機(jī)器換人，推動橡膠工業(yè)智能制造發(fā)展

摘要：目前世界已進(jìn)入新一輪產(chǎn)業(yè)革命，今后10-20年期間，中國橡膠工業(yè)將發(fā)生重大變革，是由大變強(qiáng)的關(guān)鍵時期。本文概述國內(nèi)外機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展以及橡膠工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展；分析了橡膠工業(yè)制造的現(xiàn)狀、特點(diǎn)，以及實(shí)現(xiàn)橡膠工業(yè)智能制造的必要性，提出“機(jī)器換人，推動橡膠工業(yè)智能制造發(fā)展”的觀點(diǎn)，以及建設(shè)橡膠工業(yè)強(qiáng)國的目標(biāo)和戰(zhàn)略措施。
1 世界進(jìn)入科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大潮中
科技革命如火如荼，科技創(chuàng)新日新月異，機(jī)器人、3D打印、互聯(lián)網(wǎng)金融、電子商務(wù)、太陽能等的科技進(jìn)展超出一般人的想象。產(chǎn)業(yè)變革風(fēng)起云涌，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型天翻地覆，產(chǎn)業(yè)多元化，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)迅猛發(fā)展，而傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)如百貨業(yè)、郵政業(yè)等一批批倒閉，部分產(chǎn)能過剩的鋼廠關(guān)門、煤炭產(chǎn)量大幅度降低，一輪新的企業(yè)兼并、重組正在加速進(jìn)行。今后10-20年將是人類歷史上，經(jīng)濟(jì)社會徹底改變的時代。中國在今后10-20年將是邁向世界強(qiáng)國的關(guān)鍵階段。物質(zhì)決定意識，在科技革命和產(chǎn)業(yè)變革大潮中，人的理念逐漸發(fā)生改變，又反過來促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的飛躍。對于這次革命和變革的認(rèn)識是不同的，但重要的是國家已經(jīng)將這些新的理念貫徹到社會經(jīng)濟(jì)中去了，在李克強(qiáng)總理政府工作報告中有充分體現(xiàn)。
2 “中國制造2025” 是從制造大國轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國的根本路徑
在十二屆全國人民代表大會上，李克強(qiáng)總理在政府工作報告中，提出實(shí)施“中國制造2025”，向制造強(qiáng)國邁進(jìn)?！爸袊圃?025”應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，立足我國轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式實(shí)際需要，圍繞創(chuàng)新驅(qū)動、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展、人才為本等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以及先進(jìn)制造、高端裝備等重點(diǎn)領(lǐng)域，提出了加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提升增效的重大戰(zhàn)略任務(wù)和重大政策舉措，力爭到2025年從制造大國邁入制造強(qiáng)國行列。在這一過程中，智能制造是主攻方向，也是從制造大國轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國的根本路徑。
“中國制造2025”是與美國“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、德國“工業(yè)4.0”以及日本“機(jī)器人革命”異曲同工的國家級的重大戰(zhàn)略決策。這一變革，恰與中國加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、建設(shè)制造強(qiáng)國形成歷史性交匯，這對中國是極大的挑戰(zhàn)，同時也是極大的發(fā)展機(jī)遇?！爸袊圃?025”是中國的“工業(yè)4.0”。
中國80年代末也將“智能模擬”列入國家科技發(fā)展規(guī)劃的主要課題，已在專家系統(tǒng)、模式識別、機(jī)器人、漢語機(jī)器理解方面取得了一批成果。國家科技部正式提出了“工業(yè)智能工程”，作為技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃中創(chuàng)新能力建設(shè)的重要組成部分，智能制造是該項(xiàng)工程中的重要內(nèi)容。
工信部今年初印發(fā)了《原材料工業(yè)兩化深度融合推進(jìn)計(jì)劃（2015-2018年）》?！坝?jì)劃”提出，培育打造15-20家標(biāo)桿智能工廠，大中型原材料企業(yè)數(shù)字化設(shè)計(jì)工具普及率超過85%，關(guān)鍵工藝流程數(shù)控化率超過80%，先進(jìn)過程控制投用率超過60%，關(guān)鍵崗位機(jī)器人推廣5000個。“計(jì)劃”要求，針對石化、鋼鐵、有色、稀土、建材等行業(yè)生產(chǎn)工廠的不同特點(diǎn)，分行業(yè)制定智能工廠標(biāo)準(zhǔn)?！坝?jì)劃”鼓勵機(jī)器人研發(fā)單位和原材料企業(yè)共同合作，開發(fā)應(yīng)用一批專用工業(yè)機(jī)器人，到2018年累計(jì)新增機(jī)器人應(yīng)用5000臺。
國務(wù)院5月8日正式發(fā)布《中國制造2025》中的相關(guān)部署。這是中國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)?！吨袊圃?025》由百余名院士專家著手制定，為中國制造業(yè)未來10年設(shè)計(jì)頂層規(guī)劃和路線圖，通過努力實(shí)現(xiàn)中國制造向中國創(chuàng)造、中國速度向中國質(zhì)量、中國產(chǎn)品向中國品牌三大轉(zhuǎn)變，推動中國到2025年基本實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，邁入制造強(qiáng)國行列。
《中國橡膠工業(yè)強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略研究》提出了建設(shè)橡膠工業(yè)強(qiáng)國的目標(biāo)和戰(zhàn)略措施，是與“中國制造2025”國家發(fā)展戰(zhàn)略一致的、同步的，已經(jīng)成為橡膠行業(yè)的奮斗目標(biāo)和根本任務(wù)，也可以稱為“中國橡膠工業(yè)4.0”。
3 智能制造的概念
3.1企業(yè)信息物理系統(tǒng)（CPS）
簡單說來，智能制造就是通過建立基于互聯(lián)網(wǎng)+信息通信技術(shù)、應(yīng)用軟件、工控軟件、加工設(shè)備及測控裝置等為一體的企業(yè)信息物理系統(tǒng)（CPS），將設(shè)備、產(chǎn)品、技術(shù)、工藝、原材料、物流等要素集成在一起；打通制造環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)壁壘，使設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與人、人與人之間得以異地跨界的互聯(lián)互通；實(shí)時感知、采集、監(jiān)控和處理各種制造數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)加工指令的動態(tài)優(yōu)化調(diào)整和大數(shù)據(jù)的智能分析，從而改變傳統(tǒng)單一的制造模式，全面提升產(chǎn)品制造的精度、質(zhì)量、效率和智能化程度，滿足日益?zhèn)€性化的客戶需求。
3.2企業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同系統(tǒng)
產(chǎn)品制造作為企業(yè)執(zhí)行層業(yè)務(wù)，與其它層面業(yè)務(wù)也都有著必然的聯(lián)系，應(yīng)同步更大范圍的集成產(chǎn)業(yè)鏈、銷售、研發(fā)、計(jì)劃、物流、成本、交貨、服務(wù)和決策等基本信息；全面打通企業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)據(jù)壁壘，加快ERP、APS、SCM與MES的集成應(yīng)用，實(shí)時處理車間生產(chǎn)作業(yè)信息，實(shí)現(xiàn)企業(yè)各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)大數(shù)據(jù)的智能分析和決策優(yōu)化；從源頭上確保車間生產(chǎn)作業(yè)的連續(xù)均衡和企業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈資源的優(yōu)化配置，從而全面實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)+企業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的發(fā)展目標(biāo)，創(chuàng)造新的商業(yè)價值 。
4 智能制造是21世紀(jì)各種科技革命“理論”的核心
面對20世紀(jì)末和21世紀(jì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，世界上著名的學(xué)者、經(jīng)濟(jì)學(xué)家、預(yù)言家陸續(xù)提出了各種關(guān)于科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、工業(yè)、機(jī)器、信息和社會等的革命“理論”。經(jīng)研究表明，各種革命“說”都繞不開智能制造，都將智能制造作為核心或者是路徑，可見智能制造之重要。
4.1 美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家杰里米?里夫金的《第三次工業(yè)革命》
杰里米?里夫金（Jeremy Rifkin）的《第三次工業(yè)革命》一書認(rèn)為，新型通信技術(shù)與新型能源系統(tǒng)的結(jié)合預(yù)示著重大經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型時代的來臨。第一次工業(yè)革命為煤炭-蒸汽動力-火車+印刷術(shù)，第二次工業(yè)革命為石油-內(nèi)燃機(jī)-汽車+電信技術(shù)，第三次工業(yè)革命為可再生能源+互聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 。第一次工業(yè)革命使19世紀(jì)的世界發(fā)生了翻天覆地的變化，第二次工業(yè)革命為20世紀(jì)的人們開創(chuàng)了新世界，第三次工業(yè)革命同樣也將在21世紀(jì)從根本上改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鳌?br> 英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》雜志負(fù)責(zé)創(chuàng)新與科技報道的編輯、《第三次工業(yè)革命》系列報道撰稿人保羅?麥基里(PaulMarkillie)指出，制造業(yè)數(shù)字化將引領(lǐng)第三次工業(yè)革命，智能軟件、新材料、靈敏機(jī)器人、新的制造方法及一系列基于網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)服務(wù)將形成合力，產(chǎn)生足以改變經(jīng)濟(jì)社會進(jìn)程的巨大力量?？梢钥隙?，第三次工業(yè)革命的靈魂是信息化，也可以說第三次工業(yè)革命是以制造業(yè)的數(shù)字化為核心。
4.2 德國的“工業(yè)4.0”
“工業(yè)4.0”一詞最早出現(xiàn)在2011年德國舉行的漢諾威工業(yè)博覽會上，在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上，“工業(yè)4.0”概念正式由德國“工業(yè)4.0小組”提出，將制造業(yè)領(lǐng)域技術(shù)的漸進(jìn)性進(jìn)步描述為工業(yè)革命的四個階段——“工業(yè)1.0”(機(jī)械制造設(shè)備的引入)、“工業(yè)2.0”(電氣化的應(yīng)用)和“工業(yè)3.0”(信息化的發(fā)展)的延伸。“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略通過深度應(yīng)用信息通信技術(shù)(ICT)和網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)等手段，以智能工廠和智能生產(chǎn)為重點(diǎn)進(jìn)行工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域新一代關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，使生產(chǎn)成本大幅下降和生產(chǎn)效率大幅提高，促進(jìn)產(chǎn)品功能多樣性、個性化和產(chǎn)品性能大幅提升。
4.3 美國埃里克?布萊恩約弗森和安德魯?麥卡菲《第二次機(jī)器革命》
他們認(rèn)為，以互聯(lián)網(wǎng)、新材料和新能源為基礎(chǔ)、“數(shù)字化智能制造”為核心的第二次機(jī)器革命即將到來。第一次機(jī)器革命時代是18世紀(jì)末期伴隨著蒸汽機(jī)誕生的工業(yè)革命。這一時期“幾乎所有的動力系統(tǒng)都在延展人類的肌肉力量”，麥卡菲在一次接受采訪時說，“在那個時代，每一種后續(xù)的發(fā)明都在釋放越來越強(qiáng)大的動力。但它們的動力都需要人類做出決定和發(fā)出指令?！?因此，這個時代的創(chuàng)造實(shí)際上是由人類控制的，勞動力也因此顯得“更有價值、更重要”。人類勞動力和機(jī)器是互補(bǔ)的關(guān)系。
然而，在第二次機(jī)器革命時代，布萊恩約弗森認(rèn)為，“我們正在開始對更多認(rèn)知性的工作，以及更多的動力控制系統(tǒng)進(jìn)行自動化?！痹诤芏嗲闆r下，今天的人工智能機(jī)器能夠發(fā)出比人類“更優(yōu)化”的指令。因此，人類和受軟件驅(qū)動的機(jī)器可能正在日益變成替代關(guān)系，而不是互補(bǔ)關(guān)系。兩位作者認(rèn)為，促使這一切成為可能的是三個剛好達(dá)到引爆點(diǎn)的巨大技術(shù)進(jìn)步，他們把這些技術(shù)進(jìn)步描述為“指數(shù)級的增長、數(shù)字化的進(jìn)步和組合式的創(chuàng)新”。雖然這些理論對“革命”的劃分有所不同，但是其對21世紀(jì)的科技革命的核心，都是智能制造。
5 智能制造已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家頂級發(fā)展戰(zhàn)略
應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的到來，世界工業(yè)強(qiáng)國相繼采取國家戰(zhàn)略措施，取得了顯著成效?？v覽全球，各國政府均將此列入國家發(fā)展計(jì)劃，大力推動實(shí)施。
1992年美國執(zhí)行新技術(shù)政策，大力支持關(guān)鍵重大技術(shù)（Critical Techniloty），包括信息技術(shù)和新的制造工藝，智能制造技術(shù)亦在其中。美國政府希望借助此舉改造傳統(tǒng)工業(yè)并啟動新產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并2010年出臺《美國制造業(yè)促進(jìn)法案》，提出“再工業(yè)化”、“回歸制造業(yè)”等。2012年2月，美國發(fā)布了《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃》報告，將促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展提高到了國家戰(zhàn)略層面。次月，總統(tǒng)奧巴馬提出創(chuàng)建“國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（NNMI）”，隨后發(fā)布《國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計(jì)》，投資10億美元。2012年由通用電氣牽頭與4家IT企業(yè)組建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，強(qiáng)力推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。在美國，“工業(yè)4.0”的概念更多的被“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”所取代，盡管稱呼不同，但這兩個概念的基本理念一致，就是將虛擬網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體連接，形成更具有效率的生產(chǎn)系統(tǒng)。
信息化技術(shù)主要包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子和光電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，20世紀(jì)以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的技術(shù)革命，為現(xiàn)代世界的發(fā)展構(gòu)建了嶄新的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)，已越來越成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動力。據(jù)報道，自1995年以來，美國經(jīng)濟(jì)增長中的30%歸功于信息化技術(shù)產(chǎn)業(yè)。信息化技術(shù)的發(fā)展帶動著其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是信息化技術(shù)發(fā)展的一大趨勢。
加拿大制定的1994-1998年發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃，認(rèn)為未來知識密集型產(chǎn)業(yè)是驅(qū)動全球經(jīng)濟(jì)和加拿大經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，認(rèn)為發(fā)展和應(yīng)用智能系統(tǒng)至關(guān)重要，并將具體研究項(xiàng)目選擇為智能計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面、機(jī)械傳感器、機(jī)器人控制、新裝置、動態(tài)環(huán)境下系統(tǒng)集成。
日本1989年提出智能制造系統(tǒng)，且于1994年啟動了先進(jìn)制造國際合作研究項(xiàng)目，包括了公司集成和全球制造、制造知識體系、分布智能系統(tǒng)控制、快速產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的分布智能系統(tǒng)技術(shù)等。日本政府的新經(jīng)濟(jì)增長戰(zhàn)略，提出到2020年使制造業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器人市場規(guī)模翻番、非制造業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)大至20倍。2014年9月舉行的日本“機(jī)器人革命實(shí)現(xiàn)會議”首次會議主要討論了如何推進(jìn)醫(yī)療、看護(hù)、農(nóng)業(yè)及建筑工地等領(lǐng)域的機(jī)器人應(yīng)用。日本政府提出要積極利用機(jī)器人，機(jī)器人不僅可應(yīng)用于制造業(yè)，還可以普及到更廣泛的領(lǐng)域。采用符合第一線需求的機(jī)器人，將成為提高生產(chǎn)效率的王牌。日本首富軟銀孫正義甚至提出，通過機(jī)器人挽救日本。今年5月15日，日本成立機(jī)器人革命委員會，安倍在會上敦促企業(yè)界“把機(jī)器人的應(yīng)用從大型工廠拓展到經(jīng)濟(jì)社會的各個角落”。日本計(jì)劃到2020年將機(jī)器人整個產(chǎn)業(yè)的銷售額從目前的6000億日元（49億美元）擴(kuò)增至2.4萬億日元。
歐洲聯(lián)盟的信息技術(shù)相關(guān)研究有ESPRIT項(xiàng)目，該項(xiàng)目大力資助有市場潛力的信息技術(shù)。1994年又啟動了新的R&D項(xiàng)目，選擇了39項(xiàng)核心技術(shù)，其中三項(xiàng)（信息技術(shù)、分子生物學(xué)和先進(jìn)制造技術(shù)）中均突出了智能制造的位置。
德國“工業(yè)4.0”項(xiàng)目主要分為三大主題：一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)。二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。該計(jì)劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，同時也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者。三是“智能物流”，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，需求方則能快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。
從消費(fèi)意義上來說，“工業(yè)4.0”就是一個將生產(chǎn)原料、智能工廠、物流配送、消費(fèi)者全部編織在一起的大網(wǎng)，消費(fèi)者只需下單，網(wǎng)絡(luò)就會自動將訂單和個性化要求發(fā)送給智能工廠，由其采購原料、設(shè)計(jì)并生產(chǎn)，再通過網(wǎng)絡(luò)配送直接交付給消費(fèi)者。
工業(yè)4.0具有強(qiáng)烈顛覆性，工業(yè)4.0將發(fā)展出全新的商業(yè)模式和合作模式?！熬W(wǎng)絡(luò)化制造”、“自我組織適應(yīng)性強(qiáng)的物流”和“集成客戶的制造工程”等特征，也使得它率先滿足動態(tài)的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)而非單個公司，這將引發(fā)一系列諸如融資、發(fā)展、可靠性、風(fēng)險、責(zé)任和知識產(chǎn)權(quán)以及技術(shù)安全等問題。它帶來的革命性效應(yīng)將沖擊現(xiàn)有的市場格局，最終可能影響全球產(chǎn)業(yè)鏈的分工?？傊?，雖然各國國情不同，但是其21世紀(jì)的國家發(fā)展戰(zhàn)略的路徑都是智能制造。
6 機(jī)器人是典型的智能制造技術(shù)
機(jī)器人是最典型的智能制造技術(shù)，是在現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)、擬人化智能技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過智能化的感知、人機(jī)交互、決策和執(zhí)行技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程、制造過程和制造裝備智能化，是信息技術(shù)和智能技術(shù)與裝備制造過程技術(shù)的深度融合與集成。機(jī)器人技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè)，將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起著越來越重要的作用。隨著企業(yè)自動化水平的不斷提高，機(jī)器人自動化生產(chǎn)線的市場肯定會越來越大，將逐漸成為自動化生產(chǎn)線的主要形式。機(jī)器人革命有望成為“第三次工業(yè)革命”的一個切入點(diǎn)和重要增長點(diǎn)，將影響全球制造業(yè)格局。
7 國內(nèi)外機(jī)器人技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展
7.1 機(jī)器人的概念
從科學(xué)本質(zhì)上來說，機(jī)器人主要包含三個基本要素，即感知、決策和動作。簡單的機(jī)器人就是機(jī)器手加機(jī)器臂。大部分機(jī)器人沒有人形。現(xiàn)代機(jī)器人技術(shù)是智能制造的標(biāo)志和核心，是顛覆傳統(tǒng)制造的根本途徑，是智能制造尖端技術(shù)。將人、數(shù)據(jù)、機(jī)器連接起來，通過互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)結(jié)合，促進(jìn)更先進(jìn)設(shè)備和更完善服務(wù)的產(chǎn)生，機(jī)器人將成為完成這一使命的最佳載體。
7.2 國外機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀
自從20世紀(jì)60年代初人類制造了第一臺工業(yè)機(jī)器人以后，機(jī)器人就顯示出了極強(qiáng)的生命力。日本政府對工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用實(shí)施了積極的扶植政策，率先從美國引進(jìn)了機(jī)器人技術(shù)，僅用十幾年的時間，在日本就實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用。現(xiàn)在，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、物流等諸多領(lǐng)域中，甚至出現(xiàn)了軍用機(jī)器人、水下機(jī)器人、地下機(jī)器人和空間機(jī)器人等。作為先進(jìn)制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為衡量一個國家制造水平和科技水平的重要標(biāo)志。
在國外，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備被工業(yè)界廣泛應(yīng)用。從而，相繼形成了一批具有影響力的、著名的工業(yè)機(jī)器人公司，其中包括：瑞典的ABB，日本的FANUC、YASKAWA、MOTOMAN，德國的KUKA，美國的AdeptTechnology，意大利 COMAU，這些公司已經(jīng)成為其所在國家的支柱企業(yè)?，F(xiàn)在世界上約有3000多萬個機(jī)器人，其中工業(yè)機(jī)器人160萬個，主要在日本、德國、韓國、美國和中國工作，中、日、美、韓、德足以構(gòu)成70%的世界工業(yè)機(jī)器人市場。
預(yù)計(jì)未來幾年，全球以個人、家庭、行業(yè)服務(wù)為特征的服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模有望保持14%以上的復(fù)合增速，2014-2017年將有超過3000萬臺個人/家庭服務(wù)機(jī)器人將被銷售，13萬臺以上的專業(yè)服務(wù)機(jī)人被安裝使用。
歐盟啟動全球最大的民用機(jī)器人研發(fā)“火花”計(jì)劃，預(yù)計(jì)到2020年將投入28億歐元研發(fā)民用機(jī)器人。韓國政府公布“服務(wù)型機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略”，計(jì)劃于2018年將韓國服務(wù)型機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在全球市場規(guī)模擴(kuò)大至200億美元，市場占有率提升至20%，成為全球第三大機(jī)器人強(qiáng)國。
7.3 國內(nèi)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀
我國的工業(yè)機(jī)器人研究開始于20世紀(jì)70年代，由于當(dāng)時經(jīng)濟(jì)體制等因素的制約，發(fā)展比較緩慢，研究和應(yīng)用水平也比較低。1985 年，隨著工業(yè)發(fā)達(dá)國家開始大量應(yīng)用和普及工業(yè)機(jī)器人，我國在“七?五”科技攻關(guān)計(jì)劃中將工業(yè)機(jī)器人列入了發(fā)展計(jì)劃，由當(dāng)時的機(jī)械工業(yè)部牽頭組織了點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、搬運(yùn)等型號的工業(yè)機(jī)器人攻關(guān)，其他部委也積極立項(xiàng)支持，形成了中國工業(yè)機(jī)器人第一次高潮。
進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，為了實(shí)現(xiàn)高技術(shù)發(fā)展與國家經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場的密切銜接，863計(jì)劃確定了特種機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用工程并重、以應(yīng)用帶動關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)研究的發(fā)展方針。經(jīng)過廣大科技工作者的辛勤努力，開發(fā)了7種工業(yè)機(jī)器人系列產(chǎn)品，102種特種機(jī)器人，實(shí)施了100余項(xiàng)機(jī)器人應(yīng)用工程。
在20世紀(jì)90年代末期，我國建立了9個機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地和7個科研基地，包括沈陽自動化研究所的新松機(jī)器人公司、哈爾濱工業(yè)大學(xué)的博實(shí)自動化設(shè)備有限公司、北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所機(jī)器人開發(fā)中心、海爾機(jī)器人公司等。產(chǎn)業(yè)化基地的建設(shè)帶來了產(chǎn)業(yè)化的希望，為發(fā)展我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過廣大科技人員的不懈努力，我國目前已經(jīng)能夠生產(chǎn)具有國際先進(jìn)水平的平面關(guān)節(jié)型裝配機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、搬運(yùn)碼垛機(jī)器人和AGV自動導(dǎo)引車等一系列產(chǎn)品，其中一些品種實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。一批企業(yè)根據(jù)市場的需求，自主研制或與科研院所合作，進(jìn)行機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。如奇瑞汽車與哈工大合作進(jìn)行點(diǎn)焊機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)、西安北村精密數(shù)控與哈工大合作進(jìn)行機(jī)床上下料搬運(yùn)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)、昆山華恒與東南大學(xué)等合作開發(fā)弧焊機(jī)器人、廣州數(shù)控開發(fā)焊接機(jī)器人、鹽城宏達(dá)開發(fā)弧焊機(jī)器人。
在這里值得一提的是AGV自動導(dǎo)引車（Automatic Guided Vehicle），它實(shí)現(xiàn)的主要功能是在計(jì)算機(jī)和無線局域網(wǎng)絡(luò)的控制下，經(jīng)磁導(dǎo)航或者激光導(dǎo)航裝置引導(dǎo)并沿程序設(shè)定路徑運(yùn)行完成作業(yè)的無人駕駛自動小車，電池驅(qū)動（交、直流），本質(zhì)上它為現(xiàn)代制造業(yè)物流提供了一種高度柔性化和自動化的運(yùn)輸方式。目前，AGV在我國煙草、印鈔、汽車、新聞紙等行業(yè)已有大規(guī)模應(yīng)用，呈日益上升的勢頭，并出現(xiàn)了一些新的技術(shù)和行業(yè)應(yīng)用趨勢。
目前的案例是AGV在室內(nèi)的應(yīng)用較多。但隨著需求的發(fā)展，戶外或半戶外AGV技術(shù)將逐步完善和進(jìn)入應(yīng)用階段。戶外AGV技術(shù)一直是應(yīng)用的難點(diǎn)，主要受制于相對惡劣的自然條件，如：溫度、濕度、陽光、霧、雨、雪等天氣。作為世界領(lǐng)先的AGV技術(shù)提供商，DANAHER MOTION公司每年投入巨額的研發(fā)費(fèi)用到產(chǎn)品升級上，戶外技術(shù)正是方向之一，如防雨的激光導(dǎo)航裝置，交流驅(qū)動器，特殊經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，歐洲合作伙伴戶外技術(shù)的測試工作也取得相對理想的實(shí)效。
國內(nèi)AGV應(yīng)用需求正突破傳統(tǒng)行業(yè)，醫(yī)藥、港口等行業(yè)的需求日益擴(kuò)大。目前我國港口集裝箱采用的碼頭運(yùn)輸方式為起重機(jī)將集裝箱卸載到人工駕駛的運(yùn)載工具上，再運(yùn)輸?shù)絻Υ娴攸c(diǎn)。如果采用AGV作為運(yùn)載工具，將提高港口卸載效率約70%。DANAHER MOTION和合作伙伴進(jìn)一步改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用激光導(dǎo)航方式，提供緩沖區(qū)設(shè)計(jì)以提高起重機(jī)和AGV協(xié)調(diào)性能，加大AGV的運(yùn)載能力，提高運(yùn)行速度（平地最大20km/h，坡度為5°時5km/h）。據(jù)估計(jì)綜合效率提高100%以上。
近幾年我國機(jī)器人開始快速發(fā)展，2000年我國工業(yè)機(jī)器人保有量僅為3500臺，其中以點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、注塑、裝配、搬運(yùn)、沖壓等各類機(jī)器人為主；2010年中我國工業(yè)機(jī)器人的年裝機(jī)量為8500臺，而就在2011年，我國機(jī)器人的保有量已達(dá)到17萬臺，其中工業(yè)機(jī)器人數(shù)量已經(jīng)躍升到7萬多臺，未來可能突破100萬臺。這些機(jī)器人工作在汽車制造、電器裝配等領(lǐng)域，其余的則“就職”于加工行業(yè)，少數(shù)出類拔萃的機(jī)器人（第二代和第三代），在太空探索和安全保衛(wèi)領(lǐng)域擔(dān)負(fù)著比較復(fù)雜而艱巨的使命?！?br> 從中國智能型機(jī)器人行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測報告和匯豐銀行分析師了解到，2013年全球工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)到17.81萬臺，同比增長11.8%。而中國市場2013年以3.66萬臺的銷量超過日本成為全球第一大市場，并以59%的同比增速成為增長最迅猛的市場；2014年5.6萬臺，銷量同比增加53%，占全球市場的25%以上；2015年國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場繼續(xù)快速擴(kuò)張，預(yù)計(jì)增速將超過30%。
雖然中國已經(jīng)是世界第一大機(jī)器人市場，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人保有量達(dá)到20萬臺，但按照機(jī)器人密度（每萬名制造業(yè)工人使用機(jī)器人臺數(shù)）來衡量差距很大，我國為30，而韓國和日本分別為437和323；國際替代率為5.08%，中國替代率只有0.23%。中國體現(xiàn)的是行業(yè)擴(kuò)張的速度，而日本代表的是機(jī)器人普及的密度，德國則是發(fā)明制造的先行者。
另外，雖然我國工業(yè)機(jī)器人有了快速的發(fā)展，但是與發(fā)達(dá)國家相比，技術(shù)方面尚存在較大差距，國產(chǎn)機(jī)器人的三大核心零部件長期依賴向外資購買。目前我國自主品牌工業(yè)機(jī)器人還是以中低端的三軸、四軸機(jī)器人為主，高端六關(guān)節(jié)軸機(jī)器人占比還不足6%。其他國家的多關(guān)節(jié)機(jī)器人占到全國工業(yè)機(jī)器人銷量的比重已經(jīng)到了62%。高端機(jī)器人需要大量進(jìn)口，2008-2013年，中國進(jìn)口機(jī)器人的數(shù)量以年均36%的速度增長，2014年進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人數(shù)量超過7萬臺。
8 機(jī)器人的種類
國內(nèi)外的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，將機(jī)器人分為兩大類，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人，包括服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。在特種機(jī)器人中，有些分支發(fā)展很快，有獨(dú)立成體系的趨勢，如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。
8.1典型通用的工業(yè)機(jī)器人

圖1 碼垛機(jī)器人

圖2 噴涂機(jī)器人 圖3上下料機(jī)器人

圖4 汽車裝配線機(jī)器人

8.2 特種機(jī)器人
見圖5-圖12所示。

圖5 軍用機(jī)器人

圖6 未來無人機(jī)-會飛的機(jī)器人 圖7 星際探索機(jī)器人

圖8 谷歌無人駕駛汽車和機(jī)器人出租車

圖9 澳大利亞砌磚機(jī)器人 圖10 餐飲服務(wù)機(jī)器人

圖11 清掃機(jī)器人 圖12 奏樂機(jī)器人

9 機(jī)器換人，智能制造是橡膠工業(yè)發(fā)展的大勢所趨
以智能機(jī)器人和3D打印技術(shù)為代表的智能制造裝備時代將是人類工業(yè)發(fā)展歷史上的一個巨大顛覆。智能制造是具有感知、分析、推理、決策、控制功能的制造裝備，它是人工智能技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、信息技術(shù)的集成和深度融合。智能制造應(yīng)用于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)等制造業(yè)的各個環(huán)節(jié)，將產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益。大力培育和發(fā)展智能制造裝備產(chǎn)業(yè)對于加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提升生產(chǎn)效率、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量、降低人工成本和能源資源消耗，實(shí)現(xiàn)制造過程的智能化和綠色化發(fā)展具有重要意義。
橡膠工業(yè)是典型的勞動密集型傳統(tǒng)工業(yè)，目前面臨諸多因素的制約，亟待轉(zhuǎn)型升級。例如，大部分工序勞動強(qiáng)度大，部分工序勞動環(huán)境惡劣，產(chǎn)品質(zhì)量受人為因素影響大，勞動力成本不斷上升，橡膠原材料60%來源于不可持續(xù)的石化資源等，這些問題嚴(yán)重影響橡膠工業(yè)強(qiáng)國的建設(shè)，需要通過智能制造、改造和提升橡膠工業(yè)。要經(jīng)過5-10年的努力，形成完整的橡膠工業(yè)智能制造體系，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、智能化、精密化、綠色化，帶動橡膠工業(yè)整體技術(shù)水平的提升，總體技術(shù)水平邁入國際先進(jìn)行列，橡膠工業(yè)智能制造已是大勢所趨。
目前橡膠工業(yè)仍是手工操作比較多的一個產(chǎn)業(yè)，特別是輪胎等部件比較多的產(chǎn)品，僅成型就有十幾道工序，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，嚴(yán)重影響了橡膠工業(yè)的發(fā)展。工業(yè)發(fā)達(dá)國家都把橡膠產(chǎn)品的成型工序?yàn)橹攸c(diǎn)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、光機(jī)電一體化技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)，自動化生產(chǎn)方面取得了重大進(jìn)展。在這里值得一提的是，機(jī)器人技術(shù)在實(shí)現(xiàn)橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)自動化方面，起到非常重要的作用。
專家認(rèn)為， 國際金融危機(jī)提升了制造業(yè)在發(fā)達(dá)國家領(lǐng)導(dǎo)人心中的地位，為了增加就業(yè)崗位并防止更多工業(yè)技能向海外流失，現(xiàn)在是時候重振制造業(yè)了，一些制造業(yè)回流到發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體。隨著中國勞動力成本的逐漸上升，印度、越南、菲律賓、墨西哥等發(fā)展中國家的勞動力成本優(yōu)勢開始凸顯出來。據(jù)有關(guān)部門測算，印度的平均工資大約每月600元人民幣，越南1000元，而我國東部沿海已經(jīng)達(dá)到2500-3000元。中國作為一個制造業(yè)國家，遠(yuǎn)期目標(biāo)不能建立在勞動力價格優(yōu)勢之上，不僅因?yàn)槠渌l(fā)展中國家也在打這張牌，而且中國的生產(chǎn)成本也會逐漸上升。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，中國2012年人均綜合人力成本比2009年上漲了64%，2014年與上年同比上漲10%-20%。與中國相比，越南是中國的不到4成，孟加拉國和緬甸只是中國的2成左右。更重要的是，新興的數(shù)字化制造業(yè)不需要大量勞動力在車間進(jìn)行密集型生產(chǎn)，意味著廉價勞動力算不上一個特別顯著的優(yōu)勢， 而且，高盛公司預(yù)測，工業(yè)機(jī)器人的投資回收期已經(jīng)從2008年的11.8年縮短至今年的1.7年。到明年，機(jī)器人的投資回收期將進(jìn)一步縮短至1.3年。因此，對中國產(chǎn)業(yè)來說，要提高競爭能力，采用機(jī)器人是一個必然趨勢。
工業(yè)機(jī)器人主要特點(diǎn)是擅長于重復(fù)特定的工作程序，特別適合于橡膠產(chǎn)品成型工序，不僅能提高生產(chǎn)效率，降低成本，而且能提高產(chǎn)品質(zhì)量。國外著名橡膠公司都很重視機(jī)器人在橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用，機(jī)器人已經(jīng)越來越多的出現(xiàn)在輪胎、膠鞋、制品等產(chǎn)品的無人化全自動生產(chǎn)線上。
在兩化融合推動下，橡膠工業(yè)智能制造取得了積極進(jìn)展，辦公軟件普遍應(yīng)用，ERP(企業(yè)資源管理)和PLM(產(chǎn)品生命周期管理)等軟件已在部分企業(yè)推行，取得一定效果。目前橡膠工業(yè)智能制造水平較低，信息化項(xiàng)目（如ERP、PLM等軟件）覆蓋率和企業(yè)覆蓋率均在30%左右，而且存在各個平臺之間無縫銜接效果較差。橡膠企業(yè)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)的意識和能力不足，而互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)理解不夠深入，需要雙方密切合作，促進(jìn)橡膠工業(yè)智能制造發(fā)展。
10 橡膠工業(yè)機(jī)器換人，智能制造取得重大進(jìn)展
智能制造是《中國橡膠工業(yè)強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略研究》提出的十大戰(zhàn)略之一。以信息化為基礎(chǔ)，以機(jī)器人為代表的智能制造在橡膠行業(yè)開始受到普遍重視，中橡協(xié)提出落實(shí)橡膠工業(yè)智能制造的10條自動化生產(chǎn)線已經(jīng)取得重大進(jìn)展。在中國橡膠工業(yè)強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下，智能制造這一新的發(fā)展模式受到行業(yè)高度關(guān)注，也成為促進(jìn)橡膠工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的有效推手。
10.1 轎車胎自動化生產(chǎn)線試運(yùn)行
國內(nèi)首條500萬套轎車胎自動化生產(chǎn)線已在青島森麒麟輪胎有限公司投入試運(yùn)行。該系統(tǒng)始于輪胎成型過程，結(jié)束于輪胎被裝載在汽車上投入使用，包括胎胚的自動儲存、篩選、打磨、防止堆積、托盤包裝、發(fā)運(yùn)等步驟。該系統(tǒng)還具有自動卸載系統(tǒng)和自動發(fā)運(yùn)系統(tǒng)。由于所生產(chǎn)輪胎的規(guī)格不斷加大，輪胎的重量也隨之增加，整個生產(chǎn)工藝也越來越難。操作工可以在自動化機(jī)械的幫助下提高生產(chǎn)效率，降低操作成本，生產(chǎn)和分配過程中無需操作工花費(fèi)太多精力。一旦發(fā)現(xiàn)輪胎存在質(zhì)量問題，系統(tǒng)很容易追溯到已批發(fā)的輪胎。
該系統(tǒng)的亮點(diǎn)是：所有的輪胎可經(jīng)過全自動打磨和存儲過程，并通過輪胎摘取控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時控制。輪胎摘取控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：靈活高效地存貯、產(chǎn)品跟蹤、存貨報告、質(zhì)量管理；適應(yīng)不同規(guī)格和不同類型的產(chǎn)品；整個系統(tǒng)噪聲較低；自動適應(yīng)日常操作功能；通過模件基本理念允許自由擴(kuò)展；動態(tài)儲存、WCS儲存和摘取控制系統(tǒng)可管理庫存，通過機(jī)器人控制系統(tǒng)和子系統(tǒng)、主系統(tǒng)界面來控制機(jī)器人。在轎車胎自動化生產(chǎn)線現(xiàn)場看到，多臺AGV自動導(dǎo)引車、空中機(jī)器人和與硫化機(jī)匹配的機(jī)械手，通過主系統(tǒng)平臺控制生產(chǎn)線有條不紊地自動運(yùn)行，人員減少一半以上，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定提高。森麒麟泰國工廠1000萬套轎車胎自動化工廠即將投產(chǎn)，其生產(chǎn)效率更高，減少人工70%。
現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)有不少輪胎廠開始采用AGV（自動搬運(yùn)車機(jī)器人）和機(jī)器人，提升企業(yè)自動化生產(chǎn)水平，這方面已經(jīng)取得進(jìn)展。
此外，工業(yè)機(jī)器人輪胎硫化自動化生產(chǎn)線正式投入使用。資料顯示，該自動化生產(chǎn)線以50kg六軸工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人電控柜、胎坯定位機(jī)構(gòu)、胎坯車物流線、條碼識別儀等部件組成，可滿足胎坯的自動運(yùn)輸、自動裝車、胎坯車自動更換等功能。最為關(guān)鍵的是，該自動化生產(chǎn)線能夠與巨輪股份有限公司自主研發(fā)的硫化機(jī)等設(shè)備有機(jī)結(jié)合，在整個輪胎生產(chǎn)流程中形成一體化應(yīng)用模式，由此將有效減少生產(chǎn)企業(yè)的人工，提高搬運(yùn)效率，同時避免了因人工失誤造成的產(chǎn)品質(zhì)量問題。
10.2 摩托車胎內(nèi)胎硫化機(jī)器人上崗
橡膠是一種粘彈性的高分子柔性材料，與金屬等硬性材料不同，采用機(jī)器人生產(chǎn)極易對半成品和成品造成損傷，這一直是摩托車胎行業(yè)的難題。經(jīng)過計(jì)算機(jī)軟件編程、機(jī)械設(shè)計(jì)等方面專業(yè)人員的兩年研發(fā)，國內(nèi)首條摩托車胎硫化機(jī)器人開始在四川遠(yuǎn)星上崗，成功實(shí)現(xiàn)了內(nèi)胎硫化生產(chǎn)機(jī)器人智能化控制。4條機(jī)器人生產(chǎn)線可日產(chǎn)2萬條內(nèi)胎，大幅提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強(qiáng)度。另外，工業(yè)機(jī)器人對生產(chǎn)過程中的各種技術(shù)指標(biāo)把握更準(zhǔn)確，產(chǎn)品品質(zhì)更穩(wěn)定。除了內(nèi)胎硫化環(huán)節(jié)，目前還在研發(fā)成型環(huán)節(jié)的全自動控制，以實(shí)現(xiàn)整個內(nèi)胎生產(chǎn)過程“不見人”，成品由傳送帶送至檢驗(yàn)包裝區(qū)。同時，還將進(jìn)一步應(yīng)用到外胎生產(chǎn)等環(huán)節(jié)中，徹底實(shí)現(xiàn)輪胎生產(chǎn)由工業(yè)機(jī)器人代替人工生產(chǎn)的變革，達(dá)到生產(chǎn)完全自動化、智能化。
10.3 V帶自動化生產(chǎn)線即將運(yùn)行
V帶生產(chǎn)廠作為勞動密集型企業(yè)，用工成本日益攀升、用工荒等問題成為這些工廠的“緊箍咒”。三力士公司2014年初開始策劃V帶自動化生產(chǎn)線，現(xiàn)公司部分車間已進(jìn)行了初步改造， 單機(jī)自動化升級到第三代，生產(chǎn)效率大幅提高，減少了約13%的人工成本。正在整合企業(yè)信息物理系統(tǒng)（CPS），實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線自動化運(yùn)行。同時又在實(shí)施全面規(guī)劃自動化工廠，下一步將進(jìn)一步推進(jìn)全廠生產(chǎn)線的智能化改造，并將實(shí)現(xiàn)部分車間無人化。
V帶的生產(chǎn)過程需要通過10多個環(huán)節(jié)，其中很多環(huán)節(jié)具有自動化生產(chǎn)的潛力。例如，使用自動機(jī)械臂搬運(yùn)笨重的天然膠原料塊，把工人從繁重的純體力勞動中解放出來，通過自動化精確稱料機(jī)進(jìn)行多種助劑輔料的備料工序，既能杜絕人工稱料的誤差又避免了粉塵污染；在裁料環(huán)節(jié)利用自動化裁剪機(jī)精確切邊，減少人工傷害等。
除此之外，常溫機(jī)械自動化再生膠（膠粉）生產(chǎn)線、橡膠助劑自動化包裝運(yùn)輸線、輪胎模具自動化生產(chǎn)線等已經(jīng)投入生產(chǎn)。
11 橡膠工業(yè)機(jī)器換人，智能制造的戰(zhàn)略措施
11.1 繼續(xù)完善10條自動化生產(chǎn)線
智能制造是《中國橡膠工業(yè)強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略研究》提出的十大戰(zhàn)略之一。以信息化為基礎(chǔ)，以機(jī)器人為代表的智能制造在橡膠行業(yè)開始受到普遍重視，中橡協(xié)提出落實(shí)橡膠工業(yè)智能制造的10條自動化生產(chǎn)線已經(jīng)取得重大進(jìn)展。10條自動化生產(chǎn)線是輪胎全自動化生產(chǎn)線、摩托車胎全自動化生產(chǎn)線、自行車胎全自動化生產(chǎn)線、輸送帶全自動化生產(chǎn)線、切割V帶全自動化生產(chǎn)線、模壓橡膠制品全自動化生產(chǎn)線、3D打印橡膠制品全自動生產(chǎn)線、膠鞋工業(yè)智能設(shè)備及自動化生產(chǎn)線、廢橡膠再生膠（膠粉）全封閉自動化生產(chǎn)線、橡膠助劑全自動化生產(chǎn)線。這10條線目前有的已經(jīng)試生產(chǎn)，有的在調(diào)試中，都需要進(jìn)一步完善，才能成為達(dá)到國際先進(jìn)水平的示范自動化生產(chǎn)線。
企業(yè)應(yīng)該要結(jié)合自身情況，制定智能制造路線圖，引進(jìn)信息化、數(shù)字化、自動化等人才，逐步推進(jìn)智能制造，通過自動化實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人，通過信息化減人，提高勞動生產(chǎn)率。
11.2 重視新材料的開發(fā)應(yīng)用，為橡膠工業(yè)智能制造打好基礎(chǔ)
材料是橡膠工業(yè)的基礎(chǔ)，新材料是橡膠工業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)。新材料主要是指最近發(fā)展或正在發(fā)展之中的具有比傳統(tǒng)材料更優(yōu)異性能的一類材料。根據(jù)新材料的發(fā)展，不斷調(diào)整橡膠原材料品種、結(jié)構(gòu)和形態(tài)，對于促進(jìn)橡膠工業(yè)智能制造，提高效率和質(zhì)量，降低能源消耗和減少污染，建設(shè)橡膠工業(yè)強(qiáng)國，具有重要的戰(zhàn)略意義。
橡膠工業(yè)的原材料分三大類，即主體材料、骨架材料和助劑材料，可以說這三大材料決定了橡膠產(chǎn)品的特性和功能。橡膠工業(yè)的發(fā)展基本上取決于這三大材料的發(fā)展。目前三大材料的原料，60%來源于石油和煤炭等化石資源。今后三大材料的原料的發(fā)展方向有四個方面，一是提高現(xiàn)有產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，以降低原材料消耗和延長產(chǎn)品壽命；二是改變現(xiàn)有原材料產(chǎn)品的形態(tài)，以改善加工工藝，降低能耗，改善環(huán)境；三是擴(kuò)大使用熱塑性彈性體和樹脂，以有利于廢舊橡膠產(chǎn)品的回收利用；四是開發(fā)生物及生物基材料，代替合成材料，逐步減少橡膠工業(yè)對化石資源的依賴。
采用新型原材料是大勢所趨，是橡膠工業(yè)智能制造的需要，是環(huán)保的要求，是減少橡膠工業(yè)對石化資源的依賴需要。
11.3 創(chuàng)建電商新模式，延續(xù)橡膠工業(yè)智能制造
2001年就提出輪胎等橡膠產(chǎn)品銷售向電商發(fā)展，經(jīng)過十幾年的醞釀、探討、實(shí)踐、失敗和總結(jié)，終于在2014年迎來了輪胎等橡膠產(chǎn)品電商的元年，初步走出了符合輪胎特點(diǎn)和國情的輪胎電商之路。不僅有天貓等通用網(wǎng)絡(luò)平臺，還有專業(yè)的途虎養(yǎng)車網(wǎng)、輪庫、麥輪胎、好事網(wǎng)等電商網(wǎng)站，新的輪胎等橡膠產(chǎn)品電商網(wǎng)站不斷出現(xiàn)，可以說是風(fēng)起云涌，開始沖破傳統(tǒng)營銷方式。據(jù)估算，2014年全國輪胎電商銷售逾500萬條。輪胎銷售商坐不住了，聯(lián)合成立以電商為主的聯(lián)合輪胎股份后，引起連鎖反應(yīng)，相繼又有幾家聯(lián)合輪胎銷售公司成立，涉足輪胎電商。幾家大輪胎廠不甘落后，紛紛以各種電商形式銷售輪胎。除了輪胎電商外，非輪胎產(chǎn)品電商也受到關(guān)注，已經(jīng)出現(xiàn)以橡膠管帶為主的橡膠制品的電商平臺。要繼續(xù)探討適合中國國情的橡膠產(chǎn)品電商模式，延續(xù)橡膠工業(yè)智能制造到終端，實(shí)現(xiàn)徹頭徹尾的智能制造系統(tǒng)。
11.4 要完善橡膠工業(yè)創(chuàng)新體制
目前我國先后設(shè)立了眾多的橡膠與相關(guān)產(chǎn)業(yè)科技研發(fā)機(jī)構(gòu)，如國家工程實(shí)驗(yàn)室、國家工程研究中心等。但是，技術(shù)創(chuàng)新體制仍有待完善。企業(yè)是需求的主體、研發(fā)投入的主體及成果實(shí)施的主體，企業(yè)要加大研發(fā)投入。政府要制定相關(guān)政策，鼓勵企業(yè)加大研發(fā)投入，支持企業(yè)開展科技創(chuàng)新。
科技成果轉(zhuǎn)化率低的一個重要原因，既不可能要求院所完成從技術(shù)原理到全部產(chǎn)業(yè)化的研發(fā)任務(wù)，也不可能要求企業(yè)的研發(fā)從技術(shù)原理起步。因此，要在開發(fā)研究與成果產(chǎn)業(yè)化之間架設(shè)起橋梁，建立為全橡膠行業(yè)服務(wù)的，基于互聯(lián)網(wǎng)的開放式創(chuàng)新平臺。同時，鼓勵建立名副其實(shí)、確有實(shí)效的產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟。共性技術(shù)創(chuàng)新平臺應(yīng)是獨(dú)立的，能為大中小企業(yè)服務(wù)，并兼有工程人員培訓(xùn)的功能。
11.5 充分利用金融資本，助力橡膠工業(yè)智能制造
企業(yè)應(yīng)該加大對智能制造的投入，轉(zhuǎn)變過去那種重擴(kuò)大產(chǎn)能的投資傾向。我國金融業(yè)今后將步入重構(gòu)階段，為實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更多的金融產(chǎn)品。金融業(yè)的發(fā)展將為橡膠行業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。應(yīng)該抓住這個機(jī)遇，借力資本，改造和提升我國橡膠工業(yè)。
我國將實(shí)行IPO注冊制，三中全會《決定》“推進(jìn)股票發(fā)行注冊制改革”，今年國家將加大金融改革力度，推進(jìn)股票發(fā)行注冊制改革是五大改革重點(diǎn)，最近證券委表示今年要加快實(shí)行注冊制，這對推動智能制造是個好消息。
現(xiàn)在已形成“兩所”、“兩系統(tǒng)”多層次資本市場，即深交所和深交所、全國股份轉(zhuǎn)讓系統(tǒng)（新三板）和中證企業(yè)報價系統(tǒng)。特別是正在推進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)金融都是可以充分利用的金融資本手段，都將為橡膠工業(yè)智能制造提供強(qiáng)大的融資支持。鼓勵、支持、引導(dǎo)風(fēng)險投資、創(chuàng)業(yè)投資以及民間資本進(jìn)入橡膠工業(yè)智能制造，借助資本，改造傳統(tǒng)橡膠工業(yè)，提高運(yùn)行質(zhì)量，加快我國橡膠工業(yè)向強(qiáng)國發(fā)展的步伐。
12 機(jī)器換人，智能制造，建設(shè)橡膠工業(yè)強(qiáng)國的目標(biāo)和預(yù)測
12.1 目標(biāo)
去年中國橡膠工業(yè)協(xié)會發(fā)布了建設(shè)中國橡膠工業(yè)強(qiáng)國的重要報告《中國橡膠工業(yè)強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略研究》，在這個報告中，將智能制造作為建設(shè)橡膠工業(yè)強(qiáng)國的重要途徑，進(jìn)行了深入、全面的論述，提出了智能制造的方向、目標(biāo)和戰(zhàn)略措施，智能制造是建設(shè)橡膠工業(yè)強(qiáng)國的一條紅線。也可以說，建設(shè)橡膠工業(yè)強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)就是橡膠工業(yè)智能制造的目標(biāo)。
根據(jù)今年人大政府工作報告提出的“中國制造2025，向制造強(qiáng)國邁進(jìn)，力爭到2025年從制造大國邁入制造強(qiáng)國行列”的重要國家戰(zhàn)略，以《中國橡膠工業(yè)強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略研究》為基礎(chǔ)，提出今后10年的目標(biāo)：走智能制造之路，建橡膠工業(yè)強(qiáng)國，爭取“十三五”末（2020年）進(jìn)入橡膠工業(yè)強(qiáng)國初級階段，“十四五”末（2025年）進(jìn)入橡膠工業(yè)強(qiáng)國中級階段。
12.2 預(yù)測
如果按照我們提出的“走智能制造之路，建橡膠工業(yè)強(qiáng)國”的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，到2025年，我國橡膠工業(yè)將實(shí)現(xiàn)四大轉(zhuǎn)變，一是由要素驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變；二是由低成本競爭優(yōu)勢向質(zhì)量效益競爭優(yōu)勢轉(zhuǎn)變；三是由資源消耗大、污染物排放多的粗放制造向綠色制造轉(zhuǎn)變；四是由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變。我國橡膠工業(yè)將呈現(xiàn)嶄新的面貌，屹立于世界橡膠工業(yè)強(qiáng)國之林。
2025年橡膠工業(yè)強(qiáng)國前景展望如下：生產(chǎn)效率(人均銷售額)將提高1.5倍左右；銷售利潤率提高2倍以上；信息化率和信息化集成度達(dá)到90%左右，比現(xiàn)在提高1.8倍以上；現(xiàn)代化指數(shù)由現(xiàn)在的49.2上升到92.7.提高1.88倍左右；銷售額翻番，達(dá)到近2萬億元。同時職工人數(shù)大幅度減少；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性大幅度提高；化石能源消耗逐步減少，代之以清潔能源逐步增加；勞動強(qiáng)度和環(huán)境大幅度改善。屆時我國橡膠工業(yè)將給國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)，在國際市場上展現(xiàn)更強(qiáng)的競爭力。
（范仁德）
（中國橡膠工業(yè)協(xié)會）