淺談智能工業(yè)機器手實訓(xùn)室建設(shè)
時間：2025-04-07 06:00:33 點擊次數(shù)：
中人教儀廠 淺談智能工業(yè)機器手實驗室建造設(shè)計
一、智能工業(yè)機器手機器人技術(shù)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
機器人產(chǎn)業(yè)被譽為"制造業(yè)皇冠頂端的明珠"，發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)已成為世界各國搶占未來經(jīng)濟科技制高點的國家戰(zhàn)略。隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，工業(yè)機器人的應(yīng)用呈逐年快速增長態(tài)勢。2013 年4 月，德國政府提出"工業(yè) 4.0"戰(zhàn)略，可以在 2013 年4 月的漢諾威工業(yè)博覽會上正式推出，其目的是為了提升德國工業(yè)的競爭力，在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機。德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認為，"工業(yè) 4.0"概念即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，該戰(zhàn)略旨在經(jīng)過充分運用信息通訊技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)相集合的手段 ，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。
全球工業(yè)機器人增長迅猛，市場規(guī)模300億美元，全球工業(yè)機器人在2017年銷量為38.7萬臺，同比增長31%，中國則裝配了約13.8萬臺工業(yè)機器人，需求增長58%，相比歐美發(fā)達國家，德國增長了8%，美國只增長6%，這數(shù)值來自國際機器人聯(lián)合會。
在2018年，機器人技術(shù)支出將達到940億美元，占整個2017-2021年預(yù)測支出的90%以上。2018年全球機器人和無人機解決方案的支出將達到1031億美元，比2017年增長22.1%。
2019年，有關(guān)機器人的離散制造業(yè)和流程將成為支出總額超過800億美元的主要行業(yè)。工業(yè)機器人解決方案將占機器人支出的最大份額(超過70%)，其次是服務(wù)機器人和消費機器人。
2020年，全球?qū)⒂?00多萬臺工業(yè)機器人投入使用，增長速度令人驚嘆，作為機器人消費大國，連續(xù)5年成為全球第一大工業(yè)機器人應(yīng)用市場，我國機器人需求將占全球需求40%。另外，今年全球機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模將增長到300億美元。
IDC預(yù)計，到2021年，這一支出將多加一倍以上，達到2184億美元，復(fù)合年增長率(CAGR)為25。
中國將成為最大的機器人地理市場，中國將提供超過30%的機器人支出，接下來的是亞太地區(qū)的其余部分、美國和日本。中國(55.5%復(fù)合年均增長率)和其余亞太地區(qū)(不含有概括中國和日本) (62%復(fù)合年均增長率)的強勁支出增長將在2021年之前將這兩個市場內(nèi)的資金投入超過西歐。工業(yè)機器人"中國制造2025"也被稱為中國版的工業(yè)4.0規(guī)劃，工業(yè)機器人的使用是完成中國制造轉(zhuǎn)型升級的強力技術(shù)手段。
二、智能工業(yè)機器人實驗室重要性
"工業(yè) 4.0"項目主要分為兩大主題，一是"智能工廠"，重點研究機器人智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及互聯(lián)網(wǎng)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的完成；二是"智能生產(chǎn)"，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及 3D 技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。
美德日等發(fā)達國家的工業(yè)革命信號給中國制造業(yè)敲響了警鐘。而中國經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)構(gòu)造調(diào)節(jié)、勞動力成本上升、 人口老齡化勞動力減少等因素。迫使將技術(shù)走入學(xué)校打造在校應(yīng)用型人才、勞動力供給改革和國家政策支持，正助推工業(yè)智能產(chǎn)業(yè)快速成長，帶有定制特性的智能裝備將推動中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型，未來十年甚至更長時間，我國將迎來新一輪人力替代，即工業(yè)智能化，工業(yè) 4.0 智能裝備迎來春天。
國際上對機器人的概念已基礎(chǔ)趨于一致，全部認為機器人是靠自身動力和控制能力完成各種功能的一種自動化機械。工業(yè)智能機器人技術(shù)是為理解決工業(yè)生產(chǎn)中的其他方面的問題，比如技能短缺、生產(chǎn)標準化及效率、作業(yè)場所安全，以及跟上企業(yè)不斷加快的步伐并為企業(yè)帶來更高的效益。中國機器人密度的發(fā)展在全世界最具活力。2020年之前躋身全球十大自動化國家之列。中國的機器人密度將達到每萬人150臺。
三、智能工業(yè)機器人實驗室緊迫性
1、國家政策導(dǎo)向
依據(jù)工信部、教育部等國家部委出具的相關(guān)文件精神提出，為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展要求，國家確定了加快發(fā)展現(xiàn)代工程應(yīng)用型、應(yīng)用型技術(shù)人才教育的任務(wù)措施。確立了在國家人才培養(yǎng)體系中的重要位置，促進形成"崇尚一技之長、不唯學(xué)歷憑能力" 的社會氛圍，激發(fā)年輕人學(xué)習(xí)掌控把握工程應(yīng)用型技能的積極性。目標是面向生產(chǎn)一線培養(yǎng)以技術(shù)為基礎(chǔ)的技能型人才。
《智能制造"十三五"發(fā)展規(guī)劃》提出，2025年前，推進智能制造實施"兩步走"戰(zhàn)略：第一步，到2020年，智能制造發(fā)展基礎(chǔ)和支撐能力明顯增強，傳統(tǒng)制造業(yè)重點領(lǐng)域基礎(chǔ)完成數(shù)字化制造，有條件、有基礎(chǔ)的重點產(chǎn)業(yè)智能轉(zhuǎn)型取得明顯進展；第二步，到2025年，智能制造支撐體系基礎(chǔ)建立，重點產(chǎn)業(yè)初步完成智能轉(zhuǎn)型。
由此可見，現(xiàn)代化工業(yè) 4.0 生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用與維護專業(yè)的建造設(shè)計和人才培養(yǎng)， 是順應(yīng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的需求，是符合高技能人才培養(yǎng)的需要。機器人技術(shù)是先進制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段，我國已經(jīng)是世界公認的制造業(yè)大國，但隨著勞動力成本的不斷提升，經(jīng)濟發(fā)展模式必須實行調(diào)節(jié)，生產(chǎn)自動化、柔性化、智能化，發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為必由之路。
一是國家政策支持：加快速度高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要前提，自動化、柔性化、智能化屬于國家戰(zhàn)略性高技術(shù)，是多項前沿技術(shù)和綜合實力的體現(xiàn)，國家應(yīng)該制定長遠政策加以規(guī)劃和發(fā)展。
二是提升人才培養(yǎng)重量：大力推動專業(yè)設(shè)定與產(chǎn)業(yè)需求、課程內(nèi)容與工程應(yīng)用型標準 、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程"三對接",產(chǎn)教深度融合，做到學(xué) 以致用，推動產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟建造設(shè)計， 形成強大的研究，研發(fā)和應(yīng)用隊伍。機器人應(yīng)用技術(shù)涉及機械、自動化、計算機數(shù)值數(shù)值、人工智能 、機器人等諸多學(xué)科，只有將國內(nèi)全部力量組織起來，群策群力，才能培養(yǎng)出高新技術(shù)人才 。
三是創(chuàng)新工程應(yīng)用型教育模式：擴大工程應(yīng)用型院校在專業(yè)設(shè)定。加快發(fā)展與技術(shù)進步和生產(chǎn)方法變革以及社會共同共用服務(wù)相適應(yīng)、產(chǎn)教深度融合的現(xiàn)代工程應(yīng)用型教育，培養(yǎng)數(shù)以億計的工程師、高級技工和高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才，為廣大年輕人打開通向成功成才的大門，提升中國制造和中國裝備的市場競爭力，促進經(jīng)濟提質(zhì)增效升級。 縱觀整個教育的改革措施，應(yīng)用型人才培養(yǎng)、工程應(yīng)用型教育對社會經(jīng)濟，企業(yè)提質(zhì)增效設(shè)定有最直接、最緊密的關(guān)系，更是完成生產(chǎn)方法變革工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的基石。加快發(fā)展現(xiàn)代化工程應(yīng)用型教育是提升制造業(yè)和裝備的市場競爭力和經(jīng)濟提質(zhì)增效的重要戰(zhàn)略舉措。
2、制造業(yè)的困境
近 5 年來，市場從相對平穩(wěn)型轉(zhuǎn)向動態(tài)多變型。市場的需求和企業(yè)設(shè)備特別點表現(xiàn)為： 市場的競爭日益激烈、市場需求的多變性和不可預(yù)測性、設(shè)備生命周期日益縮短、設(shè)備需求趨于顧客化。在這種動態(tài)競爭全球化的市場和"人口紅利"即將消失的環(huán)境中，我國的制造工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)象正在發(fā)生質(zhì)的改變。制造企業(yè)不再追求勞動力的廉價，而是努力獲取高精高效的生產(chǎn)方法與管理手段。 企業(yè)生存和可持續(xù)發(fā)展已成為必須首先考慮的問題，這迫使企業(yè)努力尋找一種設(shè)定有高自動化、高生產(chǎn)率、高重量和低成本的設(shè)備零件加工制造系統(tǒng)來替代，低能低效、重復(fù)性簡便、人口密集型的傳統(tǒng)制造方法，（即機器人應(yīng)用生產(chǎn)）。用最短和最直接的生產(chǎn)方法對市場需求改變及時響應(yīng)，并使含有概括廠房、設(shè)備及人力在內(nèi)的資源得到最有效地運用，達到企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營能力整體優(yōu)化提質(zhì)增效目的。
調(diào)查顯露，目前長江三角洲和珠三角州地區(qū)各企業(yè)設(shè)備維護、維修和管理類設(shè)備保全人才普遍存在數(shù)量不足，學(xué)歷較低，年齡偏大，綜合技能不強的問題，掌控把握現(xiàn)代自動化設(shè)備維護維修、工業(yè)機器人設(shè)備應(yīng)用與維修技能的人才更是稀少，嚴重制約了企業(yè)機電設(shè)備使用效率。
四、人才就業(yè)現(xiàn)狀
研究表明，在未來八年中，將會創(chuàng)造多于 200 萬個作業(yè)崗位，生產(chǎn)力和競爭力也是制造企業(yè)在全球市場上不可或缺的。機器人和自動化是解決問題的關(guān)鍵。由于機器人和自動化有些作業(yè)量減少了，但研究強調(diào)它們也創(chuàng)造了更多的作業(yè)機會。工業(yè) 4.0 生產(chǎn)線的日常維護、修理等方面全部需要各方面的專業(yè)人才來實行處置整理，這就無形中帶動了一大批與機器人相關(guān)的就業(yè)途徑，產(chǎn)生的新崗位也是非常之多的。
據(jù)不完全統(tǒng)計，一臺機器人要 3 到 5 名相關(guān)的實操維護和包括應(yīng)用人才，保守估計 ，機器人市場在以每年 20%-30%的速度遞增，而相應(yīng)的人才儲備數(shù)量和重量卻捉襟見肘。
目前一個機器人高端包括應(yīng)用的技術(shù)人才，年薪多達 50 萬元，而實操機器人的技術(shù)人員，一年來工資已漲了一倍，與機器人相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人才將隨著機器人產(chǎn)業(yè)的雄起而迎來新的事業(yè)起點。
機器人始終需要人來實操、維護、保養(yǎng)。人和機器的關(guān)系屬于一種控制鏈的關(guān)系， 因此只有將人與機器實行協(xié)同合作才能達到人機合一的效果，為企業(yè)創(chuàng)造更高的作業(yè)效率，所以機器人產(chǎn)業(yè)的壯大又為機器人服務(wù)人才制造了新的市場機會。"人不可能完全被機器人代替，眼下很多企業(yè)最大的問題就是技術(shù)工人的招募和管理問題。
關(guān)于機器人的服務(wù)，不少機器人生產(chǎn)企業(yè)也提供相應(yīng)的售后服務(wù)，但服務(wù)費用高昂， 甚至人工需要按小時計算。有業(yè)內(nèi)人士稱，浙江一家紡織企業(yè)引進了德國的先進設(shè)備后， 企業(yè)員工對這些設(shè)備技術(shù)的操控和運用并不熟悉，只能邀請德國技術(shù)專家來實行技術(shù)指導(dǎo)，以便讓員工學(xué)會如何使用和維護設(shè)備，為此企業(yè)僅咨詢費就支付了 11 萬歐元。
顯然，工業(yè)自動化正在逐漸成熟，工業(yè) 4.0 浪潮迎面而來，當越來越多的生產(chǎn)企業(yè) 開始大規(guī)模應(yīng)用工業(yè) 4.0 時，中國也即將成為全球最大的機器人消費需求國。
五、智能工業(yè)機器手人才培養(yǎng)目標與職業(yè)方向
1、培養(yǎng)目標
本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)企業(yè)機器人技術(shù)相關(guān)崗位的技術(shù)人才，應(yīng)設(shè)定有與我國現(xiàn)代化建造設(shè)計用工要求相適應(yīng)的文化水平和人文、科技素質(zhì)；設(shè)定有良好的職業(yè)道德和終身學(xué)習(xí)掌控把握意識：掌控把握工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)課程課程理論和實操技能；能單單獨從事工業(yè)機器人應(yīng)用系統(tǒng)的裝配、調(diào)節(jié)測試、編程、維修、運行與管理等方面的作業(yè)任務(wù)；設(shè)定有一定實操實踐經(jīng)驗，能服從生產(chǎn)管理的技能型人才。
2、職業(yè)方向
（1）主要就業(yè)崗位：機器人作業(yè)站的實操、運行維護、裝配、調(diào)節(jié)測試與管理。
（2）輔助就業(yè)崗位：生產(chǎn)線的日常維護管理、機電設(shè)備裝配與維護。
（3）發(fā)轉(zhuǎn)崗位：機器人作業(yè)站的研發(fā)、維修、機電設(shè)備銷售、技術(shù)支持等崗位。
六、智能工業(yè)機器手實驗室構(gòu)想與目標
1、建造設(shè)計思路
按照院系發(fā)展規(guī)劃，著力提升教學(xué)與專業(yè)建造設(shè)計，本實驗室建造設(shè)計方案充分體現(xiàn)機器人發(fā)展趨勢與應(yīng)用動向，所展示的機器人類型豐富，涉及內(nèi)容全面。以集合生產(chǎn)實際的實驗為核心設(shè)施，注重基礎(chǔ)實訓(xùn)，適當兼顧未來應(yīng)用的新型機器人，拓展學(xué)生視野。建造設(shè)計成為國內(nèi)先進、特色明顯，設(shè)定有示范代表性的機器人主題實驗室。機器人實驗室總體采取分區(qū)教學(xué)模式，含有概括：基礎(chǔ)實訓(xùn)區(qū)、應(yīng)用綜合實驗區(qū)、拓展展示區(qū)。三部分既相互區(qū)分又相互聯(lián)系，由淺入深，由單機到系統(tǒng)，技術(shù)設(shè)定有連續(xù)性。由實驗平臺模仿到實際工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用，由工業(yè)機器人到特種機器人，讓學(xué)生逐步掌控把握機器人技術(shù)、工業(yè)機器人現(xiàn)場應(yīng)用與實操、工業(yè)控制與動作控制等機器人實用技術(shù)。在掌控把握機器人高級技術(shù)應(yīng)用的同時，實訓(xùn)學(xué)生動手能力、實操能力和故障檢驗測試維護能力。
--JQR14 1+X工業(yè)機器人實驗臺
1+X工業(yè)機器人實驗臺由工業(yè)機器人、標準實驗臺、快換工量具模型塊、樣件套裝、平面繪圖模型塊、曲面繪圖模型塊、搬運模型塊、碼垛模型塊、通用電氣連接口套件、倉儲模型塊、井式供料模型塊、皮帶運輸模型塊、裝配模型塊、外圍控制器套件、RFID 模型塊、旋轉(zhuǎn)供料模型塊、變位機模型塊、棋盤模型塊、上料暫存模型塊、PC Interface 模型塊、Multitasking 模型塊、World zones模型塊、計算機數(shù)值數(shù)值與桌椅、無油靜音氣泵、模型塊存儲儲物儲物柜、離線編程擬真系統(tǒng)構(gòu)成。
1+X工業(yè)機器人實驗臺系統(tǒng)融入工業(yè)機器人技術(shù)、機械傳動技術(shù)、電子電工技術(shù)、多種作業(yè)技術(shù)、智能傳感技術(shù)、可編程控制技術(shù)、機器視覺技術(shù)、計算機數(shù)值數(shù)值技術(shù)、串行口通信技術(shù)、以太網(wǎng)通訊技術(shù)、離線編程擬真技術(shù)等先進制造技術(shù)，涵蓋工業(yè)機器人、機械設(shè)計、電氣自動化、智能傳感、智能制造等多門學(xué)科的專業(yè)知識。
1+X工業(yè)機器人實驗臺設(shè)定有工業(yè)機器人應(yīng)用編程中級、初級實驗考核功能，能實行工業(yè)機器人應(yīng)用編程（初級）考證。
常見問題：
1、如果我要購買淺談智能工業(yè)機器手實訓(xùn)室建設(shè)，是否有安裝、培訓(xùn)服務(wù)呢？
答：我們的設(shè)備如果沒有特別注明“不含安裝”“裸機價”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓(xùn)服務(wù)的。
2、你們的淺談智能工業(yè)機器手實訓(xùn)室建設(shè)是否能開增值稅專用發(fā)票？
答：可以的，我們是正規(guī)企業(yè)，并且已經(jīng)升級到一般納稅人，可以開具增值稅專用發(fā)票，如果您需要開淺談智能工業(yè)機器手實訓(xùn)室建設(shè)的發(fā)票，您需要提供開票資料。
3、你們的淺談智能工業(yè)機器手實訓(xùn)室建設(shè)都是自己生產(chǎn)的嗎？都有什么產(chǎn)品資質(zhì)？
答：我們公司是專業(yè)生產(chǎn)教學(xué)設(shè)備的企業(yè)，完全自主生產(chǎn)，并通過了最新版ISO9001認證，擁有多項專利與著作權(quán)。
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