《<中國制造2025>重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖(2015版)》近日發(fā)布。路線圖圍繞經(jīng)濟社會發(fā)展和國家安全重大需求，選擇10大戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)重點突破，力爭到2025年處于國際領(lǐng)先地位或國際先進水平。作為10大領(lǐng)域之一，高檔數(shù)控機床和機器人的發(fā)展目標、方向及重點領(lǐng)域明晰。
按照《路線圖》，在高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備領(lǐng)域，到2020年，國內(nèi)市場占有率超過70%;到2025年，高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備國內(nèi)市場占有率超過80%，總體進入世界強國行列。在機器人領(lǐng)域，到2020年，自主品牌工業(yè)機器人國內(nèi)市場占有率達到50%，國產(chǎn)關(guān)鍵零部件國內(nèi)市場占有率達到50%，新一代機器人的核心技術(shù)取得突破;2025年，形成完善的機器人產(chǎn)業(yè)體系，機器人研發(fā)、制造及系統(tǒng)集成能力力爭達到世界先進水平，新一代機器人樣機研制成功，并實現(xiàn)一定規(guī)模的示范應(yīng)用。
高檔數(shù)控機床是指具有高速、精密、智能、復(fù)合、多軸聯(lián)動、網(wǎng)絡(luò)通信等功能的數(shù)控機床，基礎(chǔ)制造裝備是制造各種機器和設(shè)備的裝備之總稱。高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備包括金屬切削加工機床、特種加工機床、鑄、鍛、焊、熱處理等熱加工工藝裝備、增材制造裝備等，具有基礎(chǔ)性、通用性和戰(zhàn)略性的特征。
我國已連續(xù)多年成為世界最大的機床裝備生產(chǎn)國、消費國和進口國。未來10年，電子與通訊設(shè)備、航空航天裝備、軌道交通裝備、電力裝備、汽車、船舶、工程機械與農(nóng)業(yè)機械等重點產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及新材料、新技術(shù)的不斷進步將對數(shù)控機床與基礎(chǔ)裝備提出新的戰(zhàn)略性需求和轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)。對數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備的需求將由中低檔向高檔轉(zhuǎn)變、由單機向包括機器人上下料和在線檢測功能的制造單元和成套系統(tǒng)轉(zhuǎn)變、由數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)變、由通用機床向量體裁衣的個性化機床轉(zhuǎn)變，電子與通訊設(shè)備制造裝備將是新的需求熱點。
為適應(yīng)市場需求，《路線圖》提出的發(fā)展目標是，到2020年，高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備國內(nèi)市場占有率超過70%，數(shù)控系統(tǒng)標準型、智能型國內(nèi)市場占有率分別達到60%、10%，主軸、絲杠、導(dǎo)軌等中高檔功能部件國內(nèi)市場占有率達到50%;到2025年，高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備國內(nèi)市場占有率超過80%，其中用于汽車行業(yè)的機床裝備平均無故障時間達到2000小時，精度保持性達到5年;數(shù)控系統(tǒng)標準型、智能型國內(nèi)市場占有率分別達到80%、30%;主軸、絲杠、導(dǎo)軌等中高檔功能部件國內(nèi)市場占有率達到80%;高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備總體進入世界強國行列。
按照《路線圖》，在重點產(chǎn)品上，將重點針對航空航天裝備、汽車、電子信息設(shè)備等重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，開發(fā)高檔數(shù)控機床、先進成形裝備及成組工藝生產(chǎn)線。包括：電子信息設(shè)備加工裝備、航空航天裝備大型結(jié)構(gòu)件制造與裝配裝備、航空發(fā)動機制造關(guān)鍵裝備、船舶及海洋工程裝備關(guān)鍵制造裝備、軌道交通裝備關(guān)鍵零部件成套加工裝備、汽車關(guān)鍵零部件加工成套裝備及生產(chǎn)線、汽車四大工藝總成生產(chǎn)線、大容量電力裝備制造裝備、工程及農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)線等產(chǎn)品。 在增材制造裝備領(lǐng)域，將重點突破具有系列原創(chuàng)技術(shù)的鈦合金、高強合金鋼、高強鋁合金、高溫合金、非金屬工程材料與復(fù)合材料等高性能大型關(guān)鍵構(gòu)件高效增材制造工藝、成套裝備、專用材料及工程化關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)展激光、電子束、離子束及其它能源驅(qū)動的主流工藝裝備;攻克材料制備、打印頭、智能軟件等瓶頸，打造產(chǎn)業(yè)鏈。
在高檔數(shù)控系統(tǒng)方面，重點開發(fā)多軸、多通道、高精度插補、動態(tài)補償和智能化編程、具有自監(jiān)控、維護、優(yōu)化、重組等功能的智能型數(shù)控系統(tǒng);提供標準化基礎(chǔ)平臺，允許開發(fā)商、不同軟硬件模塊介入，具有標準接口、模塊化、可移植性、可擴展性及可互換性等功能的開放型數(shù)控系統(tǒng)。
在高性能功能部件方面，重點開發(fā)20000～40000r/min高速電主軸、多軸聯(lián)動主軸頭、精密光柵、高速高精度主軸軸承、1~2級滾珠絲杠導(dǎo)軌、定位精度小于6”的轉(zhuǎn)臺等，研發(fā)高性能功能部件精密加工、成形、檢測、裝配成套裝備。
在關(guān)鍵共性技術(shù)上，重點攻克數(shù)字化協(xié)同設(shè)計及3D/4D全制造流程仿真技術(shù)、精密及超精密機床的可靠性及精度保持技術(shù)、復(fù)雜型面和難加工材料高效加工及成形技術(shù)、100%在線檢測技術(shù)。
在應(yīng)用示范工程方面，將開展國家科技重大專項“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”智能化升級工程、航空航天高端制造裝備應(yīng)用示范工程、汽車輕量化材質(zhì)關(guān)鍵部件及總成新工藝裝備應(yīng)用示范工程、艦船平面/曲面智能化加工流水線應(yīng)用示范工程。
在戰(zhàn)略支撐與保障方面，《路線圖》建議，一是組建國家數(shù)控機床共性技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，集中解決數(shù)字化設(shè)計技術(shù)、動靜熱特性試驗技術(shù)以及可靠性、精度保持性等制約性關(guān)鍵技術(shù)。二是組建國家先進成形工藝創(chuàng)新中心、推進制造工藝與制造裝備的緊密結(jié)合。
新一代機器人示范應(yīng)用
機器人是一種半自主或全自主工作的機器，集現(xiàn)代制造技術(shù)、新型材料技術(shù)和信息控制技術(shù)為一體，是智能制造的代表性產(chǎn)品。機器人包括在制造環(huán)境下應(yīng)用的工業(yè)機器人和非制造環(huán)境下應(yīng)用的服務(wù)機器人兩大類。其中，服務(wù)機器人根據(jù)應(yīng)用環(huán)境不同又分為應(yīng)用于家庭或直接服務(wù)于人的個人/家用服務(wù)機器人和應(yīng)用于特殊環(huán)境的專業(yè)服務(wù)機器人。
近年來，我國機器人市場快速發(fā)展。2014年，中國工業(yè)機器人銷量達到5.6萬臺，成為全球第一大工業(yè)機器人市場。養(yǎng)老助殘、救災(zāi)救援、公共安全等多種型號服務(wù)機器人已經(jīng)開始進入示范應(yīng)用，清潔機器人、兩輪自平衡車和模型無人機等家用服務(wù)機器人已經(jīng)進入消費市場。預(yù)計到2020年工業(yè)機器人銷量將達到15萬臺，保有量達到80萬臺;到2025年工業(yè)機器人銷量將達到26萬臺，保有量達到180萬臺。
按照《路線圖》設(shè)定的發(fā)展目標，2020年，我國基本建成以市場為導(dǎo)向、企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合的機器人產(chǎn)業(yè)體系。自主品牌工業(yè)機器人國內(nèi)市場占有率達到50%，國產(chǎn)關(guān)鍵零部件國內(nèi)市場占有率達到50%，產(chǎn)品平均無故障時間(MTBF)達到8萬小時;服務(wù)機器人在養(yǎng)老、康復(fù)、社會服務(wù)、救災(zāi)救援等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)小批量生產(chǎn)及應(yīng)用;新一代機器人的核心技術(shù)取得突破;培育出2~3家年產(chǎn)萬臺以上、產(chǎn)值規(guī)模超過百億元、具有國際競爭力的龍頭企業(yè)，打造出5~8個機器人配套產(chǎn)業(yè)集群。
到2025年，形成完善的機器人產(chǎn)業(yè)體系，機器人研發(fā)、制造及系統(tǒng)集成能力力爭達到世界先進水平。自主品牌工業(yè)機器人國內(nèi)市場占有率達到70%以上，國產(chǎn)關(guān)鍵零部件國內(nèi)市場占有率達到70%，產(chǎn)品主要技術(shù)指標達到國外同類水平，平均無故障時間達到國際先進水平;服務(wù)機器人實現(xiàn)大批量規(guī)模生產(chǎn)，在人民生活、社會服務(wù)和國防建設(shè)中開始普及應(yīng)用，部分產(chǎn)品實現(xiàn)出口;新一代機器人樣機研制成功，并實現(xiàn)一定規(guī)模的示范應(yīng)用;有1~2家企業(yè)進入世界前五名。
工業(yè)機器人、服務(wù)機器人及新一代機器人是下一步發(fā)展的重點。其中，在工業(yè)機器人領(lǐng)域，要實現(xiàn)多關(guān)節(jié)工業(yè)機器人、并聯(lián)機器人、移動機器人的本體開發(fā)及批量生產(chǎn)，使國產(chǎn)工業(yè)機器人在焊接、搬運、噴涂、加工、裝配、檢測、清潔生產(chǎn)等方面的實現(xiàn)規(guī)?；蓱?yīng)用。
在服務(wù)機器人領(lǐng)域，要重點開發(fā)養(yǎng)老助殘、家政服務(wù)、社會公共服務(wù)、教育娛樂等消費服務(wù)領(lǐng)域機器人;重點開發(fā)醫(yī)療康復(fù)機器人、空間機器人、救援機器人、能源安全機器人、無人機等特種機器人。在新一代機器人領(lǐng)域，要積極研發(fā)能夠滿足智能制造需求，特別是與小批量定制、個性化制造、柔性制造相適應(yīng)的，可以完成動態(tài)、復(fù)雜作業(yè)使命，可以與人類協(xié)同作業(yè)的新一代機器人。
在關(guān)鍵零部件上，要重點研發(fā)機器人專用擺線針輪減速器、諧波減速器、高速高性能機器人控制器、伺服驅(qū)動器、高精度機器人專用伺服電機、傳感器等產(chǎn)品。在傳感器上，要重點開發(fā)關(guān)節(jié)位置、力矩、視覺、觸覺、光敏、高頻測量、激光位移等傳感器，滿足國內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用需求。
在關(guān)鍵共性技術(shù)方面，一是攻克整機技術(shù)，以機器人的系列化設(shè)計和批量化制造，提高機器人產(chǎn)品的控制性能、人機交互性能和可靠性性能，提高機器人負載/自重比、人機協(xié)作安全為目標，分階段開展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)。二是部件技術(shù)，以突破機器人關(guān)鍵零部件、滿足國內(nèi)市場應(yīng)用，滿足與人協(xié)作型機器人的關(guān)鍵部件需求，滿足新型機器人關(guān)鍵部件需求為目標，分階段開展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)。三是集成應(yīng)用技術(shù)，以提升機器人任務(wù)重構(gòu)、偏差自適應(yīng)調(diào)整的能力，提高機器人在人機共存環(huán)境中完成復(fù)雜任務(wù)的能力，促進機器人融入人類生活為目標，分階段開展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)。
在應(yīng)用示范工程方面，要推進機器人關(guān)鍵零部件研制及應(yīng)用示范工程，支持減速器、控制器、伺服電機及驅(qū)動器、傳感器等關(guān)鍵零部件的研制及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。推進工業(yè)機器人核心技術(shù)研究及應(yīng)用示范工程，支持工業(yè)機器人核心技術(shù)、多工業(yè)機器人協(xié)作技術(shù)及智能工業(yè)機器人技術(shù)研究，并按照細分行業(yè)推進示范應(yīng)用。推進服務(wù)機器人技術(shù)研究及應(yīng)用示范工程，重點支持醫(yī)療、康復(fù)、養(yǎng)老、助殘、救援等社會公共服務(wù)機器人的研制，創(chuàng)造良好社會和政策環(huán)境，推進國產(chǎn)產(chǎn)品的示范應(yīng)用。推進機器人人才培養(yǎng)示范工程，加強機器人相關(guān)專業(yè)學(xué)科建設(shè)，加強多學(xué)科交叉整合，加強國際交流與學(xué)習(xí)，加快引進海外高端人才，設(shè)立機器人教學(xué)示范點，培養(yǎng)基礎(chǔ)人才。
在戰(zhàn)略支撐和保障上，《路線圖》建議，編制機器人專項規(guī)劃，支持和推動機器人自主創(chuàng)新能力建設(shè)和自主品牌建設(shè)，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有帶動性或突出貢獻的企業(yè)或項目給予獎勵，落實《增強制造業(yè)核心競爭力三年行動計劃(2015~2017年)》對工業(yè)機器人關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目的支持。建立國家機器人協(xié)同創(chuàng)新中心，開展機器人共性技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)研究。建立國家機器人檢測與評定中心，實現(xiàn)機器人及其關(guān)鍵零部件性能檢測能力，及可靠性和安全性能評價能力，推廣機器人評價、認證體系。同時，還要加強機器人基礎(chǔ)共性標準、關(guān)鍵技術(shù)標準和重點應(yīng)用標準的研究制定，積極參與國際標準化工作。
