计、生产和产业化提供全方位服务。加大政策扶持力度,结合贯彻鼓励支持企业创新发展的意见,出台更优惠、更具针对性的政策措施,引导企业自觉用先进自动化技术改造生产流程。围绕威海企业实际和产业发展需求,加快培育发展一批机器人研发生产企业,加快机器人产业与其他产业的结合,实现工业化与信息化融合,全面提升工业化水平。

  前几天,威达集团就主动过来找到我们,希望能够为他们研制相关部门的机器人,以提高车间自动化水平。盖玉先表示,近年来,企业主动上门寻求合作的现象已经逐渐增多。

  这说明本土企业的自动化意识开始提高。如果再加上政府、部门等的各方助力,我相信,威海机器人产业必将大有可为。盖玉先说。

  常见机器人的种类

  1、履带悬浮式机器人

  采用螺旋桨和履带两种驱动形式,可以在水里悬浮航行,还可以落到水底履带行进。配备的三轴机械臂可实现360全方位工作,适用于水下拾取、物体采集等细致工作。

履带悬浮机器人

  履带悬浮机器人

  2、自动螺丝机器人

  工人将初步组装的零件放到机器人的固定位置,机器的钻头直接到零部件的准确位置拧螺丝,在降低劳动强度的同时,保证产品质量的稳定性和一致性,这种设计可以在工业行业应用广泛。

自动螺丝机器人

  自动螺丝机器人

  3、并联机器人

  其串接的两杆结构,类似人的手臂,可以伸进有限空间中作业然后收回,可以完成旋转、抓取等较为复杂的串联动作,具备结构稳定、精度高、运动惯性小等特点。适用于搬动和取放物件,如集成电路板等,在食品分拣和包装行业也应用广泛。

并联机器人

  并联机器人

  4、平面关节机器人

  也称关节手臂机器人或关节机械手臂,是当今工业领域中最常见的工业机器人形态之一。它拥有五个或六个旋转轴,类似于人类的手臂,可以完成很多不适合人力完成、有害身体健康的复杂工作。

平面关节机器人

  平面关节机器人

  5、水平多关节机器人

  是平面关节机器人的一种延伸和性能改良,与平面关节机器人相比,可以完成一定角度的旋转,打破上下移动或左右移动的单一性,具有转动特性以及线性移动特性,可以根据工作需要的不同,制造成相应多种不同的形态。广泛应用于电子产品工业、汽车工业、塑料工业、药品工业和食品工业等领域,用以完成搬取、装配、喷涂、焊接等操作。

小型并联机器人

  小型并联机器人

  6、药物配制机器人

  医务人员只需将未开封的药剂放入相应位置,机器人根据相应的处方和比例自动配置化疗药物,最后直接取出配好的注射药剂即可,既能有效减少化疗药物对医护人员的损伤,而且配制药物的比例精确,对病患也有极大的益处,这一技术目前在国际上尚无先例。

药物配制机器人

  药物配制机器人

  7、叠胎机器人

  工作人员将每一条轮胎放到叠胎机器人的抓手上,抓手不断旋转,可将一条5公斤重的内胎折叠成书本大小,最后通过传送带进入下一环节,可有效降低了工人的劳动强度。

叠胎机器人

  叠胎机器人

  企业里来了新员工

  当机器人越来越多地出现在生产、生活的各个领域,中国工业正迎来以数字化、智能化为核心的生产变革。

  在当今转型升级的关键时期,机器人正日益成为企业提高产品质量和生产效率、降低生产成本、解决人力供求矛盾、增强企业核心竞争力的利器。威海有哪些企业敢于尝鲜?机器人在企业转型中扮演着什么角色,又为企业带来哪些效益?带着种种疑问,昨日,记者走进我市3家应用机器人的企业。

机器人调试 

 工作人员对设备进行调试校准。

  医用机器人只认威高药

  5月16日下午,在威高生物科技仪器分公司实验室,8台全自动直接化学发光仪正在接受最后的体检。几天后,这些通过血液、唾液等测试各类疾病的先进设备将被发往济南、山西等省级医院。

  一次可以装载144个样本,可以同时装载15种试剂,24小时运转。威高生物科技仪器分公司经理刘海市说,这台机器在操作模式、样本连载、试剂装载、试剂特性方面都实现了突破,目前已经有100多台投入市场,订单源源不断,产品供不应求。

  虽然性能如此优越,但这个机器人最有趣的莫过于只认威高牌的试剂,使用这台机器的同时,必须匹配我们的试剂,100人份的试剂价格在1000元至3000元左右,只要医院在使用这台设备,我们的产品就有了固定销路。虽然不能用一本万利形容,但确实为我们的试剂产品扩大了市场,能够为企业带来长期效益。刘海市说,全自动直接化学发光仪不仅有效降低了医院成本,而且增强了企业的核心竞争力。

  从生产到出厂,一台全自动直接化学发光仪仅仅需要两个月,可这台设备从确定研发意向到交付样机却足足走了两年时间。这是个漫长的周期,但它值得我们等待这么长的时间。刘海市说,之前,市场上的同类产品都被外国公司垄断,新产品一面世,迅速被市场接受,目前手里还有将近30台的订单。

  我们的产品大多销往省外,下一步,我们也希望为威海的医院提供。刘海市说。

  机器人干关键活

  5月16日14时,在威海新北洋数码科技股份有限公司初村工业园第三车间,27岁的曲健正在忙碌。只见他将手中的零部件简单组装后,放到左手边一台机器上,该机器迅速取出螺丝,然后在零部件的准确位置拧好。这台机器就是一台自动螺丝机器人。

  曲健进入新北洋刚刚一个半月,从进入公司第一天,他就跟这台自动螺丝机器人打交道。听说,以前是两个工人干这个活,现在虽然还不是完全自动化,但我一个人就足够了。曲健说。

  之所以将机器人放在第三车间,主要是由于这个车间以外国大客户为主。新加坡、德国等国家,他们对产品的要求质量非常高,机器人可以保证产品质量的稳定性,非常适合车间投入使用。工艺部工艺工程师纪发森说,一个工人与机器协同合作,每天可以组装350台部件,满足了整个车间的生产需求。

  我们目前只有这一台机器人进入生产线,试用半个月以来效果非常好。新北洋总经理助理刘钢说,打印机的最关键技术在于主板性能,与主板性能紧密相关的就是电机。这个零部件就是电机上的组成部分,他们是将机器人用在企业产品的最关键环节。

  早在2013年9月,新北洋就与哈工大新北洋联合工程实验室初步达成合作意向,希望对方能为企业生产线的自动化改造拿出方案。除了自动螺丝机器人以外,还有自动打包机、自动铆接机、自动运输小车。刘钢说,虽然投入使用的产品依然属于半自动,但与手工受力相比,机器人更能保证产品的一致性,对于产品质量的稳定性更有利。

  机器人投入大,研发周期也相对比较长,但这是一种趋势,我们希望能够争取主动。刘钢说,80后、90后的工人对工作的要求越来越多,人工成本也会越来越高,通过在生产线上加入机器人,可以减少对人的依赖,让新员工操作,让老员工到对技术要求更高岗位上,做到人尽其用。而且,机器人可以有效减少出错率,像包装可以更加美观,铆接等操作更加规范,工作更加完美。

  一个机器人能顶10个工人

  5月16日上午,在哈工大(威海)机械制造与控制工程实验室里,正在运行的叠胎机器人吸引了记者的注意:操作人员将一条5公斤的轮胎放入机器,随着钳子状设备的转动,短短五秒钟时间,一条轮胎被叠成了一本书的大小,再通过传送带进入下一环节。

  轮胎行业需要的人力非常多,特别是生产后端都是靠人工完成的。腾森橡胶轮胎威海有限公司管理部副部长黄式钢说,偶然在一次企业与高校科研成果对接中,包装机器人吸引了他的注意,当时他就产生了一个大胆的想法:轮胎企业能不能也利用上类似的机器人呢?他当即与哈工大(威海)的教授交流,对方也很感兴趣,初步意向就此达成。

  为了研发出最适合腾森轮胎使用的机器人,黄式钢经常邀请哈工大(威海)的专家到生产现场去感受。他说,哪怕能尽量为工人减少一个动作,他也非常满意。其实不少人都不看好这个项目,说我肯定干不成,但我觉得这是降低劳动强度的好方式,是大势所趋,加上我们总经理的支持,所以坚持才到了今天。

  当黄式钢和科研人员带着样机进入公司车间测试时,之前不看好这个项目的人也觉得眼前一亮。虽然不是十分认可,但大家还是觉得有戏。黄式钢说,测试以后的产品又进入实验室进行最后调试,最晚7月份就能够正式进入生产线了。

  黄式钢算了一笔账:一个叠胎机器人的投入在120万元左右,投入生产以后替代10个工人,每个工人的工资一年3万元,仅仅4年时间所有的成本就收回了。

  叠胎机器人仅仅是个开始。黄式钢说,公司的计划是从生产线后端开始,一步一步向前,逐步解决生产线上存在的问题,让机器人穿梭在生产线上,为企业带来更多效益。

  提升机器人产业促进工业转型升级

  杨志伟(高区科技局副局长):机器人产业对推动产业转型升级具有重要作用。在推进产业强市、工业带动战略中,我们应克服片面认识,以提升机器人产业为抓手,促进工业转型升级。

  随着计算机性能的快速提高及价格的不断下降,以自动化控制为核心的机器人技术日趋成熟。再加上用人成本的持续提高,企业对生产线改造的需求日益迫切。机器人在企业转型升级中充当着重要的角色,不少企业与科研院所达成合作意向,研发更适合本企业生产线改造的机器人。

  然而,由于认识不足或观点片面,不少企业认为机器人遥不可及,将机器人拒之门外,对企业发展造成了不利影响。其实,企业利用机器人对生产线进行自动化、智能化改造,虽然前期需要付出的成本较高,而且往往研发周期比较长,但机器人一旦投产,不仅降低用工数量,为企业有效解决用人难招工难留人难的问题,更重要的是可以提升企业产品质量的一致性和可靠性,为企业带来了非常可观的效益。大多数研发费用在几年之内就会收回,之后的收入就是企业实实在在的收益。因此,企业应该敞开大门迎接机器人。

  威海的机器人产业发展正在深刻影响企业转型升级。随着更多的威海企业走出威海、走向全国,甚至跻身国际舞台,他们对于外界的前沿技术嗅觉越来越敏感,认识也越来深入,也更好地将新材料、新技术等应用于机器人产业,并带动工业生产流程再造和优化。比如威高、新北洋、万丰镁业等企业正在不遗余力地进行机器人方面的研发和应用,他们在取得非常好的经济效益的同时,也引领了威海的产业转型升级。

  转型升级是产业发展永恒的关键词。推进威海机器人产业的发展,我们不仅要引导企业更多地采用新技术、投入新的研发力量,更要不断提升公共服务平台建设,为机器人产业的技术研发、设计、生产和产业化提供更多的服务,让机器人更好更快地进入企业,应用于企业,推进企业转型升级。同时,要高度关注市场和产业需求,在企业和市场、企业实际和产业需求上多做推动和结合文章,真正实现通过机器人产业的发展带动工业化水平的全面提升。

  两位博士与威高的不解之缘

  我们集团与其他科研院所的合作,都要向与哈工大(威海)机器人研究所的合作看齐。说这话的是威高集团某高层领导。

  事情回溯到威高集团与哈工大(威海)机器人研究所合作之初的2006年。那一年,32岁的哈工大学生黄博和28岁的师弟姚玉峰毕业,在哈工大(威海)担任讲师。

  随着产学研合作的频繁开展,不满足于只做教师的黄博和姚玉峰希望找到产学研合作的机会。两位博士主修的都是机械电子专业,纵观当时的威海企业,他们认为凭借威高集团的经济实力,应该会在机器人应用上有需求。于是,两人带着技术和百分百的诚意,和威高集团技术中心沟通,希望开展有关合作。

  经过多次接触后,黄博和姚玉峰对研发的热爱、对技术的专业以及年轻人的满腔热情打动了威高集团有关领导。最终,威高集团交付给他们一个价值26万元的产品研发项目。

  当时的威高集团对这两位初出茅庐的小伙子并没有抱太大的希望。然而,黄博和姚玉峰却干劲十足。他们借了20平方米的房间,夜以继日地研发了半年,终于成功研制出了全自动血液成分分离机,产品问世当年就为威高集团带来2000万元的产值。

  两位博士的出色表现,让威高集团负责人眼前一亮。

  在这之后的一年里,二人又陆续接到了威高集团100多万元的产品研发订单。随着合作的不断深入,2007年11月,两位博士与威高集团决定共同建立研发中心。这次,他们从学校科技处借了一间60平方米的会议室,简简单单挂上了一块研发中心的牌子,便开始了更加刻苦的钻研。

  随着研发成果不断增多,黄博和姚玉峰与威高集团的合作也从一个子公司扩展了集团整体层面,威高集团支付的固定运营费也从每年10万元增加到了每年30万元。双方又决定扩建研发中心,建立深度合作关系。

  2008年,黄博和姚玉峰团队和威高集团签订了一个全自动化发光免疫分析仪的研发协议。

  产品关键部位研发难度很大,要破解微生物流体高精度高速度分配、光子数量精确测量、纳米复合免疫磁珠无损洗涤等一系列技术难题。这个项目一直持续了三年,才最终研发成功,

  对科研院所和企业对接来说,研究出符合企业需求的产品来,也许只是单纯的技术问题。但对深度合作来说,黄博和姚玉峰却想得更多。

  在产品研发成功后,黄博和姚玉峰团队对负责这一项目的威高集团技术人员进行了为期半年的组装工艺、质量控制等培训,给企业研究出产品,还要将企业生产人员领进门。

  2011年,该分析仪量产,一台设备可带动上百万元的试剂销量,目前已累计销售近百台,实现产值近亿元。

  不但如此,因为产品引领了行业发展,他们成功申报了国家项目,引发了全国学术界的关注。随着合作不断深入,黄博和姚玉峰团队赢得了威高集团的高度认可。黄博、姚玉峰凭与企业的深度合作,成就了一段科研院所与企业完美对接的佳话。

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