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智能机器人

促进日用玻璃柔性制造升级 

“机器换人”的风潮正在席卷千行百业，小小玻璃瓶背后，是一个正在兴起的“智造“蓝海市场。

我国是玻璃生产和消费大国，食品、饮料、化妆品、饮具、药包材、灯具、装饰、小家电等日用玻璃制品(简称“日玻”)更是与人们的生活息息相关。传统标准化的玻璃瓶、玻璃杯产品比较常见，占据了日用玻璃行业大部分市场份额，但随着人们生活水平提高和消费群体的变化，消费者对食品、饮料、化妆品、医药等领域玻璃制品的多样化、个性化、美观性提出了更多要求。

虽然我国日用玻璃行业制造企业数量众多，但市场分散，智能制造装备渗透率低，整体技术水平、智能化程度、产出效率与国际知名企业尚有较大差距。

尤其是中高端日用玻璃领域制造难度大、技术薄弱，过去许多设计精美的中高端玻璃器皿、异形瓶需要借助人力手工或机械化生产，存在高温作业环境恶劣、产品多瑕疵、容量形体不均匀等问题，生产难度较大且最终良品率低。

人工智能、云计算、机器人、IOT、数字孪生等技术掀起全球制造业自动化、智能化的变革浪潮，日用玻璃行业正迎来转型升级的关键时期，发展“新质生产力”，提高生产人效比，实现日用玻璃制造业中高端、小批量、多规格、高质量生产迫在眉睫。

当前日用玻璃行业已经迎来多个创新技术成果，一些头部企业掌握了长期制约日用玻璃器皿产业发展的部分智能制造技术，如机器人技术、感知技术、复杂制造系统、智能信息处理技术等。

随着国产机器人产业链的完善，国产替代、机器换人的风潮正在深刻改变日用玻璃生产制造行业。在玻璃从原料到成型的生产过程中，作业环境变量多、工艺机理复杂，对机器人的稳定性、部署便易性、耐高温防护、工作节拍都有相当高的要求。

根据实际产线需求，目前日用玻璃生产机器人主要有并联机器人、桁架机器人、SCARA机器人、四六轴通用机器人等品类，可以应用在配料搬运、拆袋、窑炉巡检、热修、模具涂油、挑料、翻料成型、分拣进窑、上下瓶、喷涂、印刷、装箱、包装、码垛、仓储物流等工艺段，覆盖了玻璃行业热端、冷端、深加工等生产环节。

传统日用玻璃产线一旦启动，需要不间断的人力配合工作，日用玻璃生产机器人可以24小时工作，替代人力在高温、油污、噪音环境下的重复工作，结合机器视觉的检测、识别、定位技术，从生产前端开始保障整个生产线的质量，减少玻璃制品的人为损坏和瑕疵，缩短企业产品交付周期。  

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日用玻璃生产机器人

待发掘的蓝海市场应用  

据高工机器人产业研究所（GGII）数据，2024年我国工业机器人出货量30.4万台，汽车及零部件、3C电子、新能源这三大基本盘领域应用占比超过70%。

日用玻璃行业是机器人下游新兴的细分应用领域，国内外日用玻璃制造企业众多，智能化、柔性化生产的升级需求旺盛，尤其是在食品饮料、化妆品、药品的玻璃包装制造领域，已成为全球工业机器人出货增长的应用新秀。

据悉，日用玻璃领域工艺繁多，约有20种日用玻璃生产机器人可以应用在配料、成型、退火、包装、深加工、仓储搬运整个产线中，完成 拆袋、翻料、上下瓶、分拣、喷涂、印刷、上下盖、码垛、搬运等工艺。

从配料到深加工仓储环节，在单条产线引入不到20台机器人就可以替代完成约67人的工作，平均每台机器人可以替代完成3-4人的工作，单个工厂（如2个窑炉、8条产线）完成智能化升级后，机器人可替代完成原有约280人的产出。

玻璃包装容器制造工艺流程及所需机器人智能设备图

从IFR（国际机器人联合会）公布的2023年中国机器人保有量数据175.5万来推算，当前中国工业机器人在制造业整体渗透率超过15%，而在食品饮料、日化包装领域机器人渗透率不足3%，有巨大的发展前景。

随着机器人在日用玻璃行业渗透率的提升，日用玻璃制品及玻璃容器行业规模企业数量增加，智能化产线的更新换代将大大提速，预计2028年中国日用玻璃生产机器人市场规模可达19.85亿元，全球日用玻璃生产机器人市场规模可达141.6亿元。

围绕日用玻璃制造的核心生产工艺，已有多个型号的日用玻璃生产机器人成功问市并进厂应用，但该领域整体技术壁垒高，下游客户分散渗透率较低，传统机器人产业链集成商少有涉足，目前日用玻璃生产机器人多为日用玻璃行业设备商在做，市场成熟度仍处于萌芽期。

当前日用玻璃机器人厂商的产品大多集中在冷端生产的上下料、码垛、搬运等单个工艺，少部分厂商可覆盖成型端、热端、冷端、后端全生产流程的多种工艺。

如湖北楚大智能开发了翻料机器人、无序分拣机器人、喷涂上下瓶机器人、烤花炉上下瓶机器人、码垛机器人等十余种机器人应用，覆盖工艺段较广；上海顺章研发了挑料、器皿上下料机器人；瑞士布赫埃姆哈特（Bucher Emhart Glass）、德国海叶（HEYE）、山东三江智能等推出了成型端涂油机器人；德国麦斯凯包装（MSK）、意大利All Glass、杭州永创智能、江苏斯泰克等公司推出了冷端码垛机器人。

从日用玻璃生产线的制造工艺应用情况来看，机器人在玻璃制品质量一致性、生产效率提升、高温环境适应性、多品种混线生产等层面具有与众不同的优势。

GGII数据显示，2023年我国工业机器人应用市场中，用于搬运码垛、上下料的工艺应用的机器人占比超过60%，日用玻璃产线机器人的智能化应用也大多集中在该领域，具备广阔的市场认知度和细分应用前景。

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技术攻坚突破

从单线智能到智能工厂

日用玻璃行业生产智能化、中高端产品升级的需求迫切，但机器人细分市场应用处于早期阶段，在市场观念教育、产品易用性、工厂智能化需求洞察、工艺优化迭代、痛点难点技术壁垒攻坚等领域仍有一段路要走。

从技术层面，日用玻璃生产智能机器人只有攻克这几个核心难点才算“入门” 。

第一是耐高温性，热端的机器人本体和配套夹具要具备在200℃~300℃高温环境下工作能力，具备高防护性、高稳定性，在有限空间里还要容易部署，对机体自重、负载重量、器具材料均有要求。

第二，在机器人的工作节拍上，需要高机速运动控制和产线统筹能力，确保制瓶设备和机器人在上下料、分拣、搬运、喷涂等工艺中运行节拍协调一致。

第三是视觉识别技术，不同品种的玻璃瓶混线生产，瓶体大小、颜色变化、环境光强弱、高度差等因素均会影响视觉识别的结果，需要对算法程序持续优化，实现柔性生产。

最后就是需要具备对日用玻璃生产线过程中不同工艺段的理解积累，实现与多种自动化设备的配合互通，具备长时间高度稳定的工作能力，满足玻璃制造厂商的个性化需求。

从技术发展方向来看，日用玻璃制品的中高端、定制化、柔性化生产技术亟待提升，制造企业降本增效需求增加，势必会给日用玻璃制造厂商带来更为深刻的生产方式变革。

从单个工艺的自动化生产，到整个生产线的智能化以及全生产工序的质量检测，再到整个工厂的生产情况可视化、数据化，是日用玻璃行业未来演进的方向。

将机器人与视觉技术深度融合，提升作业精度，攻克更多工艺产线的机器换人方案，完成整体产能效率的提升，仍然是现阶段亟待攻克的目标。

以行业头部企业楚大智能为例，楚大智能正在研发更高效率的融合技术，包括行业定制机器人、高速混合机器人、智能视觉检测等，满足产能≥6000个/小时的玻璃瓶上下瓶、拆垛、码垛等工艺要求，通过攻克更多生产流程的核心工艺，推动行业进一步迈向自动化和智能化生产。

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结语

作为一个新兴应用市场，日用玻璃行业的复杂工艺和生产特性，对机器人相关技术提出了更高的要求。而在日用玻璃产品的生产工序之外，机器人的运动控制、视觉检测等底层技术同样适用于其他行业，如在食品、3C电子、汽车零部件等行业的搬运、包装、码垛、检测等柔性生产应用中，同样具备广阔的市场迁移前景。

不论是在日用玻璃行业还是其他千行百业中，立足机器人核心技术，积累柔性生产的解决方案经验，推动从单个产线智能到多工序、全流程的智能工厂，是所有智能制造企业的使命和愿景，在机器人创新技术的迭代中，日用玻璃制造行业的智能化蓝图终将实现。

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封面图及内容来源：高工机器人

作者：李泽鑫

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