工业机器人智能人才培养方案

自从 20 世纪 60 年代初发明第一台工业机器人到现在,短短 50 多年的发展时间,工 业机器人技术和周边配套应用得到了迅速的发展,工业机器人系统在高自动化、高智能 化、高定制化生产制造领域得到广泛应用。目前在汽车装配及零部件制造业、机械加工 业、电子电气行业、橡胶及塑料行业、食品工业、木材与家具制造业等行业中,工业机 器人已经大面积取代人工完成相关作业;随着工艺应用技术发展,工业机器人不再只局限于简单的搬运和码垛,弧焊、点焊、喷涂、自动装配、数控加工、去毛刺等复杂工艺 工业机器人正在被大量应用;同时工业机器人的应用领域也不断扩大,核能、航空、航 天、医药、生化等高科技领域都在尝试应用工业机器人。可以说,在不久的将来,工业 机器人将无处不在。

随着“工业 4.0”概念在德国的提出,以“智能工厂、智能制造”为主导的第四次工 业革命已经悄然来临。工业 4.0 是一个高科技战略计划,制造业将由集中式控制向分散 式增强型控制的基本模式转变,目标建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式,而工业机器人作为自动化技术的集大成者,是“工业 4.0”的重要基础设施。 同时,“中国制造 2025”提出了我国在制造强国建设的三个十年的“三步走”战略,应 对新一轮科技革命和产业变革,立足我国转变经济发展方式实际需要,围绕创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展、人才为本等关键环节,以及先进制造、高端装备等重点领域,提出了加快制造业转型升级、提升增效的重大战略任务和重大政策举措。工业机器人产业在其中发挥了不可替代的作用。

国际机器人联合会统计数据表明,2013 年,全球工业机器人销售量增长 12%,达到 178,132 台。中国市场共销售工业机器人近 3.7 万台,约占全球销量五分之一,总销量超 越日本,成为全球第一大机器人市场;2014 年,工信部统计的最新数据表明,中国市场 共销售工业机器人约 5 万台。行业专家一致认为,2014 年已成为中国工业机器人元年。

1.2  中国工业机器人需求概况

随着工业机器人技术以及智能水平的提高,工业机器人已在众多领域得到了广泛的应用。具体来看,中国则保持着 35%的高增长率,远高于德国的9%、韩国8%和日本 的 6%,相关数据如图 1 所示。其中,汽车、电子产品、冶金、化工塑料、橡胶等行业 是中国使用机器人最多的几个行业,未来几年,随着行业的需要和劳动力成本的不断提 高,中国机器人市场增长潜力会非常巨大,各行业工业机器人分布情况如图 2 所示。






图 1 中国工业机器人需求数据






图 2 中国工业机器人行业分布


中国工业机器人市场之所以能有如此迅速的增长,主要源于以下三点:

1)   劳动力的供需矛盾。劳动力成本上升和劳动力供给的下降,在很多产业,尤其在中低端工业产业,劳动力的供需矛盾非常突出,这对实施“机器换人”计划 提出了迫切需求。

2)    企业转型升级的迫切需求。随着全球制造业转移的持续深入,先进制造业回流,

中国的低端制造业面临产业转移和空心化的风险。因此,中国的制造业企业迫 切需要转变传统的制造模式,降低企业运行成本,提升企业发展效率,提升工 厂的自动化、智能化程度。而工业机器人的大量应用,是提升企业产能和产品 质量的重要手段。

3) 国家战略需求。工业机器人作为高端制造装备的重要组成部分,技术附加值高, 应用范围广,是我国先进制造业的重要支撑技术和信息化社会的重要生产装备, 将对未来生产、社会发展以及增强军事国防实力都具有十分重要的意义。习近 平主席在 2014 年两院院士大会上强调:“机器人革命”有望成为“第四次工业 革命”的一个切入点和重要增长点,将影响全球制造业格局,而且我国将成为 全球最大的机器人市场。

然而,尽管中国是当今世界上最大的机器人市场,但中国每万名制造业工人拥有的机器人数量却远低于发达国家水平和国际平均水平,如图 3 所示。预计到 2020年,工业机器人密度将达到每万名员工使用 100 台以上。可以看出,中国工业机器人市场至少存在 7 倍以上的增长,未来十年,中国工业机器人是看不到天花板的行业。





图 3 世界每万名制造工人拥有机器人数量数据

1.3  中国工业机器人专业人才需求


虽然多种因素推动着我国工业机器人的发展,但一个越来越大的问题清晰的摆在我们面前,在中国推行工业机器人技术,遇到的最大瓶颈不是技术短缺,而是应用人才严重缺失。中德栋梁教育集团总顾问、机器人领域著名专家蒋作栋教授指出:“当前限制工业机器人技术应用和发展的关键除了设备和技术,专业研发和应用人才的紧缺更是重中之重,长此以往,工业机器人行业将会畸形发展甚至未发展便萎缩。”

工业机器人作为一种高科技集成装备,对专业人才有着多层次的需求,主要分为研 发工程师、方案设计与应用工程师、调试工程师和操作及维护人员四个层次,如图 4 所示。



图 4 工业机器人专业人才层次分布

对应于专业人才层次分布,工业机器人专业人才就业方向主要分为工业机器人研发 和生产企业、工业机器人系统集成商和工业机器人应用企业,其就业人才构成如图 5 所 示:掌握技术核心知识的研发工程师主要分布在工业机器人研发企业和生产企业的研发 部门,推动工业机器人技术发展;而工业机器人应用企业和工业机器人系统集成商则需 求大量调试工程师和操作及维护人员,工作在生产一线,保障设备的正常运行和简单细 微的调整,同时工业机器人研发与生产企业也需要大量的培训专业技术人员及懂一定专 业知识的销售人员。






图 5 工业机器人专业人才就业方向


在工业机器人专业人才需求中,需求量最大的是基础的操作及维护人员以及掌握基 本工业机器人应用技术的调试工程师和更高层次的应用工程师,中国机械工业联合会的 统计数据表明,中国当前机器人应用人才缺口 20 万,并且以每年 20%~30%的速度持续 递增。因此,工业机器人专业人才的培养,要更加着力于应用型人才的培养。

目前,专业人才缺口已经是阻碍工业机器人产业发展的最主要原因。对于已经完成自动化生产线改造的企业,机器人后期维护运行成本及技术已经成为迫在眉睫需要解决的问题。同时,各大汽车制造企业,也面临着没有充足的工业机器人技术人才的后勤服务保障,使得不得已在车型更新换代时,不是对原有生产线进行升级改造,而是重新投资建设新线,造成资金浪费,严重影响了企业对市场的快速响应。再看富士康,“百万机器人换人”计划已经开始,大量一线操作工将被工业机器人代替,但工业机器人的专业 人才却无处寻找,这也是富士康一再推迟机器换人计划的原因之一。