聚焦2015世界機器人大會：機器人與中國智能制造的未來
http://www.moduwu.com 2015-11-25 15:16 來源：中國工業報
自半個世紀前，第一臺機器人在美國誕生以來，不僅工業機器人大顯身手，還發展出了服務機器人這一個龐大的新族群。經濟社會的進步，對機器人提出了新需求。技術的進步，為機器人發展提供了保障。
機器人進入了燦爛的年華。它將越來越強地影響人們的工作與生活，也必將助力我國的智能制造，滿足百姓的民生需求。
近十年來，有關機器人的討論不斷出現，它被說成是影響人類生產和生活的四大技術之一，引領第三次工業革命的技術之一，12項引領全球經濟變革的顛覆性技術之一，以及2015年世界十大技術之一。世界上很多國家，包括發達國家和一些新興經濟體國家，紛紛將機器人作為國家計劃進行重點規劃和部署。例如，美國發布了機器人發展路線報告，將現在的機器人與20世紀的互聯網放在同等重要的地位;歐盟啟動了全球最大民用機器人研發計劃——“SPARC”，計劃到2020年投入28億歐元，創造24萬個就業崗位;日本也制定了機器人技術長期發展戰略，將機器人產業作為“新產業發展戰略”中7大重點扶持的產業之一;韓國制定了“智能機器人基本計劃”，并發布了“機器人未來戰略展望2022”，將政策焦點放在了擴大韓國機器人產業并支持國內機器人企業進軍海外市場等方面。
也就是在這一時期，我國的機器人進口數量快速增長。根據國際機器人聯合會(IFR)的統計報告，在2000年我國僅進口380臺工業機器人，2013年進口了36860臺。這13年間，進口數量增長了兩個數量級。工業機器人2013年全球銷售量約17.9萬臺，需求達到了歷史最高點，同比增長12%;其中，在中國銷售量約3.7萬臺，銷售量全球排名第一，同比增長60%。中國市場2013年占全球機器人市場的1/5，2014年已上升到1/4，這切實地反映出我國對機器人的需求。中國已成為最大的機器人消費國。
我國經濟發展形勢決定了對機器人的需求。從當前看，制造業中勞動力短缺與工人工資的上升，使得人力成本上升。企業都在尋求替代辦法，機器人顯然是被優先選用的，因為機器人可以提高勞動生產率。改革開放以來，我國制造業產值迅速提高，但是我國勞動生產率還很低，我們萬名產業工人中擁有機器人的數量，還遠低于世界平均水平。制造業的轉型與升級，對機器人提出了巨大需求。從長遠看，新一輪科技進步，是不以人的意志為轉移的。智能制造是制造技術的主要發展方向，而機器人是智能制造的主要技術支撐，這已成為世界各國的共識。
工業機器人在我國有巨大的市場空間，服務機器人也同樣具備巨大的發展空間。各種各樣為了滿足不同需求的特種機器人、康復與助老助殘機器人、醫療輔助機器人等服務機器人，在我國都有明顯需求。現在，“大眾創業、萬眾創新”的政策將激勵大家制造出各種用途的機器人。
經過多年努力，我國已掌握了工業機器人的設計技術，積累了應用經驗。國內很多單位在機器人技術研究中，已經取得了投入實際應用的成果。例如，中國科學院沈陽自動化研究所是最早從事機器人技術研究的單位之一，被譽為中國機器人事業的搖籃，目前是“機器人技術國家工程研究中心”“機器人學國家重點實驗室”等依托單位。這里研制的工業機器人和AGV自動導引車，拉開了中國機器人產業化的序幕，而求援與反恐移動機器人、旋翼飛行機器人、五自由度高壓水切割機器人、激光加工機器人，以及面向深海、極地等極端環境科學探索和資源開發需求研制出的長航程自治水下機器人、從水下觀測北極冰蓋的北極科考機器人、南極極地科考機器人和6000米無人無纜潛器“潛龍一號”等多項成果，也在實際應用中發揮了不可替代的作用，創造了我國機器人事業的多項第一。另外，哈爾濱工業大學的機器人技術不僅在各地被采用，而且在航天領域取得突出應用成果;北京航空航天大學的腦外科輔助機器人也被成功用于醫療實踐;中廣核公司研制的多項核電站機器人也在核電建設中被成功應用。
我國機器人的先驅企業已基本走上自主良性發展的道路。以沈陽新松機器人自動化股份有限公司為例，自2009年成功實現創業板首批上市，目前公司市值達500億元人民幣，已成為國內機器人自動化領域的龍頭企業。與此同時，我國的工業機器人產品也填補多項國內空白，潔凈(真空)機器人多次打破國外技術壟斷與封鎖，大量替代進口。移動機器人產品被眾多國際知名企業列為重點采購目標，特種機器人在國防重點領域得到批量應用。廣州數控設備有限公司除生產機器人產品外，還是成套機床數控系統的供應商。廣州啟帆、南京埃斯頓、安徽埃夫特和上海新時達等公司也各具特色，逐漸摸索出了適合自身的良性發展模式，在我國機器人產業中扮演了重要的角色。值得一提的是，深圳市大疆創新科技有限公司是全球領先的無人飛行器控制系統及無人機解決方案的研發和生產商，客戶遍布全球100多個國家，取得了耀眼的業績。
整體上看，我們的工業機器人生產企業規模還偏小，市場占有率還比較低，一些關鍵元部件的品質與國際先進產品相比還有較大差距，技術創新能力還在發展中。服務機器人的規模產業還很少。
習近平總書記指出：“我國將成為機器人的最大市場，但我們的技術和制造能力能不能應對這場競爭?我們不僅要把我國機器人水平提高上去，而且要盡可能多地占領市場。”為此，我們必須增強弱項，壯大我們的企業。同時，為了未來的競爭力，必須關注機器人的發展趨勢，開展研究，做好技術儲備。
目前來看，制造行業產品的生命周期越來越短，用戶的個性化要求越來越強烈。這就需要靈活的制造系統，要求生產線變更所需的時間大幅度縮短。對于采用無線通信，包括傳送帶或AGV車、機器人等加工機器組成的生產系統，未來應能在幾天之內完成重組，而不是現在的幾周甚至幾個月。各個部件連接上之后，應該實現“即連即用”，而不必經過漫長的調試。面對這樣的要求，機器人必須提高運動能力和快速編程能力。現在的工業機器人由于絕對定位精度低，快速高精度標定是一個難題。下一步，采用信息技術實現快速高精度的三點定位將成為關鍵技術。
人類發明了機器代替人勞動，并不是要把自己排除在外。未來，機器人將可與人共處。目前，在飛機和造船等許多制造業中，部件都是由高度自動化的精密設備加工，但是飛機裝配、船舶焊接等工作還主要靠人工，缺乏靈活的設備協助。勞動密集型制造業中的許多手工工作，現在的機器人還沒法勝任。由于機器人的在線感知能力遠低于人，無法接收抽象命令，無法與人高效交流，再加上缺乏適當的安全機制，使得機器人仍然是游離于人之外的機械物體。未來的人機合作會是解決這類問題的最佳方案，能與人合作的機器人是理想的作業裝備，機器人要想很好地服務于人，必須與人融為一體。而與人共融的程度，將是機器人發展的一個重要坐標。
相關領域的技術進步將不斷推動機器人技術的發展。例如，人工智能和互聯網技術發展，將為機器人提供強大的“后腦”，提高其智能水平。隨著材料科學的發展，用人造肌肉等組成機器人，制成所謂“軟體機器人”，將帶來機器人領域的革命。與腦科學結合，可以使機器人的一些行為直接受控于人。與生命科學的結合，將產生類生命機器人。
我們有理由相信：機器人面臨著燦爛的明天。
(作者：王天然 系中國工程院院士、中國科學院沈陽自動化研究所研究員)
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