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機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（－2020年）
機器人既是先進制造業(yè)的關鍵支撐裝備，也是改善人類生活方式的重要切入點。無論是在制造環(huán)境下應用的工業(yè)機器人，還是在非制造環(huán)境下應用的服務機器人，其研發(fā)及產業(yè)化應用是衡量一個國家科技創(chuàng)新、高端制造發(fā)展水平的重要標志。大力發(fā)展機器人產業(yè)，對于打造中國制造新優(yōu)勢，推動工業(yè)轉型升級，加快制造強國建設，改善人民生活水平具有重要意義。
為貫徹落實好《中國制造2025》將機器人作為重點發(fā)展領域的總體部署，推進我國機器人產業(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、現狀與形勢
自1954年世界上第一臺機器人誕生以來，世界工業(yè)發(fā)達國家已經建立起完善的工業(yè)機器人產業(yè)體系，核心技術與產品應用領先，并形成了少數幾個占據全球主導地位的機器人龍頭企業(yè)。特別是國際金融危機后，這些國家紛紛將機器人的發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，力求繼續(xù)保持領先優(yōu)勢。近五年來，全球工業(yè)機器人銷量年均增速超過17%，2014年銷量達到22.9萬臺，同比增長29%，全球制造業(yè)機器人密度(每萬名工人使用工業(yè)機器人數量)平均值由5年前的50提高到66，其中工業(yè)發(fā)達國家機器人密度普遍超過200。與此同時，服務機器人發(fā)展迅速，應用范圍日趨廣泛，以手術機器人為代表的醫(yī)療康復機器人形成了較大產業(yè)規(guī)模，空間機器人、仿生機器人和反恐防暴機器人等特種作業(yè)機器人實現了應用。
我國機器人研發(fā)起步于20世紀70年代，近年來，在一系列政策支持下及市場需求的拉動下，我國機器人產業(yè)快速發(fā)展。2014年自主品牌工業(yè)機器人銷量達到1.7萬臺，較上年增長78%。服務機器人在科學考察、醫(yī)療康復、教育娛樂、家庭服務等領域已經研制出一系列代表性產品并實現應用。自2013年起我國成為全球第一大工業(yè)機器人應用市場，2014年銷量達到5.7萬臺，同比增長56%，占全球銷量的1/4，機器人密度由5年前的11增加到36。
雖然我國機器人產業(yè)已經取得了長足進步，但與工業(yè)發(fā)達國家相比，還存在較大差距。主要表現在：機器人產業(yè)鏈關鍵環(huán)節(jié)缺失，零部件中高精度減速器、伺服電機和控制器等依賴進口;核心技術創(chuàng)新能力薄弱，高端產品質量可靠性低;機器人推廣應用難，市場占有率亟待提高;企業(yè)“小、散、弱”問題突出，產業(yè)競爭力缺乏;機器人標準、檢測認證等體系亟待健全。
當前，隨著我國勞動力成本快速上漲，人口紅利逐漸消失，生產方式向柔性、智能、精細轉變，構建以智能制造為根本特征的新型制造體系迫在眉睫，對工業(yè)機器人的需求將呈現大幅增長。與此同時，老齡化社會服務、醫(yī)療康復、救災救援、公共安全、教育娛樂、重大科學研究等領域對服務機器人的需求也呈現出快速發(fā)展的趨勢�！笆濉睍r期是我國機器人產業(yè)發(fā)展的關鍵時期，應把握國際機器人產業(yè)發(fā)展趨勢，整合資源，制定對策，抓住機遇，營造良好發(fā)展環(huán)境，促進我國機器人產業(yè)實現持續(xù)健康快速發(fā)展。
二、總體要求
(一)指導思想
全面貫徹落實黨的十八大和十八屆三中、四中、五中全會精神，堅持創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享發(fā)展理念，加快實施《中國制造2025》，緊密圍繞我國經濟轉型和社會發(fā)展的重大需求，堅持“市場主導、創(chuàng)新驅動、強化基礎、質量為先”原則，“十三五”期間聚焦“兩突破”、“三提升”，即實現機器人關鍵零部件和高端產品的重大突破，實現機器人質量可靠性、市場占有率和龍頭企業(yè)競爭力的大幅提升，以企業(yè)為主體，產學研用協(xié)同創(chuàng)新，打造機器人全產業(yè)鏈競爭能力，形成具有中國特色的機器人產業(yè)體系，為制造強國建設打下堅實基礎。
市場主導就是堅持以市場需求為導向，以企業(yè)為主體，充分發(fā)揮市場對機器人研發(fā)方向、路線選擇、各類要素配置的決定作用。創(chuàng)新驅動就是加強機器人創(chuàng)新體系建設，加快形成有利于機器人創(chuàng)新發(fā)展的新機制，優(yōu)化商業(yè)和服務模式，打造公共創(chuàng)新平臺。強化基礎就是加強機器人共性關鍵技術研究，建立完善機器人標準體系及檢測認證平臺，夯實產業(yè)發(fā)展基礎。質量為先就是提高機器人關鍵零部件及高端產品的質量可靠性，提升自主品牌核心競爭力。
(二)發(fā)展目標
經過五年的努力，形成較為完善的機器人產業(yè)體系。技術創(chuàng)新能力和國際競爭能力明顯增強，產品性能和質量達到國際同類水平，關鍵零部件取得重大突破，基本滿足市場需求。2020年具體目標如下：
產業(yè)規(guī)模持續(xù)增長。自主品牌工業(yè)機器人年產量達到10萬臺，六軸及以上工業(yè)機器人年產量達到5萬臺以上。服務機器人年銷售收入超過300億元，在助老助殘、醫(yī)療康復等領域實現小批量生產及應用。培育3家以上具有國際競爭力的龍頭企業(yè)，打造5個以上機器人配套產業(yè)集群。
技術水平顯著提升。工業(yè)機器人速度、載荷、精度、自重比等主要技術指標達到國外同類產品水平，平均無故障時間(MTBF)達到8萬小時;醫(yī)療健康、家庭服務、反恐防暴、救災救援、科學研究等領域的服務機器人技術水平接近國際水平。新一代機器人技術取得突破，智能機器人實現創(chuàng)新應用。
關鍵零部件取得重大突破。機器人用精密減速器、伺服電機及驅動器、控制器的性能、精度、可靠性達到國外同類產品水平，在六軸及以上工業(yè)機器人中實現批量應用，市場占有率達到50%以上。
集成應用取得顯著成效。完成30個以上典型領域機器人綜合應用解決方案，并形成相應的標準和規(guī)范，實現機器人在重點行業(yè)的規(guī)�；瘧�，機器人密度達到150以上。
三、主要任務
(一)推進重大標志性產品率先突破
推進工業(yè)機器人向中高端邁進。面向《中國制造2025》十大重點領域及其他國民經濟重點行業(yè)的需求，聚焦智能生產、智能物流，攻克工業(yè)機器人關鍵技術,提升可操作性和可維護性,重點發(fā)展弧焊機器人、真空(潔凈)機器人、全自主編程智能工業(yè)機器人、人機協(xié)作機器人、雙臂機器人、重載AGV等六種標志性工業(yè)機器人產品，引導我國工業(yè)機器人向中高端發(fā)展。
促進服務機器人向更廣領域發(fā)展。圍繞助老助殘、家庭服務、醫(yī)療康復、救援救災、能源安全、公共安全、重大科學研究等領域，培育智慧生活、現代服務、特殊作業(yè)等方面的需求，重點發(fā)展消防救援機器人、手術機器人、智能型公共服務機器人、智能護理機器人等四種標志性產品，推進專業(yè)服務機器人實現系列化，個人/家庭服務機器人實現商品化。
專欄一 十大標志性產品
——弧焊機器人。6自由度多關節(jié)機器人，中厚板弧焊機器人額定負載≥10kg，薄板弧焊機器人額定負載6kg。實現焊縫軌跡電弧跟蹤、高壓接觸感知、焊縫坡口寬度電弧跟蹤等關鍵技術的應用。
——真空(潔凈)機器人。真空最大負載15kg，潔凈最大負載210kg，重復定位精度±0.05～0.1mm，實現真空環(huán)境下傳動潤滑、直驅控制、動態(tài)偏差檢測與校正及碰撞檢測與保護等關鍵技術的應用。
——全自主編程智能工業(yè)機器人。6自由度以上，適應工件尺寸范圍在1m*1m*0.3m以上，具有智能工藝專家系統(tǒng)，可自動獲取信息生成作業(yè)程序，全過程非示教，自動編程時間小于1秒，滿足噴涂、拋光、打磨等復雜的作業(yè)要求。
——人機協(xié)作機器人。6自由度以上的多關節(jié)機器人，自重負載比小于4，重復定位精度±0.05mm，力控精度<5N，碰撞安全監(jiān)測響應時間<0.3s，選配本體感應皮膚的整臂安全感應距離<1cm，防護等級IP54，適用于柔性、靈活度和精準度要求較高的行業(yè)如電子、醫(yī)藥、精密儀器等行業(yè)，滿足更多工業(yè)生產中的操作需要。
——雙臂機器人。每個單臂6自由度以上，關節(jié)轉動速度≥±180°/s，雙臂平均功耗<500W，帶雙臂碰撞檢測的路徑規(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，重復定位精度±0.05mm，適用于3C電子等行業(yè)的零件組裝產線。
——重載AGV。驅動方式：全輪驅動;最大負載能力40000Kg;最大速度：直線20m/min;轉彎半徑：2m;輔助磁導航精度：±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。
——消防救援機器人。滿足自然災害和惡性事故等現場對災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、災情探測定位、定點拋投、排障、滅火和救援等任務。
——手術機器人。冗余機械臂的自由度數目不小于6個，最高重復位置精度優(yōu)于1mm，選取點上的測量誤差不大于1%，可完成各類相關手術。
——智能型公共服務機器人。導航方式：激光SLAM，最大移動速度0.6m/s，定位精度±100mm，定位航向角精度±5°，最大工作時間3h，手臂數量2，單臂自由度2-7，頭部自由度1-2，具備自主行走、人機交互、講解、導引等功能。
——智能護理機器人。面向老人照護需求，具有智能感知識別、自主移動等能力，與用戶進行交流，輔助老人進行家務勞動，提供多樣性的護理服務。
(二)大力發(fā)展機器人關鍵零部件
針對6自由度及以上工業(yè)機器人用關鍵零部件性能、可靠性差，使用壽命短等問題，從優(yōu)化設計、材料優(yōu)選、加工工藝、裝配技術、專用制造裝備、產業(yè)化能力等多方面入手，全面提升高精密減速器、高性能機器人專用伺服電機和驅動器、高速高性能控制器、傳感器、末端執(zhí)行器等五大關鍵零部件的質量穩(wěn)定性和批量生產能力，突破技術壁壘，打破長期依賴進口的局面。
專欄二 五大關鍵零部件
——高精密減速器。通過發(fā)展高強度耐磨材料技術、加工工藝優(yōu)化技術、高速潤滑技術、高精度裝配技術、可靠性及壽命檢測技術以及新型傳動機理的探索，發(fā)展適合機器人應用的高效率、低重量、長期免維護的系列化減速器。
——高性能機器人專用伺服電機和驅動器。通過高磁性材料優(yōu)化、一體化優(yōu)化設計、加工裝配工藝優(yōu)化等技術的研究，提高伺服電機的效率，降低功率損失，實現高功率密度。發(fā)展高力矩直接驅動電機、盤式中空電機等機器人專用電機。
——高速高性能控制器。通過高性能關節(jié)伺服、振動抑制技術、慣量動態(tài)補償技術、多關節(jié)高精度運動解算及規(guī)劃等技術的發(fā)展，提高高速變負載應用過程中的運動精度，改善動態(tài)性能。發(fā)展并掌握開放式控制器軟件開發(fā)平臺技術，提高機器人控制器可擴展性、可移植性和可靠性。
——傳感器。重點開發(fā)關節(jié)位置、力矩、視覺、觸覺等傳感器，滿足機器人產業(yè)的應用需求。
——末端執(zhí)行器。重點開發(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，滿足機器人產業(yè)的應用需求。
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