中国发展机器人（精选12篇）
中国发展机器人 篇1
1 中国机器人发展的三个阶段
中国的机器人研究开发工作从七十年代初开始, 到如今已经有几十年的历史, 特别是经过“七五”攻关、“八五”应用工程开发、“863”高技术计划实施, 已经从最初缓慢开发的自发状态渐渐发展到国家重视, 有计划开发、研制、推广应用的阶段。这过程总共经历了三个阶段:一、起步阶段;二、迅速发展阶段;三、机器人面向应用阶段。
2 中国机器人发展历史
进入90年代时, 在国内市场经济发展的大力推动下, 确定了特种机器人与工业机器人及其工程并重, 以应用来推动核心技术与基础研究的发展策略, 完成了高新技术发展和国名经济的密切联接, 研发出了具有自主知识产权的工业机器人系列产品, 并且小批量机器人试产, 实现了一批机器人应用工程, 创建了一些机器人产业基地与科研基地。
在发展机器人行业的近十几年来, 我国各系统的机器人研发队在各个部门的权利协同与支持下, 经过共同努力, 从而取得了丰硕的成果, 并且将我国机器人技术的研究开发, 现场应用与批量生产推向了一个较高的水平, 我国已经取得了不少值得骄傲的成果。
3 机器人的发展趋势
如今, 高技术的研发标志之一就是制造各种类型的机器人。目前有两个明显的发展趋势。一, 使机器人智能化, 具有多种功能, 尤其是家用智能机器人, 更引人注目。人们想使用远距离的遥控, 从而让机器人能够照顾老人, 照看病人, 并且做些力所能及的家务活。日本政府以前安排过一个历时5年的计划, 想方设法研究开发出可以用在医疗卫生与日常生活等领域的高端智能机器人。二, 尽可能的减小机器人的体积, 甚至比绿豆还小。人们正在研发微型机器人, 身长比1毫米还要小在如此微型的机器人中, 却仍然安装有电动机, 电池, 传感器和照相机等装置。微型机器人在外科手术中有很大的作用, 医生只需要在人体腹腔处开一个小孔, 让机器人钻入人体, 随后, 在电脑的指挥下, 机器人就能够切除人体病变组织, 或者拍摄人体内脏细胞活动的情况, 替医生查找病因。
4 中国工业机器人的发展概况
虽然中国很早就研发工业机器人, 但由于在计划经济条件下, 我国工业机器人只是停留在样机的研制上。直到1985年国际上工业机器人已经成批地投人应用制造业特别是汽车工业提出了对工业机器人的需求, 如喷漆、焊接和搬运等。在这种情况下, 国家首次在“七·五”科技攻关项目中立项支持, 同时带动了相关部委也积极立项支持, 从而使中国工业机器人研发进人了起步阶段。在技术方面, 我国将大部分精力用于机器人的开发和应用, 尤其是将应用作为研发的核心内容, 这样就将机器人技术和机器人用户紧密地结合了起来, 使中国工业机器人刚起步就进人了实用阶段。
中国发展机器人 篇2
（一）注重零部件产业的发展。尽管我国在工业机器人的相关基础零部件方面已经有了一定基础，但是无论从质量、可靠性、产品系列、还是批量化供给方面都与国外产品有较大的差距，特别是在高性能交流伺服电机和高精密减速器方面的差距尤为明显。我国目前自主生产的机器人的核心关键零部件大量依靠进口，因此导致了我国自主生产的机器人的性价比低，核心技术受制于人，竞争能力差等问题，是造成我国目前机器人发展缓慢的主要原因，工业机器人本体产业的发展取决于零部件产业的发展，因此须高度重视工业机器人零部件产业的发展。
（二）注重加强条件能力建设。几十年来，我国相继建立了多个机器人产业化基地和科研基地，但是高水平的检测验证手段欠缺等问题阻碍了工业机器人的发展，因此下一步的发展需要强化条件能力建设，并建设第三方检测机构，满足工业机器人发展的需要。
（三）鼓励系统集成商和机器人本体企业的协调发展。虽然国内在机器人单体技术上与国外有明显差距，但在实际应用工业机器人的系统集成项目中，影响系统精度及可靠性的因素很多，不仅由机器人单体所决定，还包括控制系统、附属的夹具、传输设备精度、机器人视觉或传感等设备的因素，因此在单体技术有差距的情况下，国内企业可以利用系统集成领域的技术优势来弥补国产机器人单体技术的不足，缩小差距，从而能够使得国内系统在市场中具备与国际巨头产品竞争的能力。因此，加强系统集成商的发展能够为国产工业机器人的发展起到重要的助推作用，弥补目前国产工业机器人技术中的缺陷。
机器人占领中国工厂 篇3
德国乒乓球名将波尔凝视着手中的黄色小球，忽然将球扔向半空，一板杀向对方。球台对面，一条橙黄色的机械手臂飞快伸了过来。它的机械关节高速旋转着，带动着最前端的乒乓球拍准确接触到了小球。乒乓球立刻换了一个方向，射向波尔无法顾及的左侧。
波尔迈开大步飞身上前，却扑了个空—“得分！”
波尔的鼻头冒出了汗珠。另一边，橙黄色的机器人则扭动着机械手臂，将乒乓球拍高高扬起。
这个“骄傲”的机器人叫做Kuka DR Agilus。它是德国工业机器人制造商库卡公司最受欢迎的一款产品。Agilus属于单臂机器人，拥有5个运动轴线，运动距离最大能达到706.7mm，可以安放在天花板和地板上。
2014年3月，为了庆祝库卡公司的首个海外工厂在中国上海成立，库卡安排Agilus和波尔进行了一次乒乓球比赛。动作灵敏精确、运动距离大、安装位置灵活—这些特点决定了Agilus是和世界冠军对抗的最佳选手。
而这场商业活动，似乎更像一个隐喻：在中国这个“世界工厂”中，随着劳动力成本的优势逐渐降低，机器人在众多岗位上已开始和人类势均力敌。
“现在的年轻人很难招了。仓库搬运工每天要搬运100吨到150吨货，工资开到8000多元，都没有年轻人愿意做。”广东佛山一家陶瓷厂的老板抱怨道。
他去国外考察了一圈，随后下定决心，花400多万元购买8套工业机器人。尽管这笔投资价格不菲，但这些机器人投入使用之后，能够替代2200名工人的劳动。如果按一个工人每月工资2000元计算，工业机器人每年能够为这家陶瓷厂节省上千万元的人力成本—如此看来，这的确是笔划算的买卖。
2013年开始，广东、浙江和江苏等省份相继推出了“机器换人”的政府计划。例如浙江省就计划投入5000亿元，未来5年内每年实施5000个机器换人项目，推动工业生产方式由“制造”向“智造”转变。
但市场早已先一步做出了反应。2013年，中国第一次超过日本，成为全球最大的工业机器人买家。国际机器人联合会（IFR）提供的数据显示，2013年中国共购买了近4万台工业机器人，比排名第二的日本多出了1万多台。全球每卖出5台工业机器人，便有1台销往中国。
这还只是中国尚处于萌芽期的工业机器人市场创造出来的成绩。目前，中国制造业中每万人机器人拥有量只有23台，而韩国和日本的拥有量分别为396台和332台。这意味着，未来中国工业机器人市场的增长潜力将十分强劲。
“日本过去可以将低级产业转移到中国，利用中国廉价劳动力维持低价的生产成本。但现在中国（部分工业）没有可以转移的国家，只能靠机器换人。”日本安川电机公司中国机器人销售部长周嘉康对《第一财经周刊》说。
跨国机器人制造商已洞悉到了中国市场的这一新机会。
上午8时，孔兵准时出现在德国库卡公司位于上海松江新区的亮橙色大楼里。作为库卡公司中国区CEO，孔兵喜欢经常去公司的机器人厂房中转转。
他绕过数十台已经装配好的橙色机器人，快步走到厂房中悬挂着的生产进度记分牌下。看到牌子上显示的绿色数字，孔兵露出了笑容：“本周生产进度还是比较超前的。”
上海基地面积超过2万平方米，是库卡公司在德国以外设立的第一家，也是唯一一家海外工厂。今年3月开始投入使用后，工厂产能每年可达5000台。
“我们目前还没有满产，每年生产数量大约在3500台。5000台的产能是按单班制计算的，未来还有很大的扩产空间。”孔兵对《第一财经周刊》说。
而日本安川电机公司有着更大的野心。它要在中国建造全球最大的工业机器人生产基地。
考虑到土地成本等因素，安川公司将工厂地址选择在了江苏常州，总投资达40亿日元（约3亿元人民币）。2013年6月，安川机器人常州工厂开始正式生产，产能达到每年6000台。据安川公司相关人员透露，到2015年，其常州工厂的产能将超过每年1万台。
ABB和发那科这两家工业机器人公司则更早地来到中国。发那科2002年在上海建设了自己的厂房后，从2003年开始分别在广州、深圳、天津、武汉、大连等地开设了分公司。而早在1994年，ABB就已经在中国上海成立机器人部，成为最早进入中国的一批全球工业机器人制造商。
ABB是目前四大工业机器人跨国制造商中，唯一在中国实现了本土化研发和生产的企业。2005年，ABB在上海建立了机器人生产基地和全球研发中心。至今，ABB中国研发团队已经开发了超过5款全新工业机器人型，其中包括全球最小的多用途机器人、最快的码垛机器人。“我们不仅要满足本地生产、研发，更重要的是贴近本土用户。”ABB机器人业务中国区负责人李刚对《第一财经周刊》说。
在中国，从海外整体进口通用型工业机器人的关税是零。而如果在国内生产装配机器人，需要从国外进口电机、减速机等核心零部件，这些都得付出一定的关税。额外税收支出会基本抵消人力和土地节约下来的成本。但跨国制造商相信，接近市场，才能快速应对市场变化。它们更在意的是时间成本和市场反应速度。
比如工业机器人从欧洲工厂交货，到中国的海运一般要花4到6周的时间，交货合作期时间跨度很长。如果在本地生产，交货期就会大大缩短，企业跟客户的沟通和配合将会更加及时与灵活。
“成本只是一个很小的因素，我们更看重这个市场本身。市场在哪里，我们就会在哪里。”孔兵说。
而中国市场的变化，让工业机器人的模样也开始发生改变。
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很长一段时间，工业机器人在工作时必须与人类完全隔离。如果有人偷看到它们工作的场景，会觉得自己仿佛穿越到了机器人的侏罗纪时代—汽车工厂的灰白色调中，数不清的机器手臂举着沉重的货物快速移动。它们高好几米，机械关节发出“滋滋”的轰鸣声。一圈半人高的黑色护栏将这些机器人紧密包围，与可能接近的人类远远隔开。这让它们看起来更像一群凶猛的巨兽。
为了应付汽车工业庞大的流水线，过去厂房里的工业机器人大多巨大而笨重。“一般来说，我们不建议工业机器人和人一起工作。因为机器人力量很大，工作路径有一定的不确定性和危险性。”安川公司的周嘉康说。
汽车工业一直是工业机器人最大的客户。但进入2000年之后，3C工业（电脑Computer、通讯Communication和消费类电子Consumer Electronic）开始专业化和规模化生产。这成为了机器人制造商觊觎的下一个市场增长点。
由于3C工业中处理的零配件大多比较小巧，需要工人和机器相互配合操作，传统的大型工业机器人不再适合了。厂商喜欢的是那些能够和人类友好相处、并肩作业的中小型协作机器人。于是，这类机器人也开始成为跨国制造商的一个研发重点。
库卡公司在今年推出了名叫iiwa的协作型机器人。它有着精确的力矩传感器，能够在和人发生碰撞时自动停止。演示试验中，iiwa碰到了一个只装了少许水的玻璃杯，就立刻停了下来。它还能够准确模拟人的运动轨迹和力度大小。工人们使用iiwa时，不需要使用复杂的程序语言，只需握着它的机器臂，手把手“教授”一次，它就能很快学会。
发那科公司也在今年4月展出了最新的协作性机器人。它身上不再涂着公司标志性的明黄色，而是让人感觉舒适安全的嫩绿色，这也让人能一眼将其认出来。
其实，在中国的协作机器人市场上，一些聚焦垂直领域的创新型公司，动作更加迅速。
库卡和发那科的协作机器人目前都还没有正式进入中国，丹麦公司Universal Robots（下简称“UR公司”）却已经在中国市场上开拓了近3年。早在2011年年底，UR公司CEO Thomas Visti就决定，推动公司主打的协作型UR机器人进入中国。
UR机器人瞄准的客户群体是中小型公司。这些公司通常嫌传统的工业机器人过于笨重，编程程序复杂，想要将它们整合进现有的生产流程实在困难。在中国，这样的中小型制造公司数量极为庞大。
UR机器人几乎有着库卡公司的iiwa所拥有的全部优点：它和工人之间不需要围栏，在和人发生碰撞时会自动停下，没有编程经验的人也能快速使用它，用户手握机械臂移动，就能教会它该实现的动作。而且，UR机器人从拆包到投入使用，通常只需要短短的几个小时。
中国市场对这种中小型协作机器人的欢迎程度比Visti自己估计的还要高。短短两年时间，UR公司的经销网络就覆盖了北京、上海、重庆、广东、福建和江苏地区。2013年7月，UR公司在上海正式成立了中国分公司。那时，它还是一个只有拥有不到70名员工的小型公司。
Visti认为，性价比高是UR公司的工业机器人能够迅速赢得中国众多中小厂商欢心的重要原因。“中小型企业希望投资回报周期越短越好。UR机器人不仅初始投资成本比较低，还能够以非常经济高效的方式运作，投资回报期通常只有6至8个月。”他对《第一财经周刊》说。
这一点，也是中国本土制造商在攻占机器人市场时选择的突破口。
长期以来，跨国制造商占据着中国工业机器人的主要市场份额。IFR的数据显示，2013年中国购买的3.656万台工业机器人中，只有不到1/4是由中国供应商提供，其余都来自日本、德国和瑞士的制造商。
然而，这种局面或许在几年内就会被改变。中国制造商相信，相比跨国公司，它们更懂得本土用户的核心需求—大多中国中小企业用户对快速回收成本的渴望，远远大于对一个完美产品的要求。
“在中国，工厂老板一般都希望3年收回成本，第4年就开始赚钱了。但国外制造商不考虑中国市场的需要，它们不会降价，只会告诉你自己的产品品质有多好。”北京正兴天宝自动化科技公司（简称“正兴天宝”）总经理孙征对《第一财经周刊》说。
跨国制造商将这视为中国工业机器人市场“不够成熟”的表现。它们发现，很多在别处通行的做法在中国并不适用。
不同于其他市场，安川公司在中国的主要用户是系统集成商，很少直接供货给工业机器人的最终使用者。因为中国很多厂商在购买了机器人后，对于如何使用毫无概念。它们需要制造商在卖出机器人的同时，为它们设置好一切操作细节。最好机器人一到手，就能立刻放到工厂流水线上使用。
但众多的中小厂商客户让安川公司有些顾不过来，只好让中间的系统集成商去负责为客户提供量身定做的解决方案。
这也为中国的商家带来了机会。很多本土机器人制造商正是从系统集成商发展而来，比如正兴天宝。
从2010年7月创立正兴天宝开始，孙征一共花了4年时间为机器人跨国制造商们提供后续的系统集成服务。他和团队从发那科等跨国大公司手中买入机器人单机，根据不同厂商的特殊需求，为它们定制机器人一体化解决方案。借助孙征公司的服务，中国厂商一拿到工业机器人，马上能让其上岗工作。
孙征渐渐发现，代替跨国公司们为中国厂商提供售后服务，是工业机器人领域一块大有可为的空白市场。
中国厂商购买跨国公司的机器人单机后，如果发生故障，维修成本会非常高。外国工程师的服务费用从登上飞机的那一刻就开始计算，1小时高达800欧元。而孙征他们的售后服务不仅价格便宜，而且能够保证24小时响应。
与此同时，跨国制造商也开始学习迎合中国市场的需要，比如牺牲部分产品功能来降低市场价格。“中国的客户对成本的敏感度更高一些。为了满足这个要求，我们会开发一些新的东西。当然，前提是不降低我们的质量，同时也不降低我们整体的性能。”库卡中国的孔兵说。
库卡公司在2012年推出了主打“简单焊接应用”的KR5 R1400型焊接机器人，它专门针对中国市场设计。
库卡原先生产的弧焊机器人，包括精度、速度、负载能力和可达范围等方面的参数水平较高，但中国的客户往往只要保证基本的焊接质量，不需要很多额外功能，对精度和速度的要求也不高—它们更在意的是产品的价格。为了符合中国客户的要求，KR5 R1400放弃了很多不必要的功能和高级参数，把成本控制在了比较低的范围内。
KR5 R1400机器人去年在东亚地区一共卖出了几百台。孔兵对这一数字感到满意。但在孙征眼里，未来，这个数字应该达到富士康总裁郭台铭所说的“百万级”。2007年年初，富士康成立专职研发工业机器人的事业处，希望用百万台机器人代替工人从事简单的生 产。
经过多年服务市场的积累后，正兴天宝正向工业机器人生产领域转型。2013北京国际工业智能及自动化展览会上，这家公司展出了自主研发的中国首台3D视觉工业机器人，它配备了3D视觉信息系统，能够识别不规则物品的外形，然后准确抓取和排列放置。
当天，这台视觉机器人吸引了众多厂商。它们喜欢的不只是它的精准性，更重要的是—它的价格仅是国外产品的1/5。
中国机器人的发展与成绩 篇4
一、工业机器人
中国著名科学家钱学森先生曾在1984年指出:机器人就是有特定功能的自动机, 是如今新技术革命的重要发展对象之一, 是高智商的人工智能机电一体化装备[3]。”据有关部门统计, 我国的工业机器人需求量惊人, 而且每年的需求量以30%的速度飞速增长。相关专家曾经预测, 根据发达国家产业升级与发展的历程, 以及工业机器人产业化发展趋势, 在2015年, 中国工业机器人市场容量预计可达到约十几万台套以上[4]。为了使我国与发达国家的差异迅速缩短, 是我国工业机器人的发展站在更高层次的平台上, 我们必须虚心学习国外的新技术, 新思想, 在此同时, 国家的支持与重视也是必不可少的。到目前为止, 我国拥有专业机器人产业开发的企业超过50家, 专门从事机器人研发的单位超过200家上。我国机器人的发展前景十分明朗。
二、移动机器人
我国从八五期间开始研究移动机器人。虽然与世界上的许多强国相比发展比较落后, 但是丝毫没有影响到我国移动机器人的发展速度。我国投入大量人员, 大力支持此项技术的发展, 对于一些室外机器人的某种关键技术, 我国已经接近甚至达到国外发达国家的技术水平。目前, 国内也出现了许许多多优秀的研究成果, 例如:由清华大学研制的的智能移动机器人THMR-Ⅲ, Ⅴ型机器人等。机器人技术从以前的一无所知, 到逐渐引进, 从初步引进到不断改革, 我们对于机器人技术的研究不断深入。我们深信, 在不久的未来, 会有许许多多高智能, 富有情感的机器人出现在我们的生活中, 为我们的生活生产更好地服务[5]。
三、仿生机器人
目前, 仿生机器人的研究不断深入, 已经出现了多种多样的仿生机器人, 主要分为3大类:仿生物、仿人和生物机器人。仿生机器人凭借其灵敏的感知系统以及以及灵巧的行为能力对人类的科学研究以及生产劳作起到了十分有利的作用, 所以, 我国很早就已经开展了对于仿生机器人的研究。国内许多高校以及科研院所都进行了仿生机器人的研究:在国家“863”智能机器人主题大力支持下, 北航机器人研究所研制出了能实现简单操作作业和抓持的3指9自由度仿生手。仿生机器人在娱乐、服务, 甚至军事上都有很大的发展潜力, 目前, 已经成为21世纪机器人研究的重点研究对象。
四、医疗与康复机器人
欧美的许多发达国家首先开展了对于康复机器人的研发, 而我国在此方面的速度相比起来却发展较晚, 目前, 主要有一些研究所, 高校以及一小部分企业正在开展康复机器人的研究。哈工程机电一体化实验室对康复机器人领域的研究较为深入, 其已经研制出十分优秀的下肢康复训练机器人, 此机器人可以模拟踝关节的运动姿态等规律、正常人的行走步态.清华大学的康复工程研究中心对下肢训练器研究也比较先进, 做了一定的深入探索, 开发出肌电反馈控制康复器设备等优秀的康复机器人。我国的一部分公司如浙江金华、北京宝达华等企业也不断致力于我国的康复机器人技术的发展, 我国的康复机器人市场前景广阔, 就有很好的发展潜力。
五、结语
我国机器人的发展速度不可同日而语, 通过查找文献, 看到许多前沿的机器人, 也看到了发达国家在机器人方面的成绩, 认识到机器人行业对各行各业的帮助, 深受启发。我相信, 在我国的大力支持下, 机器人产业一定能给我们的生产生活带来极大的便利。
参考文献
[1]International Federation of Robotics.Service robots[EB/OL].[2013-06-09].http://www.ifr.org/service-robots/.
[2]徐扬生.智能机器人引领高新技术发展.科学时报, 2010-08-12
[3]孙英飞, 罗爱华.我国工业机器人发展研究.科学技术与工程.2012年4月
[4]任锋明.工业机器人及其在生产中的应用研究.长春:吉林大学硕士学位论文, 27—36
中国发展机器人 篇5
在沈阳第一机床厂，副总经理姜庆凯正紧张的看着机器人机床的调试。记者看到，这样一台机器人管理了5台机床，只见机械手抓起一个毛坯，把它按顺序放到一个个的车床里加工，不一会，一个产品就被生产出来。
姜庆凯介绍说，这条生产线是给汽车做轮毂轴承的。他们第一期定了两条生产线，并要求这两条生产线在原则上每个班只有一人巡视。
看到机器人机床调试顺利，姜庆凯放下心来。他告诉记者，虽然机器人系统价值在100万左右，但它能节省4名熟练工人，按每天两个班计算，2年里就能收回投资。同时产品质量、废品率也比人工好很多。因此，在传统机床几乎没有利润的情况下，带有机器人系统的机床却销售火爆。
姜庆凯接着说，特别是在经济如此低迷的情况下，机器人机床是逆势上扬，订单也比去年增加了一倍，很多竞争对手都在做这方面的投入和研发。面前，管理机床的机器人，是由国内最大的机器人企业沈阳新松和沈阳第一机床厂联合研发的。在沈阳新松，记者看到车间里满满当当的都是给烟草企业、给能源企业、给汽车企业研发的各种不同的机器人。在董事长曲道奎的眼中，推动各行各业的制造模式革命，已经成了他们忙不完的事，而在一场会议上，记者也感受到了他们眼中的世界。
在会上，他们各抒己见，讨论着机器人的一些新的应用，例如在锻造、铸造、打磨、上下料、印刷电子装配和电机电焊等领域都需要有机器人到数字化车间。还有一些特殊的领域，例如不适合工人操作的爆破行业等危险品生产领域。还有人议论到，国家新的规范里要求从6月1日开始，所有的药品运送行业都必须采用自动化的设备。自动化的存储和分拣，这个是贴合国家的要求。
在这些技术狂人的话语里，一个无比庞大的市场越来越清晰地展现了出来。而现在，无论从场地还是其他各个方面都已经完全满足不了他们的生产需求，现在他们要做的，就是加紧扩张的步伐。
中国机器人十大产业重地 篇6
早在2011年便提出了要打造“全球机器人之都”的口号，产业发展目标为，2020年，重庆机器人产业销售收入达到1000亿元。
长沙
到2017年年末，长沙将力争实现工业机器人产业产能突破100亿元；在全市重点工业领域实现工业机器人规模化应用，工业机器人密度达到100台/万人。
东莞
自2014年起每年支出2亿元财政资金扶持企业”机器换人”，目前大量的机器人已运用到生产线中。
天津
着力突破机器人整机、零部件设计制作与集成、机器人用材料及加工技术。
沈阳
我国最重要的工业机器人生产基地之一。2015年沈阳机器人相关业务收入超过50亿元，同比增长30%以上，产品占国产工业机器人市场份额逾20%。沈阳新松是我国工业机器人领域的排头兵，市场份额遥遥领先。
青岛
在青岛高新区规划建设占地3000亩的青岛市机器人产业园区，作为青岛机器人和智能制造装备产业发展的主体和核心区域。目标是，到2020年，全市机器人产业总产值超过100亿元，成为国内具有影响力和竞争力的国家级机器人产业基地。
浙江省
“机器换人”战略为浙江省工业机器人产业开启了巨大的应用空间。据调查，浙江省制造业使用的工业机器人总量占全国的15%左右，居全国第一位，工业机器人密度达到52台/万人，大大高出全国36台/万人的平均水平。
芜湖
首个国字号机器人试点集聚区，截至2016年2月份，芜湖市机器人产业园入驻的机器人企业共56家，产业规模达70亿元。
上海
力争建设成为我国机器人产业高度集聚的研发中心、制造中心、服务中心和应用示范中心，整体实力进入世界一流阵营。2020年全市机器人产业规模力争达到600亿-800亿元。
深圳
2014-2020年每年投资5亿元人民币援助机器人相关产业发展。现在，深圳市与机器人有关的国家和省级重点实验室达到30处、工程实验室16处、工程技术研究中心12处、公务服务平台7处。
中国发展机器人 篇7
机器人遇到的重大挑战
机器人现在遇到了一个重大挑战。现在机器人的名气,无论是从技术上还是从未来战略上都到了无以复加的高点,但真正机器人发展了半个多世纪,它在市场上的表现又是什么?机器人是名不副实还是名实相符?
机器人是20世纪最大的技术发明之一,机器人也可以称之为制造业皇冠上的明珠。同时,机器人已经成为世界各国争相发展的高新技术。机器人未来将改变我们的制造模式,将改变我们的生活方式。但是,半个多世纪的发展,目前为止机器人的拥有量不到200万台。而中国一年的汽车产量2000万台。机器人作为一种产业或者产品它几乎可以忽略不计。这与它名气的差距之大令人惊讶。
这是为什么?2009-2014年,世界机器人的快速发展时期,特别是全球金融危机的大背景下,机器人逆势增长,全球的增长率接近30%,中国的增长率到50%多,接近60%。近几年进入了机器人快速发展的新阶段。中国尤为突出,2013年中国成为机器人全球最大市场,2014年中国市场增幅54%,仍然保持全球最大市场。预计未来10年乃至15年,中国一直会保持全球最大机器人市场的趋势。更关键的一点,中国机器人的保有密度还没达到国际平均密度的一半。
从市场表现数据可以看到,机器人全球平均密度是在0.62%,中国只达到0.3%。实际上在机器人替代率里,我们认为可以忽略不计。因为全球平均99.38%的工作还是人来做,机器人在里面的替代率只有0.6%多一点,在中国99.7%还是人作业。由此可以分析为什么这么大的工作量机器人不能替代,原因在哪儿?关键点就是机器人技术。很多领域因为机器人技术无法支撑,不具备条件。机器人根本不具备替代人工作的条件,而不在于成本和价格,在于产品功能和性能不能满足真正制造业大批量刚性需求。
机器人现在能做什么?现在典型的工业机器人,缺少了感知系统。一般的视觉、力觉还有其他感知,现在的机器人都没有。机器人还缺什么?缺少灵巧性。真正制造业里很大一类工作,特别是劳动密集型工作,几乎都是靠人的灵巧性,这恰恰是今天机器人所欠缺的。机器人既没有感知系统,又没有灵巧的操作系统,比照人类来讲,机器人应该是一个严重的残疾人,这样的“残疾人”基本排除在人类正常的就业范围之外,这就是今天机器人的现状。
今天的机器人在这种现状下能做什么工作?只能在结构工作环境下做程序化、规定性的工作。真正需要灵巧性的、或者在需要变通的环境,机器人无能为力。这个问题导致了很大一类工作机器人无法做,包括典型的劳动密集型工作。大家说未来机器人一个重要发展趋势在于3C(通讯、电子、消费类),而这里需要劳动者从事的工作是什么?是要用真正的双手或者手指,做灵巧性的工作,但是机器人做不了。再有工作性质不一致的,机器人做不了的。还有一大类特种性的工作,没有一定规范,机器人也做不了。真正需要劳动力多的行业机器人全部无能为力,为什么?就是技术问题。
还有一类是机器人的安全问题。机器人和人类现在不能协同工作,机器人工作必须在一个笼子里围着,由于安全性的限制又把很大一类工作排除在外。除了制造业外,现在在生活领域,养老、助残、医疗等领域,对今天的机器人而言又是一个没有解决的大问题。
特种领域机器人的作用。一个是人类的替代、一个是人类能力的拓展,在这个领域现在机器人所做的也是刚刚开始。今天因为众多技术的限制使机器人只是局限在制造业很窄的一部分里,这也回答了为什么今天机器人发展了半个世纪全球只有200万台,作为一个产业来讲可以说是微乎其微的。
针对这个情况,下一步机器人技术突破主要体现在以下几个方面:
一是机器人的作业能力,从灵巧性入手;二是机器人的自主决策能力要增加;三是机器人的交互能力,不像过去靠编程、靠键盘,而是通过其他交互方式,通过这个来解决机器人在复杂环境下的作业,解决机器人与人的共融性,还要解决与作业决策相关的自主意识问题,要重点解决机器人的交互能力问题。这几个技术突破以后,机器人才会摆脱现在只是作为一种机械设备在专用领域应用的现状,从而进入广阔的市场。
机器人的智能技术的发展,现在可能要经历三个阶段。第一阶段,计算智能。现在的机器人主要体现在编程、计算,以轨迹计算为主。第二阶段,进入感知智能,各种传感要进来,提高机器人对外部环境的适应性。第三阶段,认知智能,这个比较长远。这三个阶段,当下机器人重点发展的是第二阶段“感知智能”,可以实现机器人在制造领域或者外部环境的适应性。认知智能还需要长时间的积累,眼前重需要点突破的是感知智能领域。
现在机器人具备两大属性,第一个属性是机器人的机器属性或者机械属性,机器人发展到目前重点发展的是这个属性。第二是人的属性,智能、智慧、灵巧性。今天可以说机器人正处在一个由机器向人的转折点上,也就是智能的提升。
中国机器人产业发展现状
中国成为机器人最大市场,中国的机器人公司一夜之间从几十家发展到几百家。不完全统计,现在中国有一定影响力的机器人公司可能有700~800家,这是短短三五年的爆发式发展。中国机器人的量上去了,发展速度上去了,我们的质在哪儿?中国机器人的内涵是什么?2014年,在中国机器人市场上,国外机器人公司在中国增长47%,中国本土机器人公司增长77%。我找到几个关键数据说明中国机器人存在的巨大问题。包括三个方面,一是机器人技术层面,机器人的复杂程度,多关节机器人国外公司占了90%。二是机器人作业难度,现在机器人更多体现在焊接,在焊接领域国外占了84%。三是行业应用,真正机器人的高端应用主要集中在汽车行业,在这个领域国外公司占了90%。中国企业在哪儿?或者中国机器人种类,在作业的大多是在搬运、码垛,在应用领域可能在家电领域或者金属制造领域。通过两个90%和一个84%说明中国机器人在技术层面,也就是我们机器人的复杂度;在机器人作业层面,在机器人的应用行业现在都处于比较大的劣势,也就是说国外市场是主导地位。
将来很可能在产业链中中国处在低端,我们是低端应用领域。另外就是市场边缘化,很多主流市场,中国企业可能进不去,这是一个很大问题。所以现在的问题是高端市场产业链低端化,市场的边缘化。
机器人的核心技术、核心部件设计技术、编程程序技术、控制技术、应用作业技术,这是几大核心技术。关键部件有驱动器、伺服系统、高精度的减速器等。从感知系统,从视觉、力这一类东西来讲都是感知系统。在机器人的集成和应用领域,中国的很多企业或者大部分企业在核心技术、核心部件、感知系统关键的工艺技术都是欠缺的。
中国机器人产业,大的开发区、产业园现在有30多个,有机器人概念的上市企业超过百家,和机器人有关的大小企业已经上千家,主要的七八百家。这说明中国的机器人产业发展规模已经起来了,当下真正需要做的是怎么提高和改变我们的技术、我们的产品、我们的市场应用。现在中国的质量提升是摆在我们机器人产业面前最大的问题,由数量、速度转变为真正的质量、内涵,这是中国机器人发展的最大问题。
中国机器人产业到底应该发展到什么程度,我想和各位分享新松公司在这个领域最新的发展。
新松已经成为机器人产品线最全的企业,包括工业机器人、清洁机器人、特殊机器人、移动机器人、商务机器人、服务机器人,我们完全可以做工业4.0的解决方案。新松作为全球上市公司,市值已经是全球第三大,ABB、法纳克、新松,也是这几年成长最快的企业。新松的产品有了比较好的地位,
新松三分之二的产品在外资外企中使用,现在出口23个国家,完全改变了中国产品低端应用很难走出国门的窘境。
中国是全球最大的市场,同时中国也成为了全球机器人竞争最激烈的战场。中国机器人产业存在三个大的潜在风险,一个是技术,很可能要空心化;二是应用的低端化;三是市场边缘化。中国的机器人产业、中国机器人企业必须重视并解决好这三大潜在风险,当务之急是要培育具有国际竞争力的机器人企业。中国政府现在要打造机器人相关的大平台,研究开发平台、检验检测平台,还包括其他的标准平台,这都是中国机器人产业发展需要支撑的相关平台。
机器人的重新定义和新一代机器人的发展
工业4.0带来一个新的概念,对产品的重新定义,虽然产品名字没有改变,但是产品内涵发生了翻天覆地的变化。首先看工业4.0和机器人。大家都知道工业4.0,但很多人不知道伴生工业4.0的M2.0。工业4.0要伴生第二次机器革命,这当中典型代表是新机器人。传统机器人的使命是支撑前三次工业革命,作为大设备的支撑。第四次工业革命必须有新一代机器人支撑,必须满足物物相连、物物相通,满足数据、网络、云这些新的要求,所以就有一个大的变化,我们称之为新一代机器人。
现在一个智能制造时代已经来临,这个时代来临有几个基本特征。第一,美国的再工业化,美国物联网的革命,包括欧盟的工业4.0以及日本的复兴战略和日本的机器人新革命,以至中国制造2025,这一切都标志着全球进入了一个新的发展阶段。这个阶段我们称之为大智能的变革,核心是智能。首先我们在智能制造这个大范畴内需要一个大模式的变革。第二,为支撑智能制造需要有智能设备,它生产的又是智能产品,同时设计手段包括管理手段的数字化、智能化,这是大的系统的变革时代。推动这个时代进步的动力在哪儿?或者新工业革命发展的驱动要素又是什么?
首先,技术驱动。机器人今天的现状是技术不能提供支撑,很多功能、性能满足不了需求。新一代机器人首先在技术上有了新支撑。包括网络技术、传感、大数据、新一代材料等等,在技术上有翻天覆地的变化。第二,市场导引。产能过剩,产品的个性化、定制化需求,产品生命周期的缩短,这一切都需要有新的制造模式来支撑。传统的制造模式,大批量、大规模的制造模式在新市场环境下已经过时了。第三,社会的倒逼因素。无论是环境、劳动力成本,还是其他各个要素倒逼我们必须进入新的制造模式。技术、市场、环境使我们进入了新的制造业革命的时代。
这个阶段需要的机器人是不是大家刚才谈的机器人?不是,完全变化了。传统的机器人怎么定义的?可编程的、多功能的、有自由度和灵活性的高端设备,是机械设备的范畴。新一代机器人的定义摆脱了设备概念,已经成为了人类真正的伙伴,无论在制造业还是日常生活、特殊领域,机器人一直伴随我们,新的机器人和传统机器人在内涵、在功能上发生了翻天覆地的变化,这是今天重点要发展的。按照这个定义,制造业只是机器人的领域之一,另外在医疗、国防安全、服务生活领域,这是机器人未来的大空间,未来的大市场,几万亿美金的市场,是整个机器人市场的新范围。
按照新的机器人的定义和新的范围,世界各国都把新机器人作为国家发展战略。机器人是多种高新技术的综合集成,机器人的发展几乎代表一个国家综合技术的发展水平和发展阶段。机器人还有一个很大的功能支撑技术,它对制造业、对国防安全、对日常生活有巨大的支撑作用,这是机器人和其他产品的巨大差别。任何技术和产品都有它的发展阶段和生命周期,但机器人是伴随人类社会的发展而发展和持续,几乎看不到它的终点。
按照这样一个新的变化,我们再看中国机器人在近几年或者近阶段有哪些新变化。
以新松为例,新松最新的数字化工厂,用机器人生产机器人,包括生产系统、物流系统、智能制造系统,完全形成了工业4.0制造模式。新松最新的智能化生产机器人的工厂,包括了智能物流系统、信息化管理的仓储系统、机器人装配机器人的智能制造过程。离线编程+精确力控制。实时记录机器人的力矩,对打磨轨迹和界面进行实时记录和反馈。机器人通过视觉自动定位实现动态抓取。两个机器人通过传感器进行自动精密装配。
我们最新开发的复合机器人。过去是分离的,现在解决了机器人在移动过程中完成精密操作的问题,把过去的两种机器人复合在一起,这种机器人推出时间很短,但是市场上已经有大批量的订单过来了。
除了制造业机器人的进展,现在又最新推出了服务机器人,现在服务机器人已经大批量推向市场,今天我们看到的是餐饮服务机器人,代替服务员点餐送菜。现在同步进行地图重建,这样可以使移动机器人具备可行性,过去是要做标识的,这种现在完全实现了实用性。在过去,机器人很难识别前面是人还是障碍物,现在通过人脸识别,就知道这是一个人,对人怎么来进行交互,对障碍物怎么避过去。这实现了在复杂环境中移动机器人的可用性和实用性。
我们最新开发的柔性轻量机器人有轻自由度,可以跟人协同作业,具备感知能力。过去机器人和人必须要独立、分离,现在利用感知系统,机器人完全可以跟人进行交互、协同。
中国发展机器人 篇8
1从潜水器到水下机器人的技术创新
潜水器,亦称“深潜器”。具有水下观察和作业能力的深潜水装置,主要用于水下考察、海底勘探、海底开发及水下打捞、救生等,并可作为潜水员活动的水下作业基地[2]。潜水器分载人潜水器和无人潜水器两类。载人潜水器是一种可以在水面航行,也可以在水下潜航、工作,由驾驶员操纵的航行器。无人潜水器(无人遥控潜水器)也称为水下机器人。它是由水面通过脐带供给动力,并由水面操作人员实现控制,通过水下电视、声呐等仪器扫描进行观察,并通过机械手代替潜水员进行水下作业[3]。水下机器人目前包括有缆和无缆两大类。有缆水下机器人,即水下遥控运载体(RemotelyOperatedVehicle,简称ROV),通过电缆由母船向其提供动力,操作者可以在母船上通过电缆对其进行遥控;无缆水下机器人即水下自主式无人运载体(AutonomousUnderwaterVehicle,简称AUV)是一种既不载人、又没有脐带电缆的水下机器人,与工作母船没有机械上的联系,自带能源,工作时依靠自治能力来管理和控制自己,具有在三维空间里自由运动的能力,是目前水下机器人主要的发展方向。
世界上早期的潜水器出现于20世纪30年代。1932年,瑞士的A·皮卡尔教授研制出第一个潜水器“弗恩斯-1”号,从现代的眼光来看就是用绳缆吊放的简单潜水 球,无水中活 动能力,也无仪器 设备。1934年,美国研制出能够下潜934米的载人潜水器。1953年又制造出第一艘带有小型电力推进器的“特里斯特号”潜水器,并于1960年1月23日在太平洋马里 亚纳海沟 下潜到海 平面以下 近11公里处(10916米),创造了世界潜水最深记录。从60年代起,潜水器普遍安装了必要的仪器设备,改善了机动性能,提高了水下作业能力。20世纪70年代研制出的无人遥控潜水器,具有作业安全、使用方便等特点,使水下机器人技术又向前发展了一大步。20世纪80年代末,随着计算机、人工智能、微电子等技术的突飞猛进,自主式水下机器人得到大力发展。目前,水下机器人均装有多个推进器,可以完成朝不同方向运动的指令,除此之外,还装有罗经、深度计、障碍物探测声呐、高度深度声呐、方位探测器和各种水声通讯设备,以及供水下作业用的机械手、水下电视和照明装置等。当今世界如美国、日本、英国等都已开发出适用于多种需求的水下机器人,并且各自都有一定的技术优势。美国麻省理工学院的SeaGrant'sAUV实验室开发的水下机器人OdysseyⅡ可以用于在海冰下标图,以此来理解北冰洋下的海冰机制,并且能检测中部大洋山脊处的火山喷发。美国海军研究生院(NavalPostgraduateSchool)的智能水下运载器研究中心研发的水下机器人“凤凰号(Phoenix)”可以完成具体的项目任务,包括使命规划的研究、导航、避碰、实时作业控制、再规划、目标识别、平台的动力运动控制和后使命数据分析等。在军事上,可用于水雷战,如浅水雷区标图与灭雷(引爆)[4]。其他国家如英国的海事技术中心(MarineTechnologyCenter),日本东京大学的机器人应用实验室(UnderwaterRoboticsApplicationLaboratory(URA))等均致力于研发更先进的水下机器人。水下机器人已经成为新时期水下观测、海底采样、水下摄影和录相以及水下打捞的重要工具,在海洋科学研究和海洋资源开发中,有着不可或缺的作用。
2中国水下机器人的研发从申请到立案
机器人是人类进入20世纪具有代表性的高技术产物,计算机技术的发展和自动化技术的广泛应用是机器人技术发展的助推剂。从第一个五年计划开始,我国逐步奠定了工业化的基础,制定《1956—1967年国家科学技术发展远景规划》,其中对发展生产过程自动化作了具体要求,这一成效主要体现在军工企业中。在之后制定的《1963—1972年科学技术发展规划》中,生产过程自动化又一次被提及,这次重点强调工业生产自动化问题,正是从这一时期开始,我国部分研究人员尝试着跟踪国际最新技术,在机器人领域开始新的探索,而对于水下机器人仅处于认知阶段。
2.1初创期艰难起步
20世纪70年代初,我国机器人的研发工作举步维艰,沈阳自动化研究所的蒋新松、吴继显、谈大龙等几名研究人员从国外的杂志上零星地了解到机器人技术的出现。在当时的社会环境下,人工智能技术、原子能技术和空间技术称为20世纪的三大技术,国家提倡把国民经济搞上去,从这一角度来看,将视野拓展到机器人和人工智能方向,可以进一步与国际上其他国家发展高技术的趋势接轨。三个人联名给中国科学院起草了《关于人工智能及机器人》的研究申请报告,同时去北京调研开展人工智能和机器人研究的可能性[5]。尽管当时在科学院得到了支持,却依然遭到了其他人的质疑。甚至有人还在上海复旦大学所办的《自然辩证法》杂志上公开撰文,对搞人工智能和机器人研究进行批判,认为这是“唯心主义的伪科学”[5]。在当时社会形势及负面声音的影响下,大部分人对这个新出现的“铁领工人”[6]并不接受,机器人的研发工作暂时被搁置了起来。
1978年,邓小平在全国科学大会开幕式上的讲话中提到:“现代科学为生产技术的进步开辟道路,决定它的发展方向。许多新的生产工具,新的工艺,首先在科学实验室里被创造出来。一系列新兴的工业,如高分子合成工业、原子能工业、电子计算机工业等,都是建立在新兴科学基础上的。当然,不论是现在或者今后,还会有许多理论研究,暂时人们还看不到它的应用前景。但是,大量的历史事实已经说明:理论研究一旦获得重大突破,迟早会给生产和技术带来极其巨大的进步。当代的自然科学正以空前的规模和速度,应用于生产,使社会物质生产的各个领域面貌一新。特别是由于电子计算机、控制论和自动化技术的发展,正在迅速提高生产自动化的程度”。国家从这一时期开始关注世界先进技术的发展,打破常规,重视科技进步的战略观点,积极致力于追踪国际高技术发展态势。
2.2视野转移到水下机器人
1978年,中国科学院制定规划发展机器人。在《1978—1985年全国科学技 术发展规 划》实施的同时,国家制定了“第七个五年计划”(简称“七五”),“七五”期间,安排76项国家科技重点攻关项目,其中“工业机器人开发研究”(共分成了5个课题:工业机器人基础技术研究;工业机器人基础器件开发研究;搬运机器人开发研究;喷涂机器人开发研究;焊接机器人开发研究)就是其中之一。以此作为我国工业机器人产品的开发和应用,基础理论的研究及关键元器件的研制和配套的“主战场”[7]。为了避免与机械部研发工业机器人项目相冲突,1979年11月,科学院组织沈阳自动化研究所与有关部门讨论其他方向机器人技术的研究如何立题。在当时的环境下,这是相当困难的一件事。讨论最后集中到研制一种人所不能及的环境中应用的机器人。考虑到研制这种机器人也许会容易得到社会的支持。属于这种情况的,在当时有两类:一类是核辐射下应用的机器人,另一类就是海洋机器人[8]。与会者都支持后一课题作为研究的目标,这一课题也初步得到中国科学院职能部门的认同。
其实早在1979年9月,沈阳自动化研究所的几名研究人员在副所长蒋新松的带领下,参加在日本东京举办的国际人工智能联合会议,这是人工智能领域中最主要的学术会议之一。会议后,他们在横滨参观了海洋技术研究中心,在小松制作所(KOMATSU)看到了还在研制中的八脚水下机器人[8],这种机器人将会代替人完成水下作业,大大减轻了人力。从当时的世界范围来看,自1964年以来,苏联科学院海洋学研究所就开始从事海底遥远人控系统的研发,第一个无人带电缆的受控器被称为“蟹”,它的机械手可以在0.4米以内拾取各种形状物体。美国方面研发的科沃(CURV)水下机器人在母船的遥控下,可以潜入750米以下水深处作业。1965年,“科沃一号”在西班牙海床成功打捞一枚氢弹;“科沃三号”在1973年打捞起一艘失事的“双鱼座”深潜艇。英国方面研制出一种无人遥控潜水器ANGUS(可导航通用海底探测器),设计理念与美国的“科沃三号”相似,能在水下330米大陆架上活动[9]。这种新型机器人在中国的研发尚处于空白状态。结合日本发展机器人技术时,采用技术开发与实际需求紧密结合的“实用型”模式,中国也可以结合当前国情,研发适用于本国的特种机器人。
1979年12月,中国科学院在沈阳主持召开了海洋机器人立题计划座谈会。到会的海洋研究所、海军等方面的代表在分析了课题的迫切性、必要性与可能性后,一致支持这一课题的研究。尽管会下有人对这一课题还是持有质疑态度,但会议决定于翌年组织这一课题可行性调研[8]。1980年4月初至5月中旬,由沈阳自动化研究所、长春光机研究所、青岛海洋研究所、南海海洋研究所联合组成调研组,开展了海洋机器人课题的可行性调研工作,在全国二十多个单位进行了调研,在调研中召开了海洋科学工作者、海军指战员、打捞人员、潜水员等各种类型座谈会十余次,调研人员深入工作一线,积极了解海上潜水作业中潜水员进行救捞的情况与海上石油开采平台的工作情况。潜水员进行水下作业时,20米以下很难看清目标,50米以下漆黑一团,每次潜水只能持续工作15~20分钟。潜水员容易患潜水减压病,导致脊髓部分的中枢神经损伤[10],进行深水域作业时会造成氧气及氮气中毒[11]。基于当时的实际情况,在调研总结会上,参加调研的单位又一次重申:开展海洋机器人研究势在必行[8]。研发水下探测及作业装置———水下机器人的呼声越来越高。
2.3重要推动者
通过一系列的调研,研发水下机器人这一课题得到了大多数的人的支持,但在之后的落实过程中,又经历了困难与曲折。考虑到当时的科技水平,有人认为:工业机器人没搞好就搞水下机器人,简直就是异想天开。同时在经济上,还面临着缺乏经费的难题。是否能顺利进行这一课题的研发,还有很多困难要克服。
正在研究人员为这一课题能否继续进行而发愁时,得到时任中科院技术部主任、学部委员李薰的支持。李薰(1913—1983)早年通过湖南省试留学英国,在谢菲尔德大学(TheUniversityofSheffield)冶金学院深造,研究冷加工对钢的性能影响和氢在钢中的作用。回国后李薰负责筹建并主持中国科学院金属研究所的工作。国外的求学经历使他更容易接受新技术新方法的挑战,在工作中敢于创新,同时还号召高级研究人员一定要有自己的基础性研究工作,讲究实效,注重实际[12]。对我国现行的科技体制存在的很多弊端,多次提出批评和改革意见。20世纪50年代李薰创造性地提出解决我国稀土资源利用的问题。后期为我国制造第一颗原子弹,最先在国内研制出分离铀235的关键部件———甲种分离膜。这些成就与他对科研积极的态度密切相关。
1978年7月,中科院沈阳分院成立后,李薰任分院长。当时沈阳自动化研究所正在积极开展人工智能和机器人技术的研究,但大家对于人工智能和机器人技术的认识不一致,工作进行难度较大。为了统一认识,排除干扰,尽快立题,李熏建议将题目改成“智能机器在海洋中应用研究”。1981年11月,在李薰主持下召开了智能机器人在海洋中的应用课题审议会,并组织了技术学部委员对这一课题进行评议。陶亨咸、杨家墀、常迥、张仲俊、张作梅等五位学部委员参加评议,并一致同意立题[8]。李薰对开发这门学科的必要性、现实性和应用前景提出了肯定性的意见,最终智能机器在海洋中应用研究被确定为中科院的重点课题。
2.4拍板定方案
关于水下机器人的研发这一课题历经几番波折终于正式确立,沈阳自动化研究所与上海交通大学达成了合作研制本体的协议,并先后和国内许多单位签订了有关部门的研制协议。将研制中的海洋机器人被定名为“海人一号(HR-1)”。为了进一步明确“海人一号”的具体实际方案,1982年,中国科学院与有关部委在杭州莫干山又一次召开了“海人一号”方案设计审定会。
在莫干山会议纪要中,就海洋机器人课题有这样一段历史性的概括:“代表们一致认为,随着近年来我国海上石油开发、海洋调查、海洋工程和救捞事业的发展,当前研制的无人有缆深潜器是发展我国海洋事业迫切需要的工具,对四化和国防建设都有很大的现实意义,应予积极支持。沈阳自动化所研究有远见地预见到这种发展趋势,能及时提出了该项研究课题,并主动与上海交大等单位合作,适应了国家的需要,对此与会代表一致充分肯定……”[8]。会上海军代表要求:新的水下机器人应能深潜到水下200米,并能将看到的东西拿上来。经委代表要求:不单要样机,还要产品,要打破过去科研项目只搞原型(功能机)样机的惯例,要拿出符合英国船级标准,能够在工程中使用的无人遥控深潜器来……所有这些都为水下机器人的研制提出了更高的要求。
1983年这一课题正式列为中国科学院重点研究课题,从此,有了必要全面开展研究工作的经费。中国科学院拨款115万(科研经费100万,试验费15万)以支持实际的科研工作[8]。从立题到正式批准,足足经过了四年时间。
海洋机器人的研制,是一个包括深潜技术、密封技术、自动控制、机器人技术、电视、声纳、信息传输、流体控制等技术的综合项目。沈阳自动化研究所设计的“HR-1海人一号”,是我国的一个开创性项目,所以在莫干山会议上专家根据各方面的要求审议后,确认这一样机的主要设计要求应该是:最大工作水深:200米;工作半径:100米;工作海况:4级;重量:2000公斤(空气中)~17公斤(水中);前进和后退速度:2节;左移和右移速度:0.5节;上浮和下潜速度:0.5节;定深范围系统误差:0~200米≤2米;定向范围与精度:0~360°±2.5;定高范围与系统误差:2~10米≤0.5米;云台水平转动范围:±180°;云台俯仰转动范围:±90°;机械手:五自由度六功能,抓重5公斤(空气中)[8]。这些要求既适应工程实际需要,也具有同类产品的技术水平。根据这些要求,沈阳自动化研究所“海人一号”课题组完成了最后的设计方案。
3中国水下机器人制造从样机换代到投放企业的缓慢推进
沈阳自动化研究所与上海交通大学合作研发的我国第一台水下机器人“海人一号”于1985年12月在我国大连海域进行了海试,根据海试发现的问题进行了大幅度的改进,将原来以模拟技术为主的控制、水上水下通信、主从机械手等子系统改进为以多微机组成的控制系统。改进后重量和体积分别减少了三分之二和二分之一,性能也有了明显提高[13]。1986年12月“海人一号”在我国南海再次进行了海试,取得成功。
“海人一号”原理样机(如图1)试验成功标志着我国在追踪高技术发展道路上的一次成功突破,为下一步水下机器人的研发作了良好铺垫。尤其在机械手的控制、水下机器人的航行控制、水下磁耦合电机等方面有一定的创新[8]。“海人一号”的控制系统(如图2)由5个子系统组成:航行控制子系统、主从机械手子系统、信息交换子系统、观察子系统及传感器子系统。可以完成4个自由度的运动控制:进退速度控制、自动定深 控制、自动定 高控制、自动 定向控制。“海人一号”不设中继器,使用中性主缆传送动力和实现水下设备与水下设备之间的信息交换。水面操控设备和监视、显示设备除主手外均放在控制台上[14]。
沈阳自动化研究所在下一步研发水下机器人时,将研发工作与引进技术结合起来,以“突破中型,扩向两头”(指发展重型和轻型的水下机器人)的指导思想引进了中型水下机器人RECON-IV技术,以使我国这方面的技术在更高起点上发展。RECON-IV技术引进项目已经国家计委批准,并与1985年12月14日与美国沛瑞(PERRY)公司正式签字,合同有效期为15年,合同产品 为RECON-IV-300-SIA-X,通过这次技术引进,达到掌握和应用水下机器人方面的技术,生产出符合国际船级社标准的水下机器人。这项技术的引进,是以“在研究的基础上引进,在引进的基础上提高研究水平的原则”下进行的,它将为“七五”期间开发研制大、中、小型海洋水下机器人系列产品提供必要的技术条件,使我国这方面技术在更高的起点上发展。
在“海人一号”原 理样机试 验成功后,“金鱼一号”、“金鱼二号”、“金鱼三号”轻型水下机器人也相继研发成功。其中,“金鱼二号”在吉林省丰满水电站扩建时,用于观测进水口栏污栅锈蚀情况。中型海洋机器人就是在引进美国沛瑞公司制造技术的基础上,攻克关键技术后研制成的“无人遥控深潜器RECONIV-300-SIA-X”,这台机器人可以小批量生产,用于海底石油开发、海上军事试验、海底资源勘测等。
1986年国家实施《国家高技术研究发展计划纲要》,简称“863计划”,其中自动化领域纳入了智能机器人技术和计 算机集成 制造系统 (ComputerIntegratedManufacturingSystem,CIMS),同时对机 器人技术发展作了重要战略调整,从单纯的研发机器人技术向机器人技术与自动化工艺装备扩展,将中心任务定义为研究和开发面向先进制造的机器人制造单元及系统,自动化装备、特种机器人,促进传统机器人的智能化和机器人产业的发展,提高我国自动化技术的整体水平。“863计划”实施之 前,包括“海人 一号”、“金鱼号”等系列水下机器人都属于有缆遥控式机器人,潜深只有数百米,能达到的海域非常有限。在新目标和新要求之下,水下机器人开始探索新的研发方向———无缆(自治)水下机器人。
4结论
中国在改革开放之后将视野放到高技术产业技术创新的角度,从各方面积极与国际发展形势接轨。以人工智能和机器人技术为代表的高新技术在我国起步较晚,在“七五”计划及其他科技政策的推动下,通过跟踪国外先进技术,结合当时中国国情,创新性地研发出适用于我国生产环境中使用的机器人,“海人一号”的成功研发,打破了其他国家在这一方面的技术垄断,为我国下一步开发更先进的水下机器人打下坚实基础。“海人一号”是原理样机,距离实用还有很大距离。尽管经过后期技术不断改进,有多种适用于不同工作环境的水下机器人研发成功,但均未走上大规模产业化发展阶段,很长一段时间国内的应用客户大多是购买或租借国外现有产品。
中国发展机器人 篇9
由中国机械工程学会和上海泰沣展览服务有限公司共同主办的第四届中国国际机器视觉展览会MVChina2009将于2009年3月24日至26日在上海展览中心中央大厅举行。展会主要展示机器视觉部件、配件及图像处理系统、光学系统、机器视觉系统等。与MVChina2009展览会同期将举办第四届中国国际机器视觉发展论坛。展品范围如下。
一、机器视觉部件
1.核心部件
(1) 智能相机:黑白智能相机、线扫描智能相机、彩色智能相机、CMOS智能相机、读码器等。 (2) 板卡:黑白采集卡、图像压缩/解压板卡、彩色采集卡、1394接口板卡、图像处理板卡等。 (3) 软件包:图像处理软件、机器视觉工具软件。
2.配件
(1) 工业相机:CMOS相机、CCD彩色相机、面阵相机、CAMERA-LINK相机、行扫描相机、红外相机、高速相机、1394接口相机。 (2) 工业镜头:相机镜头、放大镜、高分辨率镜头、图像扫描镜头、聚光透镜、望远镜、摄像机镜头。 (3) 光源:LED光源、氙气照明系统、紫外照明系统、红外光源、光纤照明系统、荧光照明系统。 (4) 辅助产品:标定块、光栅、围圈、连线及连接器、电源、底板。
二、机器视觉辅件
(1) 图像处理系统:光学文字、识别系统、自动化/机器人技术、红外图像系统。 (2) 光学系统:显微镜、激光扫描仪、内窥镜、管道镜。
三、机器视觉系统
机器人在中国 篇10
法国历史学家雷蒙·阿隆在叙述当今机器人时代时说:“这些人工智能的建构, 把之前存储在人脑中的智能嵌入机器中, 这在人类史上是重要的时刻。”
中国正在大踏步地跨入这个时刻。2014年最新估算出的“万亿市场”是以机器人产业为代表的智能制造装备产业体系的概数, 可以参照的硬指标来自国际机器人联合会统计:2013年中国市场共销售工业机器人近3.7万台, 约占全球销量的五分之一, 总销量超过日本, 成为全球第一大工业机器人市场。到2020年, 这个体系产业销售收入将达到3万亿元。
原以为机器人产业的调查非常枯燥。结果并非如此。当走遍了长三角的机器人国际巨头生产基地, 造访了珠三角异军突起的年轻机器人群落, 深入了解国内唯一上市的沈阳新松这样的老牌国产机器人研发、生产带头企业后, 发现得更多的是思想深处的震动和感染力。一切都如此新奇有趣。
这种感受绝非一份全是数字和图表的报告可以涵盖。不同的机器人企业发生的故事截然不同, 他们对于同样的环境、数据和市场, 做出的反馈也是百花齐放。这些新的机器人诞生和生存的环境如何?机器人是一个如此综合性的产业, 以至于调查出的结论, 更像是给中国制造业做一个典型性剖面。
追赶发达国家速度的技术革新, 在世界工厂开始了。根据经济学家对先行工业化国家工业化进程的研究表明, 一国人均GDP超过5000美元时, 该国通常进入工业化中后期阶段。2011年中国人均GDP已超过5000美元, 达到5444美元, 2012年更是达到6180美元。2002年至2012年间中国人均GDP的增速保持在10%以上, 增速的中位数为17%。这个增速带来的现实是, 前一阶段的高速发展的经济对资源过度消耗, 投资已很难驱动经济健康增长, 在劳动力增长方面又受到约束。
于是, 进入工业化中后期阶段以后的第一个特点已经到来, 维持经济增长更重要的动力不再是投资和能源, 经济学家将创新、技术与效率提升称为全要素。先行工业化国家的发展证明, 在工业化中后期阶段, 全要素对经济增加的贡献是趋势性上升的, 要转变经济增长的动力, 提高效率、鼓励技术创新是必然选择。
中国制造业经过改革开放30来年的发展, 已具备规模优势和技术基础, 产业资本充足, 涌现出了像通讯行业、物联等具备国际竞争力的行业。在前一段的能源型经济社会里, 计算机、数控机床、微电子软件等领域, 成为这一时期中国起点低但增长很快的部门, 而这些技术正是机器人技术发展所必须依赖的关键基础。
因此, 中国现在进入机器人需求加速临界点的时间节点是很特殊的。实际情况是, 中国开始机器人研究的时代并不晚, 但是步伐却落后了。世界工厂中国, 现在正处于“三明治”时代。土地、劳动力等要素成本的快速上升, 使中国制造业面临来自发达国家和发展中国家的双重压力。
一方面, 欧美等西方发达国家从技术、贸易等多个方面压制中国制造业;另一方面, 印度、越南、墨西哥等发展中国家纷纷凭借劳动力等方面的低成本优势, 成为国际产业转移的新阵地。而工业机器人从诞生之始, 就旨在提高制造业的效率、提高产品质量, 从而降低整体成本。在此背景下, 中国机器人产业的发展和应用, 将引领经济转型继续升级。
晚于需求, 投资从今年开始不断涌入。一位业内人士透露, 仅他个人经手, 上半年投放于机器人领域的热钱已经超过10亿元。这股风潮的规模尚在膨胀。全球工业机器人本体市场以中、欧、美、日、韩为主。日、美、德、韩、中五国存量占全球比例达71.24%, 销量达69.92%。
从机器人使用密度上看, 我国目前工业机器人使用密度仍然远低于全球平均水平, 离日本、韩国、德国等发达国家更有很大差距。韩国是全球工业机器人使用密度最高的国家, 每1万名工人中拥有机器人数量347台;日本次之, 339台;德国位居第三, 251台;中国仅21台, 不及国际平均水平55台的一半。
有意思的是, 这个产业不为热钱所动, 依然按照以往步调平稳增长。“机器人产业在中国不是投资拉动的, 而是真正的需求。”安信证券跟踪机器人行业的分析师指出。经历了2009年全球经济衰退后, 2010年全球工业机器人产业经历了复苏, 2011年全球工业机器人产业销量已经突破了16万台, 2012年增速略有下降, 2013年全球机器人销量为17.9万台, 同比增长12%。根据IFR统计, 2014年前4个月机器人的订单快速增长, 预计今年销量增速仍能维持在较高水平。
这其中, 外资企业在华销售工业机器人总量超过2.7万台, 较上年增长20%。国内机器人企业的统计数据, 2013年国内企业在我国销售工业机器人总量超过9600台, 相比2012年同比增长了3倍。机器人在国外用了几十年经历的高低起伏的产业化过程, 在当今中国正在加速以特殊的方式推广。
工业机器人最早应用于汽车制造业, 目前这个行业仍是机器人使用数量最多的领域。
把机器人只当作是一种生产工具的定义已经过时。在美国和日本, 机器人产业已经发展了数十年, 发生过几次大的跌宕起伏。一批传统机器人公司在汽车制造业转移后倒闭, 只剩下几个世界级巨头。ABB、KUKA等巨头公司, 早在十几年前就已经进驻中国, 并在制造业市场占领了绝对的优势。
从摩根士丹利的数据上看, 中国机器人在应用市场仍属于发展初期, 尤其严重依赖汽车行业。从2007到2011年, 中国工业机器人有近一半贡献给了汽车行业。汽车行业占中国机器人需求的59%, 电子行业占17%, 在这一点上, 中国似乎在复制德国和北美国家的情况。日本经过了汽车工业发展和萎缩的几十年, 机器人的应用领域达到了世界第一, 而在韩国, 机器人应用也比中国广泛得多。
但又并不这么简单。正如经济学家弗里曼所述:“技术创新不是一个孤立的现象, 而正相反, 技术创新是解释经济周期的关键因素, 而且通常是经济增长的动力。”新技术经济模式扩散的一个主要特征是, 它从最初的产业或应用领域, 向范围广得多的产业、服务和整个经济扩展。在中国我们的考察正是基于这个理念, 事实证明, 这比寻觅月球车还有趣。
“ (机器人) 为人类的信仰、欲望和渴求所塑造……我们的体制, 包括我们的习惯、价值、组织、思想的风俗——都是强有力的力量, 它们以独特的方式塑造了我们的机器人。”没有技术是独立存在的, 在机器人的周围, 是作为主人的组织和网络, 在设计它、制造它、扩散它、推进它和规范它。如果我们要理解机器人产业的命运, 就必须理解这些制度内部的和外部的动力。
这一整体化形式的内部考察, 主张技术与社会编织成“无缝之网”。机器人产业被类比为汽车行业这样综合性的带动整体国民经济的特殊行业, 甚至是开拓了比苹果手机还要广阔的应用领域。而我们从完全一样的数据中却得到了截然相反的观点。
比较悲观的观点认为, 中国只是机器人购买和使用大国, 绝大多数市场和技术的制高点都被机器人巨头公司占领着;也有专家认为, 中国机器人在走“高铁”模式, 以合作代替购买, 先变成大规模的制造国。无论哪种观点, 我国已经到达机器人需求加速的临界点, 这个可以追赶发达国家的窗口, 开放的时间是8年到10年。这是国内机器人业界最大的共识。
美国和日本正在试图夺回制造业已经失去的优先地位, 这正是机器人产业新世纪以来崛起的大背景。2014年, 麻省理工学院的经济学家埃里克·布林约尔松 (Erik Brynjolfsson) 和安德鲁·麦凯菲 (Andrew McAfee) 研究了这一快速的转变。他们在《人工对机器》中写道:“最近的机器人对人类技能的替代速度和替代范围有深远的经济影响。”
在他们看来, 低成本自动化技术的出现预示着规模足以与上世纪农业技术革命相媲美的巨大变革, 农业革命导致美国的农业就业人数占总劳动力的比例, 从当初的40%降到了如今的2%。麦凯菲认为, 此次变革不但可以类比于农业的工业化, 同样也可比肩上个世纪制造业的电气化。
“把制造业带回美国”的大标语树立在加州的公路牌上。一方面, 机器人技术创新加速, 应用领域不断拓宽, 自动化和智能化水平显著提高;另一方面, 机器人成为发达工业化国家重获制造业优势的重要砝码。美国提出通过发展人工智能、工业机器人和数字化制造, 提高劳动生产率, 谋求制造业回归。作为机器人强国, 为应对制造业萎缩, 日本提出通过加快发展协同式机器人、无人化工厂提升制造业的国际竞争力。
安倍政府今年6月汇总的经济增长战略中提出了“机器人带来产业革命”的指导方针, 提出要将之作为农业、建筑等人手短缺行业的劳动力充分运用。2013年3月, 美国白宫科技政策办公室发布了《从互联网到机器人——美国机器人路线图 (2013) 》白皮书, 其中有这样的叙述:“我们所看到的是, 中国也将使用机器人技术, 在这事情发生之前, 我们才有机会将制造业带回美国。”
而真实的前提是:这样的事情已经发生。
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中国机器人，如何向前走 篇11
我国的机器人需快速“成长”
1961年，美国首先研制出世界最早的商品化工业机器人，然而，机器人技术却在日本得到了迅速的产业化规模发展。1970年代，日本开发出机器人的产业化实用机，成为“机器人强国”；1980年代，汽车制造业成为最早、最积极、最大规模应用机器人的产业；1990年代以来，机器人的应用扩展到最希望排除生产人员带进身体污染的、制造半导体和液晶等的超净车间，“教学反馈”，即“教机器人如何做，机器人就怎样做”的技术一时间成为日本最擅长的技术。与此同时，机器人产业在美、欧、韩也得到迅速发展，先是在军用领域，后又延伸到民用领域。
当前，我国经济发展的人口红利时代即将结束，“民工荒”“用工成本上涨”问题突出，在此背景下，机器人产业成为促进产业转型升级的重要动力之一。近年，我国虽逐渐成为世界最大的工业机器人市场，至2017年还有望成为世界最大的机器人保有国，但以下事实表明我国机器人革命尚处在起步阶段，任重道远。
第一，国际上通常以每万名工人的机器人拥有量（即机器人密度）来衡量机器人普及水平。目前我国工业机器人密度仍很低：2014年每万名工人仅拥有机器人36台，低于66台的世界平均水平，更远低于韩国的478台、日本的314台、德国的292台和美国的164台。
第二，国内机器人市场主要为ABB、发那科、安川电机和库卡等国际机器人巨头所占据，国内机器人企业的市场份额很小，特别是在高端机器人市场上还无法与国外品牌竞争。
第三，工业机器人的核心技术和关键零部件制造方面明显落后于发达国家，精密减速机、控制器、伺服电机以及高性能驱动器等核心零部件大部分依赖进口，如75%精密减速器从日本进口，而这些零部件占机器人整体制作成本的70%以上。
第四，在技术先进的国家，随着工业机器人日益普及，服务机器人也逐渐进入社会。有专家估计，“未来五到十年，机器人将进入我们每个人的生活中”。但目前我国服务机器人仍停留在试制品或展示品阶段，真正实现产业化的寥若晨星，小型家用辅助机器人还远未走进广大民众的家庭。
怎样的机器人才受欢迎
恩格斯说：“社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。”机器人要走进市场，须达到“三用”，即实用、易用、耐用。例如，传统的工业机器人以“物”为对象，通常会被铁栅隔离以防伤及工人；而对于以“人”为对象的服务机器人特别是家事机器人，就需更多地考虑安全问题。因此，应将服务机器人视为一个须建立在新的知识和文化基础上的、不同于工业机器人的新兴产业领域。
20世纪90年代末，日本索尼公司开发了宠物机器人“机器狗”AIBO，从1999年开始发售以来，累计仅售出15万台。为什么？尽管机器狗不会带来拉屎撒尿的麻烦，但无可否认，仍与毛茸茸有生命的狗相距甚远，很难讨人喜欢。为此，这款当时被视为家用机器人“先驱者”的机器狗寿命只有8年，并于2006年停产。专家称，要使机器人具有活物甚至人类那样的皮肤毛发，需数以万计个皮肤传感器，还需埋设超乎想象数量的信号线路，技术难度极大。
最近，北京某机器人公司推出了一台“陪伴机器人”——“小优”。它可以做到寓教于乐，陪伴独生孩子，迎合了有一定经济能力的家长的需要——“小优”的出现既能避免孩子孤单，又能减少孩子玩手机或电脑的时间，还能对孩子进行文化教育。据报道这款机器人“似乎在市场上相当风靡”，与索尼公司曾开发的机器狗相比，它满足了中国人的“爱子心切”，更符合“家长买机器人陪孩子”的实际需要，也切实考虑到了技术上的可能。当然，“小优”能否获得商品化的成功，还有待观察。
总之，机器人企业需要站在消费者的立场，在此基础上努力扩大服务机器人的应用领域，可研发出如物流分拣、医疗护理机器人、防撞机器人汽车等。关键在于开发者能否预见其所开发的机器人在多大程度上满足了真实的社会需要。值得注意的是，服务机器人与工业机器人的发展相比尚存在很大差距，因此需要加大对服务机器人的开发力度。
如何帮助我国机器人大步走
为了推动符合国家需要的重点机器人项目的研发，一个有效办法是政府部门通过“政府采购”，激励企业和个人针对国家和社会面临的挑战和问题展开创新创业。当然，正如李克强总理所说，列出国家重点支持的高新技术领域，确有必要，但“现在新技术层出不穷，甚至随时有颠覆性技术出现。列得太细，就把那些想象不到的技术排除在外了。还是应该更开放，多留一些余地”。对此，可借鉴美国的“对成果而不是对计划进行投资，以提高决策的科学性”的新政策。
首先，为开发更高级的机器人，宜促进机器人技术与其它技术领域融合发展。例如美国开发的最新锐的“内窥镜手术支援机器人”是机器人技术与医疗技术融合、机器人技术专家与内科医生共同开展研究的产物。还有日产汽车公司开发的利用激光反射测定与对方物体之间距离、模仿鱼群可不撞到任何物体而游动的机器人汽车EPORO，则是机器人技术与激光、仿生技术融合的产物。当然，更重要的是如何进一步促进机器人与信息技术的融合发展。今后随着云计算、大数据、人工智能、智能传感器、物联网等新一代信息技术的进展，机器人日益成为“数据终端”或“网络终端”，可实现多台机器人之间的数据共享与协作；与生产管理、加工制造和供应链之间实现信息共享；通过从网上获取的大数据和超强运算处理能力，实现“自我学习”“自主决断”“自主解决问题”。近年来，微软、谷歌、亚马逊、美国IBM等信息技术大公司纷纷进入机器人产业，带来了强大的信息网络技术，进一步推动了机器人的智能化和网络化。
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其次，采取多种措施培养机器人技术人才。既要扩大高等院校机器人专业的招生规模，又要在职业教育体系中增设机器人程序操作、软件开发、保养维修等相关专业，还要培养与机器人技术领域有关联的，包括能源、材料、通信、安全、大数据、人机接口等广泛领域的技术人才。此外，需注意机器人的发展不仅是自然科技成果，也与社会科学有密切关系，特别要关注机器人普及与社会变革之间的联系，为此需培养与机器人相关的经济、文化、法制、伦理道德等问题的自然科技与社会科学相结合的跨学科研究人才。
再次，宜采取当代科研活动的各种新方式，大力激励企业与个人的创新，激发人民的创造力。比如通过“科研众包”和“公民科学”方式发掘创新人才。“科研众包”是指聚集来自全球的科研人员，交流学术成果，协作科学研究，共同与市场建立起更紧密的联系。“公民科学”则是指大量没受过专业训练的业余科学爱好者，通过网络组织的号召，去参与科研任务，这种方式尤其适合于机器人技术领域，因为社会上不乏业余的科技活动爱好者，而其中不同年龄层次的机器人技术爱好者更是为数众多。政府可考虑设置全国性“机器人奖”，每年举行授奖仪式，肯定有杰出贡献者。
最后，要注意防止技术人才通过各种渠道“流失”，防止专业人才“流失”到非专业领域，特别要防止专业技术人员因转为经营者，而从“优秀的技术者”变成“无能的经营者”。要注意发挥退休专业人士的“余热”，帮助那些专业基础扎实、技术经验丰富的退休科研人员摆脱“低技术家务”而参加到“大众创业、万众创新”的高技术研发中来。
机器人是人类的竞争对手吗
工业机器人将工人从简单重复性工作、重体力劳动和危险恶劣劳动环境下的作业中“解放”出来，应该说功不可没，然而机器人的普及必然导致失业增加。2016年世界经济论坛公布报告显示，机器人和人工智能可能引起劳动力市场的“破坏性变化”，将导致15个领先国家到2020年净损失510万个工作岗位，而且还可能导致劳动力进一步两极分化和收入不平等加剧。机器人的发展既然被视为一场“革命”，就必然会经历“破坏旧的，创造新的”过程，并迫使人们去适应这种过程，甚至为此而不得不忍受“阵痛”。
随着机器人价格下降和效益提升，为降低生产成本，可以预见，会有越来越多的企业倾向于“以机器人取代蓝领”，与此同时，办公智能化的发展也会给白领的就业带来冲击。有专家认为，当机器人价格与蓝领工资相等时，将可能出现“机器人成本低于雇佣工人的成本”的“拐点”。事实上，机器人的“成本”比其在市场上的价格更低，因使用机器人会带来各种经济效益，由此可折算成机器人的“成本下降”。例如半导体芯片企业的超净车间对清洁度要求极高，操作人员的皮屑、毛发等会导致废品率上升，而使用机器人则可避免上述问题，带来可观的经济效益，相当于降低了机器人的“综合成本”。
专家认为，以生产者为主导的“工业化大量生产”的制造业模式会逐步地向以消费者为主导的“智能化按需定制”的制造业模式过渡。不过，尽管机器人具有不眠不休等很多优点，不少行业的工作岗位仍是机器人无法顶替的，目前还不至于出现“拐点”。但机器人替代人工将是一个大趋势，如随着通信技术的发展，电话接线员这个职业已成历史。因此，面对当今机器人革命，人们应将自己的素质、才能、知识、本领再提高一个档次。
总之，机器人革命既是自然科技问题，也是社会科学问题，机器人革命的顶层设计者不应单纯地认为“机器人就是人的顶替者”，而应确立“机器人与人之间形成互助互补关系”“机器人是与人一起创造高附加值的合作伙伴”的科学概念，我们需要解决的是有关“机械”的问题，然而我们解决问题的思维却不能“机械化”。机器人时代的人类社会，决不应成为机器人排斥人类、致使人类“无事可干”的社会。归根到底，机器人革命的未来将是一个什么样子，应该而且必须取决于人而不是取决于机器人。
走好，中国机器人
中国机器人未来的发展一定要走好、走稳、走远。所谓走好，就是“要把我国机器人水平提高上去”（习近平语）。九层高台起于垒土，要加快核心零部件的国产化，将机器人发展所依靠的高端装备制造业的基础夯实。由于机器人是机械与电子复合技术产业的典型，为提高机器人水平的技术革新也会给整个机械制造产业带来巨大正能量；对涌现的技术革新加以推广，必将有利于促使我国机械制造业乃至整个产业水平的提高。
所谓走稳，就是力免浮躁冒进，既要防止大批企业不按市场规律办事一哄而上，造成高端产业低端化、低端机器人产能过剩甚至出现机器人泡沫；又要防止脱离国情，过快导入机器人导致对劳动力市场的过度冲击。与日本相比，我国虽已进入老龄化社会，但老龄化程度比日本低得多，然而相关技术水平也比日本低得多，因此，我国一方面要从“质”与“量”出发，大力发展机器人，另一方面也没有必要与日本等国展开“机器人密度竞赛”。其实，机器人密度并非越高越好，日本一些企业的实践表明，过多使用机器人反而导致低效率，有些企业甚至从“机器人换人”又改回“人换机器人”。中国应逐步形成一种人与机器人合理分工的劳动市场，圈出一部分工作范围不使用机器人替代，比如烹饪、艺术、园艺、陶艺、期刊编辑、新闻记者、商品企划、研究开发、数据分析、特殊工艺等，让有特殊本领和爱好的人们享受工作，从劳动中获得尊严、满足和幸福感。
所谓走远，即中国机器人产业要走出国门，在世界上尽可能多地占领市场。用十年左右时间将我国机器人产业行稳致远，打造成强有力的，像高铁、核电一样的出口产业，走向世界。与此同时，必须认识到，机器人与人工智能、3D打印、物联网、大数据、移动互联网等新科技的发展与融合是“正在孕育兴起的新一轮科技革命和产业革命”（李克强语）的主要角色，代表着未来一个重大的发展方向，将使人类社会的生产和交易方式发生深刻改变，进而引起人类文明发生根本性变化，这就是通过和平、发展、合作同心打造人类命运共同体的当今世界潮流。
中国工业机器人行业酝酿巨大机会 篇12
一、全球市场
工业机器人自上世纪70年代初在日本和德国起步。全球工业机器人存量在1973年为三千台, 而2011年已达到115万台。日本起步最早, 其存量曾在1997年达到41万台, 近年来存量保持在30万台左右。德国和美国的存量保持在在15万台左右。
中国工业机器人市场起步于2000年前后, 机器人存量在2011年达到7.4万台。2011年, 中国工业机器人销量达2.2万台, 占到全球销量的14%, 市场地位愈加重要。
二、行业驱动力量
金融危机对全球工业机器人市场有较大的扰动。但是2010年全球销量实现了100%的反弹。危机后的迅速恢复, 昭示着机器人在全球加快普及的大趋势。机器人不仅可以从事人类不方便从事的特殊工种, 而且在一般工种上更能保持产出和质量的稳定性。工业机器人在许多领域都能协助或者代替人类, 并创造出更有技术含量的岗位, 提高工作效率。
(一) 人口结构变化
15~64岁的人口是构成一国劳动力的主要部分。上世纪70至80年代, 日德美等发达国家的该年龄段人口比重相继接近极限 (65~70%) , 这意味着战后婴儿潮的人口红利逐步耗尽。这一历史背景促进了发达国家对机器人的研发。作为主导者, 日德于70年代在工业机器人技术上不断取得突破。1973年全球工业机器人存量仅为3000台, 十年之后达到了6.6万台。
(二) 经济结构转型
发展经济学认为, 一国人均GDP达4~6千美元通常意味着工业化中期, 许多关键性的转变常在这个阶段发生。1987年, 韩国人均GDP达到5千美元, 15~64岁人口比重接近临界。进入90年代后, 工业增加值占韩国GDP的比重逐步下降, 制造业就业人数的比重也出现较大下滑。然而, 1992至1995年却是韩国工业机器人普及最快的阶段。这一时期, 韩国机器人存量年均增长45%, 销量年均增长50%。
事实上, 经济结构转型给工业机器人带来了两点机遇:对低成本劳动力不足的弥补和对制造技术的升级。
韩国和其他国际经验表明:人口和产业结构的变化, 要求工业机器人加大对存量劳动力的替代, 并创造出新的、更有技术含量的工作岗位。最终, 这将提高一国的生产效率, 支持经济结构的成功调整。
三、经济性逐步体现
2010年, 中国制造业的平均工资为3万元, 年均增速保持在14%左右。劳动力成本的上升在我国已是明显趋势。据IFR的统计, 工业机器人单体的价格保持在30万元左右, 寿命期约为12年。根据测算, 如果我国制造业工资保持14%的增长, 那么到2015年, 用工业机器人替代劳动力将节省31%的成本。2014至2016年, 工业机器人的经济性将在中国得到普遍体现。
四、市场空间巨大
我们可用机器人密度来衡量一个国家的工业机器人普及度, 即:某行业的机器人密度=行业中机器人的保有量/每万名从业人员。国际经验表明, 制造业水平越高, 汽车产量越高, 工业机器人密度就越高。
2011年, 日本每万名汽车工人拥有1584台机器人, 而每万名制造业工人拥有339台。2011年, 中国的汽车产量已达1800多万辆, 但汽车业机器人密度仅为141台/万人, 制造业密度约为20台/万人。
五、国内商业模式
工业机器人单体是指由机械构件、伺服系统、减速机和控制系统构成的机器人本身。该单体需要配备其他周边设备才能够工作, 即形成机器人成套系统。
单体商:主流的机器人制造商包括Fanuc、ABB、Kuka、安川等等。外资在中国机器人单体市场占绝对主导。Fanuc去年在中国的销量约3400台, 占据20%以上的市场份额。
集成商:客户 (如汽车厂) 通常与集成商签订合同, 并指定所需要的机器人和其他设备型号。集成商将通过代理商, 或者直接向单体商采购机器人单体, 并配齐周边设备, 最终形成机器人系统。
(一) 核心部件依靠外购, 国产单体不具竞争力
中国从1990年开始研发工业机器人, 控制器和机械本体实现了国产化。然而, 至今我国尚未实现单体的规模化生产。国内企业不具备生产核心部件的能力, 机器人伺服系统和减速机只能依靠外购。
(二) 依靠低人力成本, 国内企业靠集成赚钱
国内集成商在参与成套系统竞标时, 报价通常是外资的七五折, 仍有少量利润。首先, 机器人系统包括大量的的周边配套设备, 如夹具和焊枪等。国内这类产品的配套完整, 国内集成商就可以在这方面压低成本。其次, 国内集成商工程师团队的人力成本较国外低很多, 且有本土化优势。因此, 国内整车厂九成以上都通过国内集成商来执行项目。
但是, 集成商门槛并不高, 国内工业机器人集成商接近千家。事实上, 一个中小集成项目通常只需3至5人的团队, 技术人员流动性大。
六、期待国内核心部件的突破
工业机器人集成商在产业链中处于上游成本刚性、内部竞争激烈、下游客户强势的环节。集成商的渠道和品牌优势都不明显, 竞争地位不太理想。2011年全球工业机器人销量增长38%, 世界主流机器人公司的相关业务增速都保持在这个水平。但是, 国内代表企业——新松机器人——的工业机器人业务收入增速却仅为10%。
面对巨大的国内市场机遇, 期待国内产业链上核心部件的技术突破。一旦突破, 国内集成商的价格优势将更为明显。更重要的是, 技术可靠的单体规模化生产将成为可能, 行业才能实现规模化的进口替代, 获得良性增长。
(责任编辑:何秀秀)
摘要：中国的工业机器人密度有巨大上升空间, 人口结构和经济结构变化为中国工业机器人行业带来大机会。但是, 我国机器人单体及其部件受制于外资, 工业机器人企业依赖于集成商模式。期待我国机器人产业链配套的完善, 最终实现机器人单体的规模化进口替代。