以苏南现代化示范区建设为契机，促进常州智能装备产业内涵式发展

沈惠平

(常州大学 机械工程学院，江苏 常州 213016 )

以苏南现代化示范区建设为契机，促进常州智能装备产业内涵式发展

沈惠平

(常州大学 机械工程学院，江苏 常州 213016 )

常州市智能装备产业还没有形成产业大发展的强势，其根本原因是制造技术与工艺水平跟不上、代替人力的智能装备与机器人的“应用出路”没有解决，以及操作层面上的发展路径不清晰等。面对国内企业激烈竞争、产业整合加速以及兄弟城市纷纷加快智能制造装备业发展的逼人形势，提出了常州市智能制造装备的发展对策，即：转变观念，重视提高制造工艺水平；营造工业机器人及智能装备发展的良好环境；操作层面上有序推进机器人产业发展。

智能装备;机器人;苏南现代化;新兴产业

《中共常州市委、常州市人民政府关于贯彻落实〈苏南现代化建设示范区规划〉的实施意见》(常发[13]018)，明确了常州市苏南现代化建设示范区期间的主攻方向，即主导发展以智能制造装备为主的高端装备制造产业、以碳材料为引领的新材料产业、以太阳能利用为代表的新能源产业，培育发展新一代信息技术和软件、智能电网、生物技术以及新医药、节能环保产业，前瞻性发展新能源汽车、海洋工程装备、物联网和云计算等战略性新兴产业；其抓手是10个重点基地(园区)的建设，其中5个涉及装备制造业，它们是：

a.重点建设常州航空产业园，武进智能制造装备产业园，戚区、武进轨道交通装备产业基地。

b.积极创建国家新能源高技术产业基地，重点建设新北、金坛光伏产业园，武进大型风电整机制造基地。

c.重点建设常州高新区动力装备产业园、武进高新区新能源汽车产业园，推进溧阳动力电池核心部件专业型产业基地和电动汽车产业建设，加快钟楼新能源汽车“千人计划”研究院建设。

d.积极推进溧阳、钟楼输变电装备产业基地、戚区智能电网装备产业基地建设。

e.支持各辖市根据现有基础提升发展港口机械、大功率中高压柴油发电机组、海上钻井和采油装备等。

其他的常州高新区生物医药产业园、武进西太湖医疗产业园、常州高新区国家环保产业园、武进高新区节能环保产业园、武进功能新材料产业园等5个重点基地(园区)，也都与相应的产业智能装备有关，没有相应的装备提供，其产业发展无从谈起。

至2015年，常州的装备制造产业规模以上企业要实现销售收入3 000亿元，年均增幅30%，可见常州装备制造业是常州苏南现代化建设示范区期间的最主要建设重点之一。本文就苏南现代化建设示范区期间常州智能装备制造业的发展提出建议。

1 常州装备制造业发展的瓶颈

众所周知，经过改革开放30多年的发展，常州装备制造业已成为具有一定技术水平、产业链体系比较完整的苏南地区实力强、特色鲜明的产业，“十一五”期间，智能装备制造业销售收入平均递增26%,2012年超1 300亿；常州的装备制造产业规模以上企业工业总产值占全市规模以上企业工业总产值的40%左右，在全市具有举足轻重的地位，已成为全市经济发展的主体和突破口。但经过考察、分析，我们不难发现：

a.智能装备发展存在技术瓶颈。

面对世界各国以及国内企业激烈竞争、产业整合加速以及兄弟城市纷纷加快装备制造业发展的逼人形势，常州市还没有形成装备产业大发展所需要的强势，其现状是：高端数控机床及其功能部件研发基础相对较弱，行业龙头企业偏少，整体水平不高；自动化生产线重大成套设备少，成套和总集成能力较弱；关键机械基础零部件和智能仪器仪表核心技术缺乏，骨干龙头企业少，产品结构同质化现象严重，高端产品不多。

常州市装备制造业的这种状况，基本上也反映了中国装备制造业的普遍状况,即比较偏重“量的增加”，而忽略了“质的提高”，从而在国际市场的激烈竞争中，逐渐陷于被动地位。

作者认为，上述状况在很大程度上取决于智能装备的关键设计技术及制造技术，特别是包含刀具、夹具等要素的切削加工制造技术与工艺水平。

众所周知，金属切削加工是装备制造业、机械加工业的基础，它涉及机床、刀具、夹具3大要素，这3大要素好比一根链条上的3个环，其紧紧相扣，缺一不可，只要有一个环不结实，整根链条就容易断裂，加工制造技术与工艺水平就上不去，装备制造业难于真正“强市”。其原因是：

(1)加工工艺水平落后于机床设备水平。

常州市虽然每年都从国外大量进口先进机床设备，但是机床设备的水平不等于机械加工的水平，如果机床设备档次很高，而机械加工的工艺水平一般，那么这些机床的设计性能就不能得到充分发挥；相反，高档机床的巨额投资反而会成为增加生产成本的一个不利因素。

(2)工装夹具工艺及其水平落后。

现有机床设备利用不足、加工水平落后的状况，一个重要原因就是工装夹具工艺及其水平落后。一方面，一些精度要求较高的加工环节，往往对夹具及其夹持方法提出较高的要求，如果仍然采用现有的传统夹持方法，加工的零件就很难达到设计精度要求，加工过程中的废品率就会居高不下，在这种情况下，表面上看节省了购买夹具的开支，但是废品造成的损失却会比这高得多；另外一些场合，对夹具的夹持效率会提出较高要求，尤其是批量生产的情况，如果夹具夹持工件的过程费时费力，那么机床的辅助时间就会增加，导致生产成本提高、产能降低；再者夹具跟着工件走，由于一台机床加工的工件千变万化，而相应的夹具设计和制造没有跟上，从而造成工装夹具工艺及其水平落后。

(3)重买机床，轻夹具。

绝大多数企业舍得买机床，却不舍得买夹具。譬如：一台200万元的机床要配30万元甚至40万元的夹具，才能将机床的加工效能充分发挥出来，但大多数企业不会接受这种方案，转而选择价格低廉却并不合适的夹具，这样的后果是，这台机床的设计性能只能发挥一半；一段时间后就会发现由于机床产能不够，又要购新的机床；如此往复，机床越添越多，投资越来越大，人力越来越不够用，企业就会陷入这个怪圈。

b.以机器人为代表的智能装备的“应用出路”未畅通。

常州市机器人产业起步晚，规模较小，更无机器人零配件供应企业，产业链很不完整，尚处于培育期，缺少具备市场号召力的产品和领军型企业。

同时，常州市政府审议通过了《常州市政府办公室关于加快高端装备制造业产业链发展的意见》(常政办发[2011]89号)，在阐述发展现状、发展思路、发展目标的同时，重点介绍了“发展重点和布局”，以及拟采取的“主要措施、政策保障”等。其中，高端装备制造业以工业机器人、智能机器人为代表[1]，但3年过去，常州机器人产业发展未见很大动静，其主要原因是机器人的“应用出路”没有得到解决，应用需求与环境不利于机器人产业的大发展：一方面，由于劳动力成本骤升，企业迫切想用机器人，但担心其投入大及维持正常运行成本高，且又不知道如何或不敢使用机器人；另一方面，研发专用机器人或机器人集成系统，需要大量资金、人力、物力，研发单位也存在思想顾虑。这样，用户、研发单位都有自己的考虑而没有产生推广应用机器人的“交集”，因此两者之间需要打通“应用出路”，营造良好的机器人应用环境。

2 推进常州装备制造业内涵式发展的建议

常州市“十二五”规划中，装备制造业已被列入江苏省“十二五”期间重点支持的区域标志性高端产业[2]，发展机器人和智能装备已作为常州市培育新兴产业的重点，常州作为苏南现代化示范区的5个主要承担者之一，理应作出最强音的回答，特别是作为区域标志性高端产业的装备制造业，应以苏南现代化示范区建设为契机，以重视、提高制造工艺水平为抓手，狠抓制造技术和工艺，同时营造良好的机器人应用环境，并在操作层面上有序推进各类机器人产业发展，为苏南示范区、长三角乃至全国装备制造业的发展，提供具体的具有建设性和示范性的经验和参考路径，具体建议如下：

a.转变观念，重视提高制造工艺水平。

要提高常州市装备制造业、机械加工的水平，实现由量变到质变的飞跃，就需要在提高加工工艺上做文章，只有把“机床—刀具—夹具”这3个环节很好地有机地结合起来，才能实现较高的工艺水平。因此，必须通过提高工装夹具的使用水平，进而改善加工工艺水平，从而使常州市现有机床设备的潜力得到最大的发挥，节省不必要的重复投资和人力资源，实现提高产能、降低成本、增强竞争力的目标，实现常州市装备制造业从量变到质变的飞跃。因此，必须做好以下工作：

(1)要从思想上转变观念，做到“既重设备，又重工艺”。首先，应从工艺最关键的一环——夹具上抓起。由于夹具是非常复杂的一个技术领域，需要Know-How,而这个Know-How需要经年累月的积淀，需要这方面的专业技术人才，解决这些问题，可以从引进国外先进技术、培养我国夹具应用技术人才这两个方面做起。

(2)多学习、借鉴德国制造业的成功经验。德国从设备制造商这个源头开始，就非常重视工艺解决方案，许多著名机床厂对自己的要求是:首先，提供一个工艺路线;其次，才是机床的设计和制造。机床厂会针对客户的具体问题，制定出经济有效的工艺方案，实现机床、刀具、夹具的有机结合，因此常州市装备制造业企业从国外进口先进机床设备时，都要有这样的理念和具体措施。

(3)从培训、案例研究着手。德国机械加工产业前沿的先进技术与制造工艺是世界一流的，因此建议常州市生产力促进中心或江苏省机器人与智能装备产业创新发展联盟，经常邀请德国专家来常州市进行制造工艺水平提高的技术交流与指导，通过会议报告、讲座、授课等形式，通过1～2年的时间，大力宣传重视夹具对提高常州市机械加工水平的重要性，介绍德国先进制造工艺，为常州市的工程师和技术人员带来启发；在授课的过程中进一步为常州市的企业解决以前未解决的一些生产难题，从而使中、小企业的技术人员不出国门，在常州就能学到德国的这些先进工艺与技术，为常州市装备制造业设计与制造技术力量、整体竞争力的提高，培养一支优质的人才队伍!

b.营造工业机器人及智能装备发展的良好环境。

为加快十大产业链建设，发展战略性新兴产业，实施“双百”行动计划推动传统优势产业转型升级，培育“十百千”创新型企业提升科技创新能力，常州市发改委、经信委等于2014年8月联合发布了《关于实施“三位一体”发展战略促进工业企业转型升级专项资金管理办法》(下称《管理办法》)，明确在设备购置补助项目、“机器换人”示范项目、首台(套)重大装备及关键部件项目等方面，给以资金配套支持，鼓励加快发展本地先进智能装备(机器人)产业，鼓励企业采购或租用本地生产的智能装备(机器人)，这无疑为营造常州市工业机器人及智能装备发展的良好环境起到了推动作用。

但面对近一两年，特别是2014年以来，国内兄弟省、市(安徽省、浙江省、天津市、重庆市、济南市等)对机器人研发及其产业“风起云涌般”的重视、支持力度来说，《管理办法》似乎还弱了一点，从中受益的企业的面还窄了一点，尽管常州对机器人产业重视、“发起进攻”的时间比兄弟省、市要早好几年，但如果支持政策不到位、支持强度不够，很有可能落后于人家，从而失去应有的机器人产业先锋的地位和国内机器人市场。因此，为大力推进常州市各行业应用以工业机器人为代表的智能装备，推动常州制造业转型升级和工业机器人系统集成企业的专业化发展，建议常州市政府审议通过《常州市推动工业机器人产业发展的实施意见》，具体包括：

(1)在机械装备、汽车、食品、医药、电子、危险品制造等重复劳动特征明显、劳动强度大、有一定危险性的行业领域，鼓励、引导、奖励企业应用工业机器人及智能装备，对传统生产线或生产系统进行技术改造，并抓好一批效果突出、带动性强、关联度高的典型应用示范工程，扩大工业机器人的应用示范推广。

(2)到2020年，即苏南现代化示范建设中期，常州培育形成超千亿元的以工业机器人为核心的智能装备产业集群，其中包括形成年产3～5万台(套)工业机器人整机及智能装备的产能规模，培育3～5家相关配套骨干企业，打造2～3个工业机器人产业园，全市80%以上的制造业企业应用工业机器人及智能装备，成为全省智能装备制造业发展的先行区，苏南地区工业机器人生产、应用、服务的核心区，以及全国较具规模并具有竞争力的工业机器人和智能装备产业基地之一。

(3)在培育及强化龙头企业的辐射带动作用的同时，常州宜坚持自主研发与引进消化两条腿走路，促进各种生产要素集聚，打造1～2个集机器人整机、关键零部件制造及集成应用产业集聚区和专业基地，并配套建设机器人研发检测、教育培训及金融租赁等公共服务平台设施，推进产业集聚发展。

(4)充分发挥江苏省机器人与智能装备产业创新发展联盟的作用，以联盟为协调中心，联合常州高校、研究所相关机器人和智能装备方面的智力优势，对常州市中小企业的技术人员、企业家进行培训，以普及、提高常州市机器人设计、制造、应用知识，营造良好的机器人产学研氛围以及人脉环境。

c.操作层面上有序推进各类机器人的研发与产业化发展。

(1)近1～3年首先发展第二产业中的功能性专用装备和工业机器人。

由于服务机器人、医疗机器人，比工业机器人的设计与制造要求更高，投入成本更多，研发的技术难度更大、周期更长，因此常州的机器人产业近1～3年内应首先重点发展功能性专用装备和工业机器人，例如：研发一些专用低成本的搬运作业、机械加工、焊接、涂胶、加工、组装拆卸、注塑等功能性机器人。根据韩国、日本最新的机器人应用情况[4]，以下可作为常州市功能性专用装备和工业机器人设计、制造、产业发展的具体参考：

①搬运作业——金属铸造，树脂成型，冲压、锻压、弯曲加工，测量、检查、码垛，包装、抓取与放置等。

②机械加工——上下料、去毛刺、研磨、抛光等。

③焊接——弧焊、点焊、激光焊接、其他焊接等。

④涂胶——涂装、瓷漆加工、密封、涂胶、喷涂。

⑤切割——激光切割、水射流切割、机械切割等。

⑥组装拆卸——装配、组装、镶嵌、固定、分解等。

从工作抓手来说，可以向以下4个行业或领域进行探索、切入、渗透，并创新应用：

①传统制造业。 围绕纺织、化工、建筑、一般机械制造等领域，研发相应半自动、全自动专机或机器人，一方面可以提高传统产品质量，提高功效，增加市场竞争力；另一方面可以减轻劳动强度，缓解“用工荒”问题。

②5大装备制造优势产业。围绕高端数控机床等基础装备、轨道交通装备、工程机械、农业装备、纺织装备的制造过程，以提高生产自动化程度、提高产品质量、减少产品生产周期为目的，研发相应功能性专用装备或机器人。

③常州市培育产业中的光伏、生物医药、新能源车辆、风电、半导体照明、功能新材料等新型产业。例如：光伏产业中，薄膜太阳能电池核心工艺技术及其自主生产设备、生物医药产业中的高端数字化医疗装备、半导体照明产业中的大功率半导体照明封装装备等。

④国家、江苏省提出的其他战略性新兴产业。例如：重点发展核能装备和机器人、太阳能装备、风能装备等新能源装备，以及环保设备、深海资源开发装备、微电子装备等制造中的专用智能装备和机器人；民生用装备宜重点发展安全应急救灾机器人等。

这样，在改造提升常州市传统产业、加速发展常州市优势产业、促进培育常州市新兴产业的同时，也提高了常州市机器人技术水平、创新应用能力和发展空间，以扩大常州市机器人技术水平在江苏乃至在全国的影响力和地位，有望使常州成为机器人代替或部分代替人类劳动的示范城市。

(2)“十三五计划”的前半时间培育发展第三产业中的服务机器人。

由于服务机器人是在非结构性复杂环境中工作，其安全性和可靠性的要求比工业机器人更高、投入更多、研发的技术难度更大、研发周期更长，因此作为技术储备和预研，可考虑用于医院、社区、家庭的一些专用的、低成本的康复服务、护理、诊断、救生等功能性医疗机器人；用于家庭、办公室、工厂、商场、医院、室外工业废弃物、垃圾处理场、垃圾焚烧场、垃圾掩埋场的垃圾清扫、回收机器人；用于道路、机械设备、桥梁、隧道、铁路、机场、空中架线的维修机器人；用于商场、办公大楼等商品与物品管理、配送、搬运业务的搬送机器人；用于警备、防范大楼、商业设施的警备机器人；用于娱乐、体育导游、保安等方面的服务机器人。

(3)“十三五计划” 的后半时间培育发展第一产业中的农业机器人。

随着机器人技术的进步，以定型物、无机物为作业对象的工业机器人，正在向更高层次的以动、植物之类复杂作业对象为目标的农业机器人发展，农业机器人的应用不仅能够大大减轻以致代替人们的生产劳动、解决劳动力不足的问题，而且可以提高劳动生产率，改善农业的生产环境，防止农药、化肥等对人体的伤害，提高作业质量。但由于农业机器人所面临的是非结构、不确定、不宜预估的复杂环境和工作对象，所以与工业机器人相比，其研究开发的难度更大。因此，培育发展第一产业中的农业机器人则可以在常州市下一个“五年计划”中进行，而作为谋划的农业机器人研究开发方向，可主要考虑耕种、施肥、喷药、苗木株苗移栽、收获、灌溉、养殖等各种辅助操作机器人。

3 结束语

苏南现代化示范区建设，国家和江苏省都给予了相应的优惠政策，我们应该抓住历史机遇，在常州市委、市政府的领导下，在市发改委、经信委、科技局、江苏省机器人与智能装备产业创新发展联盟的直接支持下，首先，重视提高常州市加工制造工艺水平和技术，最大限度发挥现有机床设备的潜力，减少不必要的重复投资和人力资源，提高产能、降低成本、增强竞争力，实现装备制造业从量变到质变的飞跃；同时，大力推进、奖励常州市各行业应用工业机器人，推动常州制造业转型升级和工业机器人系统集成企业的专业化发展。其次，发挥常州高校、研究所相关机器人、智能装备方面的智力优势，为中小企业的技术人员、企业家培训现代先进的机械制造工艺技术、机器人技术，以提高常州市机械制造工艺技术人员的制造夹具工艺水平。最后，在操作层面上有序推进各类机器人的研发与产业化发展，促进常州装备制造业、机器人产业的健康发展，经过5～6年的努力，在苏南现代化示范区建设期末，常州作为装备制造业的名城一定会在全国占有一席之地，到时完全有条件、有责任为我国装备制造业的建设先行探索和提供示范。

[1] 国务院．关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定[S]．2010-10-10．

[2] 江苏省人民政府． 江苏省“十二五”培育和发展战略性新兴产业规划(苏政发[2011]186号)[S]．2011.

[3] 常州市人民政府．常州市关于加快高端装备制造业产业链发展的意见(常政办发[2011]89号)[S]．2011.

[4] 中国机械工程学会. 中国机械工程技术路线图[M]. 北京: 中国科学技术出版社，2011.

ThepromotingChangzhousmartequipmentindustrydevelopmentbasedontheconstructionofsouthernJiangsumodernizationdemonstration

SHEN Huiping

(Changzhou University, Jiangsu Changzhou, 213016, China)

Changzhou smart equipment industry has not formed the strength of the industry development. This is because the manufacturing technology and process level can't keep up with intelligent equipment and robot. Aiming at competition in domestic enterprises, industry consolidation acceleration and the development of intelligent manufacturing equipment industry at brother cities, it puts forward smart manufacturing equipment development countermeasures for Changzhou such as changing ideas, paying attention to improve the level of manufacturing process, creating a good environment for the development of the industrial robot and intelligent equipment, promoting the development of robot industry in operating level.

smart equipment; robot; southern Jiangsu modernization; emerging industries

10.3969/j.issn.2095-509X.2014.11.003

2014-10-11

沈惠平(1965—),男，江苏吴江人,常州大学教授、博士生导师,博士,主要研究方向为并联机构、机器人机构学、并联运动装备。

TH11;TH16;TP24

B

2095-509X(2014)11-0010-05