機(jī)器人現(xiàn)在已經(jīng)成了全球熱點(diǎn)，那么機(jī)器人到目前為止發(fā)展到了什么程度，遇到的問(wèn)題是什么，放在國(guó)際背景下比較，中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的水準(zhǔn)如何？本文將做一個(gè)全面梳理。
機(jī)器人市場(chǎng)依然微小
機(jī)器人是20世紀(jì)最重要的發(fā)明之一，現(xiàn)在機(jī)器人已成為世界各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展的戰(zhàn)略性高新技術(shù)，因?yàn)闄C(jī)器人將會(huì)改變我們的制造模式，將會(huì)改變我們的生活方式。
從2009年開(kāi)始，機(jī)器人進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，全球的年均增長(zhǎng)率接近30％，中國(guó)接近60％。從2013年開(kāi)始，中國(guó)成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)，我們預(yù)計(jì)未來(lái)10年到15年，中國(guó)會(huì)繼續(xù)保持全球最大機(jī)器人市場(chǎng)的地位。目前全球平均的機(jī)器人密度是0.62％，中國(guó)只有0.3％，發(fā)展?jié)摿薮蟆?
但是機(jī)器人發(fā)展了半個(gè)多世紀(jì)，目前的全球保有量才不到200萬(wàn)臺(tái)，實(shí)際上機(jī)器人的替代率可以忽略不計(jì)。全球平均來(lái)看99.38％還是人來(lái)作業(yè)，在中國(guó)99.7％還是人來(lái)作業(yè)。作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)，這么小的規(guī)模幾乎可以忽略不計(jì)。汽車的全球年產(chǎn)量將近一個(gè)億，PC、家電更是幾個(gè)億。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的規(guī)模和它的名氣差距之大，令人驚訝。
之所以如此，很重要的原因是機(jī)器人技術(shù)嚴(yán)重滯后，產(chǎn)品的功能和性能不能滿足制造業(yè)的剛性需求。
首先，目前的
工業(yè)機(jī)器人缺少感知系統(tǒng)，包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感知系統(tǒng)。第二，機(jī)器人靈巧性不夠，工業(yè)中大量的工作靠的是人的靈巧性，機(jī)器人不具備。機(jī)器人既沒(méi)有感知系統(tǒng)，又沒(méi)有靈巧的操作系統(tǒng)，按照人的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，機(jī)器人是嚴(yán)重殘缺的人類，基本會(huì)被排除在就業(yè)范圍之外。這就是機(jī)器人技術(shù)的現(xiàn)狀。在這種技術(shù)水平下，機(jī)器人能做的，只能是一些程序化、規(guī)定性的工作。需要靈巧性的工作機(jī)器人做不了，工作內(nèi)容不一致、規(guī)范性不強(qiáng)的工作機(jī)器人做不了。所以在耗費(fèi)大量勞動(dòng)力的行業(yè)，機(jī)器人幾乎全部無(wú)能為力。
機(jī)器人還存在安全問(wèn)題，機(jī)器人和人類現(xiàn)在還不能協(xié)同工作，安全性的限制又把很大一部分工作排除在外。
除了制造業(yè)，在生活領(lǐng)域，比如養(yǎng)老、助殘、醫(yī)療等領(lǐng)域，由于上述技術(shù)缺陷，機(jī)器人目前也是無(wú)能為力的。
因此，機(jī)器人的
應(yīng)用只是局限在制造業(yè)里很窄的一部分，這就是為什么機(jī)器人發(fā)展了半個(gè)多世紀(jì)，全球保有量還不到200萬(wàn)臺(tái)，一年新增的量只有20萬(wàn)臺(tái)左右的原因。
機(jī)器人技術(shù)的突破方向
首先，機(jī)器人的作業(yè)能力，靈活性、靈巧性要加強(qiáng)，機(jī)器人自主決策的能力要增加。機(jī)器人的交互能力不能像過(guò)去靠編程和人工鍵盤來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是需要更直接的交互方式，這樣才能解決機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下作業(yè)的問(wèn)題。解決機(jī)器人和人的共融性問(wèn)題，解決作業(yè)決策相關(guān)的機(jī)器人自主技術(shù)問(wèn)題，解決機(jī)器人交互能力問(wèn)題。這幾個(gè)技術(shù)突破之后，機(jī)器人才會(huì)擺脫現(xiàn)在只在機(jī)械設(shè)備專業(yè)應(yīng)用的狹窄領(lǐng)域使用的現(xiàn)狀。
機(jī)器人智能技術(shù)的發(fā)展要經(jīng)歷三個(gè)階段，第一階段是計(jì)算智能，現(xiàn)在的機(jī)器人主要在這個(gè)階段，以編程、微機(jī)計(jì)算為主。第二階段要進(jìn)入感知智能，通過(guò)各種傳感技術(shù)的應(yīng)用，提高機(jī)器人對(duì)外部可變環(huán)境的適應(yīng)性。第三階段要進(jìn)入認(rèn)知智能，這個(gè)時(shí)間可能比較長(zhǎng)遠(yuǎn)。
在三個(gè)階段中，機(jī)器人當(dāng)下的重點(diǎn)突破是感知智能。
機(jī)器人有兩大屬性，第一個(gè)屬性是機(jī)械屬性，機(jī)器人迄今重點(diǎn)發(fā)展的就是這個(gè)屬性。第二個(gè)屬性是人的智能屬性。今天，機(jī)器人正處在由機(jī)器向人的轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，也就是智能提升的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)上。
中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
中國(guó)是全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)，中國(guó)的
機(jī)器人公司現(xiàn)在接近上千家，有一定影響力的機(jī)器人公司有七八百家，短短三到五年時(shí)間里幾乎是爆發(fā)式增長(zhǎng)。
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)了一個(gè)數(shù)據(jù)，2013年到2014年，國(guó)外公司的機(jī)器人在中國(guó)市場(chǎng)從2.7萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)到4萬(wàn)臺(tái)，增長(zhǎng)47％；國(guó)產(chǎn)機(jī)器人從9600臺(tái)增長(zhǎng)到1.7萬(wàn)臺(tái)，增長(zhǎng)77％，其中有5000臺(tái)是當(dāng)年新出現(xiàn)的公司生產(chǎn)的。
數(shù)量上去了，速度上去了，我們的質(zhì)量又怎么樣呢？第一，復(fù)雜程度上，多關(guān)節(jié)機(jī)器人，國(guó)外公司占了90％；第二，機(jī)器人作業(yè)難度上，這主要體現(xiàn)在焊接領(lǐng)域，該領(lǐng)域國(guó)外機(jī)器人占84％；第三，行業(yè)應(yīng)用上，機(jī)器人的高端應(yīng)用集中在汽車行業(yè)，該行業(yè)使用的機(jī)器人國(guó)外公司占90％。
中國(guó)機(jī)器人種類主要是DELTA和SCADA這類低端機(jī)器人，典型作業(yè)是搬運(yùn)、碼垛等，應(yīng)用領(lǐng)域多在家電、基礎(chǔ)制造領(lǐng)域。簡(jiǎn)言之，中國(guó)機(jī)器人在技術(shù)層面、作業(yè)層面、應(yīng)用行業(yè)層面都處于劣勢(shì)地位，主導(dǎo)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的是國(guó)外公司。
從機(jī)器人技術(shù)來(lái)講，核心技術(shù)包括設(shè)計(jì)技術(shù)、編程技術(shù)、控制技術(shù)和應(yīng)用作業(yè)技術(shù)；關(guān)鍵部件主要是伺服系統(tǒng)、高精度減速器，包括視覺(jué)、力、激光、編碼器等的感知系統(tǒng)。這些技術(shù)的集成，構(gòu)成了機(jī)器人的操作系統(tǒng)。
中國(guó)大部分企業(yè)在核心技術(shù)、核心部件、感知系統(tǒng)、關(guān)鍵應(yīng)用工藝上都是欠缺的，雖然我們的產(chǎn)品、市場(chǎng)發(fā)展起來(lái)了，但是核心技術(shù)、核心部件上，中國(guó)存在空心化的風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)的空心化又導(dǎo)致另外兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)：應(yīng)用的低端化，市場(chǎng)的邊緣化。這就是中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的“三化”風(fēng)險(xiǎn)。
目前中國(guó)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)區(qū)、產(chǎn)業(yè)園有30多個(gè)，有60多家主要機(jī)器人企業(yè)，有機(jī)器人概念的上市企業(yè)超過(guò)百家。中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的規(guī)模已經(jīng)起來(lái)了，現(xiàn)在需要做的是提升技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量、市場(chǎng)應(yīng)用檔次，這是中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)最重要的任務(wù)。
中國(guó)一定要培育出具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)，沒(méi)有國(guó)際級(jí)的龍頭企業(yè)，不可能在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)；中國(guó)政府應(yīng)該打造機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的相關(guān)平臺(tái)，包括研究開(kāi)發(fā)平臺(tái)、檢驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)等發(fā)展所需的支撐平臺(tái)。
機(jī)器人的重新定義
工業(yè)4.0讓許多產(chǎn)品都重新定義。雖然產(chǎn)品的名字沒(méi)有改變，但是產(chǎn)品內(nèi)涵發(fā)生了翻天覆地的變化，對(duì)機(jī)器人來(lái)講也不例外。
和工業(yè)4.0相伴生的有一個(gè)M2.0（機(jī)器2.0），或者叫第二次機(jī)器革命，第二次機(jī)器革命中的典型代表就是新一代機(jī)器人，這也是第四次工業(yè)革命的支撐，它必須滿足物物相連、物物相通，滿足數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、云的新要求。這就要求機(jī)器人要有革命性的變化。
現(xiàn)在智能制造的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，美國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)、歐洲的工業(yè)4.0、中國(guó)的制造業(yè)2025，這一切都標(biāo)志著全球進(jìn)入了新的發(fā)展階段，其核心是智能化升級(jí)。在智能制造的大范疇下，需求模式也發(fā)生了變革。為了支撐智能制造，我們需要智能設(shè)備，同時(shí)我們的設(shè)計(jì)手段、管理手段要完全的數(shù)字化、智能化。
這是一個(gè)系統(tǒng)變革的時(shí)代，新工業(yè)革命的驅(qū)動(dòng)要素是什么？
首先是技術(shù)驅(qū)動(dòng)。其中包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能傳感、大數(shù)據(jù)、新材料等。
第二是市場(chǎng)引導(dǎo)。產(chǎn)能過(guò)剩、定制化、個(gè)性化的需求、產(chǎn)品生命周期的縮短，這一切都需要有新的制造模式來(lái)支撐，傳統(tǒng)的大批量制造模式在新的市場(chǎng)環(huán)境下已經(jīng)無(wú)法滿足客戶需求了。
第三是社會(huì)倒逼。無(wú)論是環(huán)境還是勞動(dòng)力成本等因素，都倒逼我們進(jìn)入新的制造模式。
到這個(gè)階段，機(jī)器人的定義完全變化了。傳統(tǒng)機(jī)器人的定義是：可編程的、多功能的、具有多種自由度的靈活性高端設(shè)備。但是新一代機(jī)器人將完全擺脫設(shè)備屬性，成為人類真正的伙伴。無(wú)論是制造業(yè)、日常生活、特殊領(lǐng)域，新一代機(jī)器人與傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人相比，在內(nèi)涵、功能上都會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化。
首先，在應(yīng)用領(lǐng)域上，制造業(yè)只是應(yīng)用領(lǐng)域之一，醫(yī)療、國(guó)防安全、服務(wù)與生活領(lǐng)域，將是新的機(jī)器人更大的空間。
世界各國(guó)都把新的機(jī)器人作為國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略。從技術(shù)層面，機(jī)器人是多種高新技術(shù)的綜合集成，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展幾乎代表了一個(gè)國(guó)家的技術(shù)實(shí)力。
第二，機(jī)器人市場(chǎng)是一個(gè)有幾萬(wàn)億美元的大市場(chǎng)。
第三，機(jī)器人是支撐技術(shù)，它對(duì)制造業(yè)、國(guó)防安全、日常生活有支撐作用，這是機(jī)器人和其他技術(shù)的一大區(qū)別。
第四，機(jī)器人的持續(xù)性，任何一個(gè)產(chǎn)品都有發(fā)展周期，但是機(jī)器人會(huì)隨著人類社會(huì)的發(fā)展而持續(xù)發(fā)展，這個(gè)產(chǎn)業(yè)沒(méi)有終點(diǎn)。
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