Technology Robotics

机器人工程师

介绍机器人工程师在中国大陆的实际工作内容、工信部与人社部相关政策、高校“机器人工程”专业与1+X证书等进入路径。

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一句话概述

介绍机器人工程师在中国大陆的实际工作内容、工信部与人社部相关政策、高校“机器人工程”专业与1+X证书等进入路径。

职业信号

进入这个职业时,什么最先被看到

学历
作品集
很高
证书
实习
进入门槛
招聘势头
快速增长
AI 影响

通常这样起步

从机器人创业公司或研究所的实习做起,参赛经历很受重视。

凌晨的物流仓里,站在漏抓了纸箱的机械臂前的人

传送带末端,一条机械臂伸向纸箱,中途停住。是相机被塑料膜的反光骗了,是夹爪的力控偏了,还是路径规划预判会撞到旁边的货架而主动停机?把原因拆出来,就是机器人工程师的工作。机械结构、电子电路、控制、感知软件在同一个机体里咬合在一起,只懂其中一层,找不到病根。

工作大致分三块。硬件方向设计和测试关节与驱动部件;控制方向让电机按预定轨迹在负载下运动;感知与自主方向把相机和传感器的数据变成机器人对环境的理解和判断。围绕这三块的是系统集成:把机器人装进客户的车间,接上输送线和安全围栏,调到整条线不停机为止。国内相当一部分岗位来自集成商。

为什么此刻在中国大陆需要这个职业

中国大陆已连续多年是全球最大的工业机器人应用市场,汽车和电子装配线上的机械臂密度持续上升,缺的是造机器人和维护机器人的人。政策层面,工业和信息化部在2021年发布“十四五”机器人产业发展规划,2023年又发布人形机器人创新发展指导意见,把整机、核心部件和应用场景一起列为发展方向。

职业体系也在跟进。人力资源和社会保障部在2019年把工业机器人系统操作员和工业机器人系统运维员作为新职业纳入国家职业分类大典。教育部批准设立本科专业“机器人工程”,多所高校已开设;职业教育层面,1+X证书制度下有工业机器人操作与运维等职业技能等级证书。行业组织是中国机器人产业联盟(CRIA)。这个职业没有单独的执业许可。

适合什么样的人

  • 比起屏幕上跑通的代码,看到实物按预期动起来更有满足感的人
  • 在机械、电气、软件中深挖一门,同时愿意听懂另外两门语言的人
  • 仿真里完美的动作到了现场失败时,能把原因追到底的人
  • 不介意在工厂或仓库现场连续驻扎几天的人

怎么进入

  • 本科专业可以是机械工程、电气工程及其自动化、计算机科学、自动化或机器人工程。机器人工程专业已在多所高校单独设置。
  • 招聘审核的重点是学历和项目。自己做出来并跑通的机器人、机器人竞赛记录、公开的代码,比证书先被翻看。
  • 控制、机器人运动学、计算机视觉,以及ROS等机器人中间件的经验,无论走哪个细分方向都是共同要求。
  • 感知与自主方向的研发岗多要求硕士以上;系统集成和现场应用岗位对本科毕业生相对开放。
  • 工业机器人操作与运维方向的1+X职业技能等级证书面向职业院校学生,不是就业的法定前提。

现实中要知道的事

  • 这个职业没有执照,但在工业机器人运动范围内做示教和检修,是会伤到人的作业,企业的安全规程和安全围栏设计不是形式。
  • 硬件不能像软件那样一天改十次,等零件采购和加工的时间决定了项目节奏。
  • 用人单位分为少数整机大厂和大量中小集成商,第一份工作的规模不同,接触到的工作范围差别很大。
  • 研究演示和商用运行之间距离很远。多数时间花在提高码垛机器人的稳定性上,而不是视频里的人形机器人。

深度职业报告

想真正准备好这个职业

适合这样的你

  • 机器人停机时,把日志、传感器数值和电机电流并排摆开,按顺序缩小到出问题那一层的人
  • 把仿真里跑通的动作放到实机上,失败后逐一测量摩擦、延迟等差异并补上的人
  • 在同一场会议里轮流读机械图纸、电路图和源代码,听得懂其他专业同事在说什么的人
  • 愿意在客户工厂待上几天,把机器人接进输送线和PLC信号,并把这类现场调试当作本职的人

需要有心理准备

  • !零件采购和加工等待决定进度。如果指望像软件一样一天改十次,会很憋屈。
  • !大量岗位来自系统集成商和产线自动化厂商,现场安装和售后多于研发,首份工作的规模和范围差别很大。
  • !感知与自主性方向的研发岗大多要求硕士以上。只有本科学历很难直接进入这个方向。
  • !大部分时间花在提高码垛机器人或AGV的稳定性上,而不是网上看到的人形机器人演示。

分阶段准备路线图

中学阶段

  • 在Arduino或树莓派上接一个电机和一个测距传感器,做一个能在墙前自己停下的小装置。
  • 把物理课里力矩、惯量、摩擦的章节重做一遍,用一页纸写清这些数值如何决定轮子电机的选型。
  • 学校没有机器人社团的话,读一遍RoboMaster青少年赛或VEX的规则手册,自己复现其中一个小任务。

大学·起步

  • 把ROS 2官方教程从头跟到尾,然后把在仿真里跑起来的机器人至少搬到一台真实小车上一次。
  • 自己用代码写出六轴机械臂的正逆运动学,用Modern Robotics的习题核对。
  • 亲手做一次相机标定,记录光照变化时检测结果怎样漂移。
  • 把做过的机器人的视频、电路图和代码放到GitHub,把RoboMaster等比赛记录集中在一处。招聘方看这些比看证书更早。

求职准备

  • 投递前先确认公司做的是哪种机器人。工业机械臂、仓储AMR、协作机器人和系统集成,要求的技术和出差形态都不同。
  • 作品集里放一条失败过的动作和追查原因的过程,而不是只有成品视频。这是面试里聊得最久的部分。
  • 入职第一周确认是否完成了特种作业和机器人工位的安全培训,先掌握安全围栏和急停流程再上示教器。

推荐专业与领域

机械工程电气工程及其自动化计算机科学与技术机器人工程

证书·考试·作品集

工业机器人系统运维员(国家职业技能等级认定)工业机器人系统操作员(国家职业技能等级认定)机械工程师职称评审软考 嵌入式系统设计师

需要培养的素养

证书之外真正拉开差距的能力,现在就能开始积累

跨层故障排查

机器人漏抓一个箱子,原因可能是相机被塑料膜反光骗了,可能是夹爪力控失准,也可能是路径规划预测到碰撞而停下。只懂一层的人只会在自己那层里找,白白耗掉时间。现在就能练的方法是,在小型机器人上故意埋一个故障,只看日志和传感器数值猜是哪一层,和朋友轮流出题。

运动学与电机控制

让机械臂以合适的力触到合适的点,建立在关节角与末端位置互相换算的运动学,以及让电机沿轨迹跟随的控制之上。无论去做硬件、感知还是系统集成,不懂这套语言就跟不上同事的解释。现在就能练的方法是,给一个舵机自己写PID控制器,让它在目标角度停下且不振荡,并把改变增益时响应的变化画成曲线留档。

读懂传感器数据

相机、激光雷达、惯性传感器和力传感器各有各的说谎方式。反光、玻璃墙、振动和温度漂移都会搅动数值,判断哪些当噪声滤掉、哪些当事实相信,是感知软件的核心。现在就能练的方法是,把一个廉价测距传感器固定在墙前,改变光照和材质,记录一千个读数并画出分布。亲眼看到实际分布和数据手册误差范围差多少,就是起点。

现场调试与安全规程

大量岗位来自系统集成,意味着在客户工厂把机器人接进输送线和PLC、验证安全围栏和急停是否可靠,是实际工作的大头。在工业机器人可动范围内示教和检查属于高风险作业,企业按安全生产法要求做岗前安全培训,这说明你操作的是会伤人的设备。现在就能练的方法是,找到学校实验室或创客空间机械臂的安全规程和风险评估文件读一遍,再给自己的项目写一页风险评估表。

现实建议

工业和信息化部2023年发布了人形机器人创新发展指导意见,行业关注度很高,但大多数岗位仍在工业机器人本体厂、系统集成商和物流自动化公司,做的是产线和仓库里的机器。难点不在公式,而在层与层的接缝。机械、电气、软件在一个本体上咬合,找不到原因的日子会拖长,等零件和加工的时间吞掉进度。让人离开的是连续多日的客户现场调试出差,以及体会到研究演示和量产运行之间距离的那一刻。能做长久的人,会把自己的一门专业抓深,花时间听懂另外两个领域的话,并把机器人第一次在现场稳定跑起来的那一刻当作回报。

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