機器人被譽為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。

　　自“十三五”以來，我國機器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，尤其是工業(yè)機器人。2021年中國工業(yè)機器人銷量為25.6萬臺，同比增長48.8%?！丁笆奈濉睓C器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》顯示，我國已經(jīng)連續(xù)8年成為全球最大的工業(yè)機器人消費國。投融資也備受青睞，2021年，中國工業(yè)機器人融資金額達182.0億元，同比增長37.0%。

　　市場規(guī)模越來越大，機器人行業(yè)駛?cè)胍黄八{?！?。據(jù)《中國冶金報》記者了解，國內(nèi)外冶金行業(yè)機器人成熟應(yīng)用工位已達20多個，近兩年發(fā)展勢頭較快，不斷有新產(chǎn)品出現(xiàn)。國內(nèi)很多鋼鐵企業(yè)正積極布局機器人產(chǎn)業(yè)，中國寶武、南鋼、建龍、山鋼、馬鋼、鞍鋼等均已成立了獨立的機器人研發(fā)團隊，如寶信軟件智能裝備事業(yè)部、南鋼金恒科技機器人研發(fā)團隊（下稱金恒科技）、北京同創(chuàng)信通科技有限公司（下稱同創(chuàng)信通）、山信軟件機器人團隊、飛馬智科機器人研發(fā)團隊等，在冶金行業(yè)機器人研發(fā)及應(yīng)用方面發(fā)展較快、成績顯著。

　　冶金機器人發(fā)展勢頭緣何如此迅猛？這些機器人的市場在哪里？各個團隊的優(yōu)、劣勢是什么？未來有怎樣的發(fā)展規(guī)劃？帶著這些問題，《中國冶金報》記者與鋼企智能化有關(guān)負(fù)責(zé)人進行了深入交流。

　　勢在必行

　　當(dāng)前，對于冶金企業(yè)來說，布局機器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)到了非做不可的地步。原因主要有4個方面：

　　第一，時代原因。當(dāng)前新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進，新一代信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源、新材料等與機器人技術(shù)深度融合，機器人產(chǎn)業(yè)迎來升級換代、跨越發(fā)展的窗口期。我國已轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系迫切需要新興產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的強力支撐。

　　第二，疫情原因。席卷全球的新冠肺炎疫情，給機器人行業(yè)發(fā)展按下了加速鍵，使其陡然邁過了需要不短時間進行的市場教育階段，直接進入人們的視野。機器人在防疫中有良好的表現(xiàn)，在后疫情時代，機器人產(chǎn)業(yè)鏈也將在產(chǎn)業(yè)升級、疫情防控等大環(huán)境的催化下，擁有新的賽道和市場。

　　第三，社會原因。工業(yè)機器人取代人，不僅為降本增效，更源于對未來現(xiàn)場勞動資源供給的擔(dān)憂。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021年，我國勞動力市場需求和供應(yīng)的缺口在持續(xù)增大，16歲~59歲勞動年齡人口為8.8億人，相比2010年減少了4000多萬人。

　　第四，行業(yè)原因。工業(yè)機器人可以精確持久地在危險、惡劣的環(huán)境下工作，非常適用于制造流程中高溫、高速、高粉塵、高強度、長周期的工作環(huán)節(jié)。“保護人、解放人、幫助人”，某業(yè)內(nèi)人士形象地總結(jié)了工業(yè)機器人的作用。鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的危險性、部分崗位工作的重復(fù)性等導(dǎo)致機器人應(yīng)用的普遍性、必要性在加強。

　　目前，鋼鐵企業(yè)不僅是應(yīng)用機器人的主體，而且成為研發(fā)機器人的重要力量。鋼企需要用到的機器人非常多，焊標(biāo)機器人、噴號機器人、加渣機器人、貼標(biāo)機器人等常規(guī)機器人應(yīng)用普遍且成熟，基本能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)替代，另外一些科技成分更高的機器人產(chǎn)品則是行業(yè)攻關(guān)的難點。

　　多家鋼企智能化相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴《中國冶金報》記者，常規(guī)機器人的市場競爭非常激烈，不僅要面對來自鋼企同行的競爭，還要與一些進口品牌、國產(chǎn)自主品牌的機器人“PK”。那么，我們是否有優(yōu)勢？“每家公司專注的領(lǐng)域不同，各自形成了一些明星產(chǎn)品，其實不好一概而論地進行比較?！蓖瑒?chuàng)信通總經(jīng)理王保紅表示，“在一些自己具有獨創(chuàng)技術(shù)的領(lǐng)域，企業(yè)就會表現(xiàn)出很強的競爭力。”

　　《中國冶金報》記者在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，很多鋼企已經(jīng)擁有了自己的機器人明星產(chǎn)品，形成了獨家的專利技術(shù)。比如，金恒科技基于視覺定位機器人全自動沖擊試驗系統(tǒng)于2019年獲得冶金科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎，截至2022年5月底，金恒科技機器人研發(fā)團隊共申報機器人領(lǐng)域?qū)＠?98項，其中108項已獲授權(quán)；同創(chuàng)信通自主研發(fā)的連鑄平臺無人化機器人序列、測溫取樣機器人序列（應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐、電爐、吹氬站、精煉爐等場景）在國內(nèi)競爭力領(lǐng)先，產(chǎn)品已經(jīng)能夠與國外企業(yè)進行同臺競爭；等等。

　　整體來看，國內(nèi)鋼企研發(fā)生產(chǎn)的機器人主要應(yīng)用市場集中在鋼鐵行業(yè)。之所以主要面向鋼鐵市場，是因為這些機器人研發(fā)團隊具備平臺和工藝優(yōu)勢。研發(fā)團隊往往隸屬鋼鐵企業(yè)，擁有一個穩(wěn)定的實驗場地進行產(chǎn)品研制及驗證迭代。同時，研發(fā)團隊往往熟悉鋼鐵全流程工藝、設(shè)備，具有豐富的鋼鐵工藝知識背景，使得機器人產(chǎn)品的設(shè)計、實施、調(diào)試、運行等更加便利，因此也更容易突破。這也造就了鋼企研發(fā)團隊相較于自主品牌機器人的優(yōu)勢。

　　“我們國內(nèi)鋼企客戶的比例達到了80%~90%。”金恒科技智能裝備部部長楊孟告訴《中國冶金報》記者，南鋼于2016年便成立機器人事業(yè)部，在國內(nèi)成立時間相對較早。對于他們而言，內(nèi)部鋼鐵公司既是客戶，也是試驗平臺，新研發(fā)的機器人會在內(nèi)部公司進行優(yōu)化更新，再推廣到市場，目前有武鋼、永鋼、永豐鋼鐵、山西建邦等20多家外部客戶。

　　山信軟件自動化部經(jīng)理杜偉表示，其所在團隊研發(fā)的測溫取樣機器人在國內(nèi)鋼廠已經(jīng)應(yīng)用了13臺，5臺正在進行中；貼標(biāo)機器人也已經(jīng)應(yīng)用9臺。同創(chuàng)信通等也采用了這種先內(nèi)后外的研發(fā)、推廣模式。

　　另外，鋼企機器人研發(fā)團隊還有效率優(yōu)勢、價格優(yōu)勢。王保紅表示，連鑄平臺無人化機器人序列是技術(shù)難度相對較高的產(chǎn)品，目前國內(nèi)只有3家企業(yè)可以生產(chǎn)?！捌珍J特等企業(yè)生產(chǎn)一套連鑄平臺無人化機器人的周期大概是1年，我們目前只需要6個月，生產(chǎn)效率大大提升。”他同時表示，通過有效控制成本，目前整套價格優(yōu)勢強于國外。

　　研發(fā)工業(yè)機器人難不難？相關(guān)鋼企負(fù)責(zé)人告訴《中國冶金報》記者，鋼廠往往以外購的機器人本體為硬件核心，根據(jù)不同的應(yīng)用場景，自主研發(fā)機器人的控制系統(tǒng)、視覺定位系統(tǒng)、機器算法等應(yīng)用系統(tǒng)以及部分機械裝置，相當(dāng)于給機器人裝上“大腦”“眼睛”“觸覺”“手臂”等，這個過程并不容易?！熬拖褓I了一臺高級計算機，里邊需要裝上哪些軟件？裝上軟件后怎么操作，才能讓這臺高科技產(chǎn)品發(fā)揮作用？這是需要鋼廠研發(fā)的部分。”楊孟形象地比喻道。

　　以噴號機器人為例，機械手上裝有噴槍，需要噴涂系統(tǒng)（解決涂料怎么輸送到噴槍的問題）、視覺定位系統(tǒng)（準(zhǔn)確找到要噴涂的鋼材）引導(dǎo)機械手工作，這幾個復(fù)雜的系統(tǒng)還需要控制系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)。機械裝置即根據(jù)不同的應(yīng)用場景，經(jīng)過自主設(shè)計加工出來的硬件。比如，噴槍需要噴頭，焊牌需要焊槍。

　　業(yè)內(nèi)人士介紹，在整個研發(fā)的過程中，智能識別技術(shù)，手、眼、力的協(xié)同，同平臺任何機器人的協(xié)同作業(yè)，抗干擾及安全保護解決方案等都是其中很難的部分。

　　對鋼鐵企業(yè)而言，研發(fā)產(chǎn)線各工位的機器人有一些獨特的要求。“由于鋼企生產(chǎn)的流程長，現(xiàn)場工況、生產(chǎn)節(jié)奏等很復(fù)雜，研發(fā)鋼企產(chǎn)線機器人需要對鋼鐵工藝有深入了解，才能在真正了解企業(yè)現(xiàn)場作業(yè)痛點、可能出現(xiàn)的突發(fā)情況等基礎(chǔ)上，研發(fā)出與現(xiàn)實場景應(yīng)用完美結(jié)合的軟硬件?！睏蠲辖榻B道。

　　楊孟舉了一個全自動沖擊實驗機器人的例子。人工做沖擊實驗的過程是這樣的：在一個打火機大小的鐵塊試樣中間加工出一個V形凹槽，大約5毫米深、5毫米寬。加工完之后，將試樣放到零下80攝氏度的酒精里冷卻，酒精里一次可擺60個試樣。冷卻1小時后，人工拿一個小夾子把試樣從酒精里夾出，5秒之內(nèi)放到旁邊的沖擊機上，讓試樣V形槽對準(zhǔn)正中間。擺好以后人工按鍵，讓擺錘將其撞斷，然后由人工把撞斷以后的沖擊數(shù)據(jù)抄下來。這項工作的難點主要有3個方面：一是人每天要彎腰取試樣1000次左右，很累；二是5秒鐘內(nèi)將試樣取出來擺好，挑戰(zhàn)很大；三是人工抄寫的數(shù)據(jù)是否存在誤差，值得商榷。全自動沖擊實驗機器人的出現(xiàn)就完美解決了這些問題?！拔覀冊谘邪l(fā)時需要重點解決這樣一些問題，如用機械夾爪從零下80攝氏度的酒精里取試樣，可能被凍?。辉嚇尤〕鰜砗?，怎么讓V形槽對準(zhǔn)沖擊機的正中間等。這些看起來簡單，其實都是機器人研發(fā)的技術(shù)難點。”楊孟解釋道。

　　另外，研發(fā)技術(shù)含量更高的機器人產(chǎn)品，難度還要再上一個臺階。王保紅介紹道，連鑄平臺無人化機器人序列、轉(zhuǎn)爐測溫取樣機器人等產(chǎn)品，由于技術(shù)難度高，往往需要更多的資金投入和更長的研發(fā)周期?！霸谖覀冄邪l(fā)轉(zhuǎn)爐測溫取樣機器人之前，國內(nèi)沒有成熟應(yīng)用的案例，我們研發(fā)了3年，失敗了三四次，今年才真正投用?！彼f。

　　機器人是鋼鐵工業(yè)產(chǎn)線“智商”的有力體現(xiàn)，研發(fā)、應(yīng)用機器人是企業(yè)實現(xiàn)自動化、智能化升級的重要推動力。目前，各鋼企機器人領(lǐng)域的競爭已經(jīng)在從低水平的競爭逐漸轉(zhuǎn)向打造自身特色的高水平競爭。在這方面，有遠(yuǎn)見的鋼企已經(jīng)先行一步。

　　“我們的機器人研發(fā)目標(biāo)是國外已有、本土公司尚未突破的‘藍?！??！蓖醣＜t告訴《中國冶金報》記者，“我們目前正在研發(fā)嵌入式水口更換機器人，目前國內(nèi)僅有的一套是由維蘇威做的，價格達到1000多萬元。經(jīng)過設(shè)計方案、仔細(xì)論證，我們發(fā)現(xiàn)成本可以比這個減少至少1/2。等這一產(chǎn)品面世，同類型進口機器人的價格也會同步下降。”

　　王保紅介紹，10多年前，一臺進口噴號機器人需要400多萬元，現(xiàn)在只要50萬元左右，基本實現(xiàn)國產(chǎn)替代。根本原因還是在于國內(nèi)技術(shù)的進步，打破了進口機器人一家獨大、價格虛高的狀況。這一進步也在酒鋼西部重工公司得到了驗證。該公司黨委辦公室主任張宇翔介紹，西部重工公司目前的機器人全部采用國產(chǎn)品牌，使用方便、性價比高，第一臺ABB機器人目前已經(jīng)全面下線。

　　“從單一功能應(yīng)用集成到打造數(shù)字化、智能化生產(chǎn)線，實現(xiàn)解決方案的產(chǎn)品化、模塊化，這些都是我們努力的方向。”杜偉表示，實現(xiàn)機器人系統(tǒng)與現(xiàn)場自動化系統(tǒng)/信息系統(tǒng)的無縫集成，提高機器感知、機器算法、機器學(xué)習(xí)、機器視覺的綜合技術(shù)與解決方案能力，是山信軟件錨定的未來發(fā)展方向。

　　同時，國內(nèi)鋼企機器人研發(fā)團隊還積極拓展市場，實現(xiàn)跨界研發(fā)，有的甚至走向海外。如金恒科技就經(jīng)歷了從引進到自主研發(fā)，再到跨界發(fā)展的轉(zhuǎn)變。楊孟告訴《中國冶金報》記者，金恒科技不僅拿下了舍弗勒南京公司的機床上下料機器人、南京板橋消防器材廠全自動產(chǎn)線上下料機器人、南京佳盛機電器材制造有限公司折彎件自動下料機器人等跨領(lǐng)域的市場訂單，而且開發(fā)了俄羅斯的客戶，機器人產(chǎn)品的市場正變得日益寬廣。