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做中国“智能制造”的加速器

发表时间:2021-10-18 11:55

工业机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”。在首届中国国际进口博览会(以下简称“进博会”)星光熠熠的智能及高端装备馆,智能工厂演示可以说是一场别开生面的世界工业机器人“武林大会”。全球工业机器人“四大家族”之一的库卡打造的“工业4.0”模式,把一座小型智能工厂搬到眼前:十几台机器人各司其职,有的正伸长手臂拾取组件,有的正左右摆动快速拼装,犹如好莱坞大片中的科幻场景走出银幕一般,让人不由感叹科技就是靠前生产力。


       判断智能化或自动化程度的高低,工业机器人技术的使用是一个极为重要的标志。在未来‘工业4.0’或智能制造、智能工厂的场景中,机器人是一个必不可少的关键角色。


     


       据悉,在进博会期间,TüV莱茵发布了《工业4.0贴近度评估体系》,目的就是为国内制造工厂提供评估自身工业发展程度的标准,明确工厂目前现状与“工业4.0”之间的差距。其中“工业3.0”阶段的一个主要特点是自动化,现阶段国内不少工厂正在考虑投入工业机器人和自动化生产线,中国已经成为世界靠前大工业机器人需求国,因此,引来全球工业机器人巨头大秀“铁肌肉”也就不足为奇了。

       时势造英雄。近几年,我国机器人产业的发展速度已居于全球较高水平,涌现了像新松、新时达、埃夫特和埃斯顿等一批优秀的本土机器人制造商。在“一带一路”影响下,国内机器人和自动化生产线出口到新兴市场国家的数量呈逐年上涨趋势,一些东欧国家也在其势力影响范围之内。


  尽管目前国内高端机器人出口到欧美市场并不多,但随着“中国制造2025”战略逐步推进,国内机器人制造商的目光终将落在世界优异阵营。那么该如何安全地进入欧洲市场?众所周知,“CE标识”被视为制造商进入欧盟的护照。徐澍告诉本刊记者,机器人产品为了合法地取得CE认证标识的使用资格,必须符合欧盟关于机械安全性(机械指令2006/42/EC)、电磁兼容性(电磁兼容性EMC指令2014/30/EU)以及机器人协调标准(ENISO 10218)的相关要求。


  “功能安全”在欧洲非常普遍,但在我国仍是一个较新的概念。功能安全涉及对产品全生命周期的分析,包括设计、制造、使用和维护的各个环节都在考量范围内。如何使产品在整个生命周期都能满足“安全完整性等级”的要求已成为工业机器人领域关注的重点。徐澍介绍,对机器人以及一些周边产品,TüV莱茵推荐采用IEC61508、IEC 62061、ISO 13849标准,其功能安全证书已成为国际采购商招标时的要求之一。


  根据机器人的使用环境不同,还需要满足其他一些安全要求。对此,在汽车生产线的喷涂使用场景中,由于涂料的化学物质具有易燃易爆性,喷涂作业现场如同一个汽油站。而机器人由电操控,如果防护不当,便会导致起火爆炸。因而,在喷涂项目中,欧盟等国际标准要求机器人必须具备防爆性能。另外,机器人所涉及的一些零部件如控制器、伺服系统、保护类元器件和减速机等也要符合安全要求。


  当然,欧盟是一个由多国组成的联合体,在进入具体国家时,除了符合欧盟一般安全要求外,还需要咨询出口国本地的一些安全监理要求。在此,建议国内的生产线厂家和机器人生产厂家,应当多与熟悉本地法律法规的买家或业主等终端用户沟通,以便了解具体情况。

       随着行业自动化进程的加速,近年来我国市场对工业机器人的需求爆发,2017年全年我国进口工业机器人超过8.4万套,创历史新高,较2016年增加近3.2万套。据中国机器人网统计,日本一直是我国工业机器人靠前大进口来源国,每年占我国工业机器人进口量超过60%,其次是德国和瑞典。


  “与欧盟‘CE标识’对应,国外机器人产品进入中国市场时需要获得‘CR标识’。CR认证是国内市场对机器人以及零部件安全和可靠性的一个基本的准入要求。


  由于国内工业机器人市场快速发展,催生了机器人系统集成商数量的急速扩张。后者处于机器人产业链的下游应用端,能为终端客户提供应用解决方案。现在,不光是汽车、电子行业,食品、玩具和医疗器械等几乎所有行业都可以使用机器人。为此,购买机器人后是一定要考虑到使用环境的潜在安全隐患,防止机器伤人、爆炸等安全事故发生。

       除了工业机器人,包括智能家电、智能汽车和可穿戴设备等在内的智能产品均属于典型的智能制造范畴。它们除了要符合常规的机械安全、电气安全和电磁兼容,还要考虑网络和信息安全。2018年5月在欧洲生效的《通用数据保护条例》(GDPR),实际上是欧洲在智能制造背景下所实施的史上严格的个人隐私保护规定,如同任何复杂的机电系统一样,工业机器人也会受到网络安全的威胁。比如,经常处于开放状态且安全级别低的固件和软件、机器人操作系统提供的开源软件、通信系统加密措施薄弱等都是工业机器人网络安全风险的来源。凡是涉及工厂和个人的生产模式、生活模式或使用习惯的隐私数据,GDPR对其均有监管效力。


       当进博会上演的机器人武林大会既“张牙舞爪”,又秩序井然,预告着未来工厂的虚拟和现实,而操作它们的仅仅是几名工程师。这不由让人对新技术感到担忧:“智能制造”的终点是无人工厂吗?机器人会抢走传统工厂生产线工人的工作机会吗?“智能制造”的本质,“工业4.0”将是产品全生命周期乃至全价值链、全生态系统的变革,是企业快节奏、高定制化的生产模式。传统制造业将向服务业延伸,重点满足客户的定制化需求,“人”得以从大量的劳动中解放出来,从事更具创造性的服务,转而催生新的“制造业”。“就如同机器人产业出现后,催生了机器人系统集成市场的爆发一样,现阶段,机器人系统集成商的数量,已远远超过机器人生产厂家的数量,还有进一步扩大的趋势,至于新领域将在何时以何种方式呈现,也将遵循产业发展的趋势,条件成熟,则水到渠成。


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