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機器人時代：緣何來臨

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• 技術(shù)驅(qū)動

　　隨著人工智能、機器人、傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人已經(jīng)由傳統(tǒng)的在線示教工作模式向智能工作模式方向發(fā)展，視覺技術(shù)的進步使得機器人可以實現(xiàn)對作業(yè)對象的位置識別、姿態(tài)識別，甚至獲得作業(yè)對象的三維特征；力控制技術(shù)的發(fā)展使得機器人對作業(yè)對象有了更精準(zhǔn)的觸覺反饋，實現(xiàn)更精細(xì)的操作；人工智能的發(fā)展使得機器人可以在動態(tài)環(huán)境下具有更好的規(guī)劃與決策功能，并可以支持多個機器人協(xié)同作業(yè)，完成特定任務(wù)；人機交互技術(shù)的進步使得機器人和操作者之間能夠以語音等方式進行更自然的交互；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得機器人成為智慧工廠的智能設(shè)備，將企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)礁鞣N遠(yuǎn)程控制終端，并實現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷與設(shè)備維護。隨著技術(shù)的提升，機器人的功能、性能及可靠性不斷增強，具備更高的柔性和智能，能夠完成復(fù)雜的工作和精細(xì)作業(yè)，這是機器人能夠勝任大批量替代人的先決技術(shù)條件。

• 需求拉動

　　社會發(fā)展進步導(dǎo)致技術(shù)與產(chǎn)品的快速更新，產(chǎn)品生命周期越來越短，同時市場需求的個性化，對生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性要求不斷提升，智能機器人在信息化平臺支撐下，可以滿足小批量、多批次、定制化生產(chǎn)的需求。

　　制造業(yè)企業(yè)普遍面臨勞動力短缺、用工成本上升的瓶頸，機器人本體成本和維護費用不斷下降，企業(yè)為使用機器人所需的配套改造投資與采用人工方式相比較，已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)某杀緝?yōu)勢。這是企業(yè)大批量使用機器人和改變制造模式的經(jīng)濟和市場因素。

• 社會因素

　　據(jù)國際機器人協(xié)會研究報告，通過對美國、德國、日本、中國、韓國等國家在1995—2015年機器人使用量和就業(yè)率數(shù)據(jù)比較研究，得出結(jié)論：機器人的大批量應(yīng)用與勞動力就業(yè)并無沖突，不會造成大批勞動力失業(yè)，反之大大推動了勞動力就業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

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機器人產(chǎn)業(yè)：國際形勢

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• 工業(yè)機器人成為制造業(yè)革命核心

　　目前全球面臨制造模式變革，中國尤其緊迫和關(guān)鍵。美國提出的“再工業(yè)化”，歐盟提出的“新工業(yè)革命”等制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，都是通過快速發(fā)展人工智能、機器人和數(shù)字制造技術(shù)，重構(gòu)制造業(yè)競爭格局，實現(xiàn)制造模式變革。對于中國而言，制造業(yè)正面臨著巨大的困難和挑戰(zhàn)：人口紅利的消失、勞動力短缺、勞動力成本的急劇上升、對資源和環(huán)境的掠奪性使用等，導(dǎo)致中國制造模式和發(fā)展模式已不可持續(xù)，亟需轉(zhuǎn)型和升級；同時高端制造向歐美回流和低端制造向勞動力成本更低的國家轉(zhuǎn)移，也倒逼中國制造模式快速變革。機器人制造模式，不僅能解決低端勞動力短缺的問題，縮小高端制造業(yè)差距，同時還可以降低企業(yè)運行成本，提升企業(yè)運營效率。

　　工業(yè)機器人技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備而得到工業(yè)界廣泛應(yīng)用, 工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線成套裝備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。在工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，形成了ABB、FANUC、新松、安川、KUKA等一批在國際上較有影響力的機器人公司。

• 軍用機器人成為未來戰(zhàn)爭利器

　　軍用機器人是一種用于軍事目的的、具有某些擬人功能的機械電子裝置。軍用機器人形態(tài)各異，但是它們有一個共同的特征:具有部分?jǐn)M人的功能。軍用機器人可以極大地改善士兵的作戰(zhàn)條件, 提高作戰(zhàn)效率, 因此，軍用機器人技術(shù)受到各國軍政要人的高度重視。美國國防部2009年公布了《2009—2034年無人系統(tǒng)發(fā)展路線圖》,開發(fā)滿足未來無人化戰(zhàn)爭的戰(zhàn)術(shù)機器人系統(tǒng)。

　　美國國防部甚至宣布，在2015年實現(xiàn)1/3的陸軍部隊機器人化，并在2020年讓“機器人士兵”的數(shù)量多于真實士兵的數(shù)量。

　　此外，其他國家也根據(jù)本國的特長制定開發(fā)計劃。如俄羅斯正在開發(fā)機器人士兵，并將其列為未來三年改變國家競爭力的三大核心技術(shù)領(lǐng)域；韓國已開發(fā)出能夠進行邊境巡哨的無人地面機器人系統(tǒng)，即將代替士兵實現(xiàn)韓國國境線的站崗巡哨功能。同時，以色列、加拿大、英國、法國、德國都研制出各種軍用機器人，以應(yīng)對未來無人化戰(zhàn)爭。

• 服務(wù)機器人走進千家萬戶

　　服務(wù)機器人是一種半自主或全自主工作的機器人，它能幫助人類完成除生產(chǎn)制造加工過程以外的設(shè)備，包括專用服務(wù)機器人和家用服務(wù)機器人，其中專用服務(wù)機器人是指在特殊環(huán)境下作業(yè)的機器人，家用服務(wù)機器人是指服務(wù)于家庭環(huán)境的機器人，如助老助殘機器人、康復(fù)機器人、清潔機器人、護理機器人、教育娛樂機器人等。

　　在日本，由于人口老齡化趨勢嚴(yán)重，需要機器人來承擔(dān)勞力的工作，因此將服務(wù)機器人作為一個戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)。韓國將服務(wù)機器人技術(shù)列為未來國家發(fā)展的10大“發(fā)動機”產(chǎn)業(yè)，把服務(wù)型機器人作為國家的一個新的經(jīng)濟增長點進行著重發(fā)展。

　　2007年，比爾·蓋茨在《科學(xué)美國人》雜志上撰文“家家都有機器人”，預(yù)計機器人將像電腦一樣，走入千家萬戶。目前，全球各種服務(wù)機器人的年銷量已達(dá)數(shù)百萬臺（套），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出全球工業(yè)機器人的保有量。其中，吸塵器機器人已經(jīng)進入百姓家庭生活；醫(yī)療機器人已經(jīng)開始應(yīng)用于微創(chuàng)外科手術(shù)；谷歌無人駕駛汽車已經(jīng)正式獲準(zhǔn)上路測試。

• 機器人的萬億產(chǎn)業(yè)盛宴

　　麥肯錫咨詢公司將機器人列入影響未來的12項顛覆性技術(shù)，并預(yù)測到2025年，先進機器人在制造業(yè)、醫(yī)療和服務(wù)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用可創(chuàng)造1.7萬億—4.5萬億美元的產(chǎn)值。其中，應(yīng)用于人體功能增強的機器人領(lǐng)域，將創(chuàng)造6000億—2萬億美元的產(chǎn)值；在工業(yè)機器人領(lǐng)域，將創(chuàng)造6000億—1.2萬億美元的產(chǎn)值；在外科手術(shù)機器人領(lǐng)域，將創(chuàng)造2000億—6000億美元的產(chǎn)值；在家庭服務(wù)機器人領(lǐng)域，將創(chuàng)造2000億—5000億美元的產(chǎn)值；在商用服務(wù)機器人領(lǐng)域，將創(chuàng)造1000億—2000億美元的產(chǎn)值。

　　機器人產(chǎn)業(yè)的龐大市場規(guī)模吸引了全球資本巨鱷紛紛進入，谷歌在2013年度連續(xù)收購8家機器人公司，很可能會改變機器人產(chǎn)業(yè)的格局；日本軟銀集團控股法國機器人公司Aldebaran，推出人形機器人Pepper；三星、松下等公司也紛紛加速在服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)布局。

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機器人產(chǎn)業(yè)：在中國

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• 中國機器人產(chǎn)業(yè)知多少

　　中國已經(jīng)成為全球最大工業(yè)機器人市場。據(jù)國際機器人聯(lián)合會統(tǒng)計，2014年，全球工業(yè)機器人銷量約22.5萬臺，較2013年增加27%；中國銷售5.6萬臺，較2013年增加54%，約占全球市場份額25%，持續(xù)成為全球最大機器人市場，其中本土企業(yè)銷量為1.6萬臺。

　　中國機器人產(chǎn)業(yè)從無到有、從小到大，已經(jīng)形成了500余家從事機器人研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、工程應(yīng)用以及零部件配套的機器人企業(yè)。在資本市場上形成了40余家具有機器人概念的上市公司，其中沈陽新松機器人自動化股份有限公司市值已達(dá)400億元，在機器人行業(yè)僅位于ABB、FUNAC之后，位列全球第三。全國各省市地區(qū)正在建設(shè)和籌建的機器人產(chǎn)業(yè)園超過30余家，中國機器人產(chǎn)業(yè)正面臨著一個新的發(fā)展高潮。機器人應(yīng)用則遍及汽車和汽車零部件、工程機械、電子電器、泛半導(dǎo)體、塑料化工、醫(yī)藥食品等行業(yè)，在一些低端制造和勞動密集行業(yè)機器人更具有潛在的廣闊應(yīng)用市場。

• 自主核心技術(shù)的中國機器人

　　新松機器人自動化股份有限公司（以下簡稱“新松”）是一家以機器人技術(shù)為核心，致力于數(shù)字化智能制造裝備的高科技上市企業(yè)，已形成以自主核心技術(shù)、關(guān)鍵零部件、領(lǐng)先產(chǎn)品及行業(yè)系統(tǒng)解決方案為一體的完整產(chǎn)業(yè)鏈。新松機器人產(chǎn)品線包括工業(yè)機器人、移動機器人、潔凈機器人、特種機器人和服務(wù)機器人五大類70余種機器人產(chǎn)品，其中：

　　工業(yè)機器人主要面向弧焊、點焊、搬運、裝配、碼垛、研磨、拋光等應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品性能達(dá)到國際同類產(chǎn)品技術(shù)水平。

　　潔凈機器人包括真空機械手、大氣機械手、EFEM等，廣泛應(yīng)用于IC裝備、平板顯示、電子、生物制藥等行業(yè)，徹底打破國外同類企業(yè)在該領(lǐng)域的壟斷局面。

　　移動機器人是自動化工廠智能物流系統(tǒng)的核心部件，占據(jù)國內(nèi)汽車市場、電力市場份額90%以上，產(chǎn)品批量出口國外，核心競爭力國際領(lǐng)先。特種機器人包括重載搬運機器人、重載物流機器人、應(yīng)急救援機器人等，解決了我國國防安全的重大需求，提升了我國武器裝備的智能化、無人化水平。

　　服務(wù)機器人已形成老年陪護機器人、迎賓展示機器人、餐廳服務(wù)機器人、醫(yī)療服務(wù)機器人等產(chǎn)品及服務(wù)機器人大數(shù)據(jù)平臺，即將形成公司新經(jīng)濟增長點。

　　以機器人為核心，新松形成了面向行業(yè)的機器人數(shù)字化車間整體解決方案，包括工業(yè)機器人系統(tǒng)、移動機器人系統(tǒng)、裝配與檢測自動化系統(tǒng)、物流與倉儲系統(tǒng)、數(shù)字化加工系統(tǒng)、生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)等，為客戶實現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造系統(tǒng)，助力企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)模式變革。

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迎接機器人產(chǎn)業(yè)大爆發(fā)的時代

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• 機器人與“工業(yè)4.0”

　　“工業(yè)4.0”利用數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，將強大的機器群連接起來，實現(xiàn)機器之間的信息共享、自相控制、自行優(yōu)化和智能生產(chǎn)?！肮I(yè)4.0”強調(diào)“智能工廠”和“智能生產(chǎn)”，實質(zhì)是實現(xiàn)信息化與自動化技術(shù)的高度集成，要求企業(yè)的信息化從車間延伸到整個工廠甚至整條供應(yīng)鏈，它不僅是一次技術(shù)革命，更將引發(fā)企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

　　“工業(yè)4.0”里最重要的智能部件就是網(wǎng)絡(luò)化機器人。工業(yè)機器人代替人工完成搬運、上下料、加工、裝配、鍛造、焊接、打磨、拋光、噴涂等工作，移動機器人代替人工完成工廠自動化物流倉儲。機器人能夠比人工以更低成本、更高一致性與可靠性完成工作任務(wù)，通過和企業(yè)MES系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)整個數(shù)字化工廠少人化或無人化。

• 服務(wù)機器人與“互聯(lián)網(wǎng)+”

　　服務(wù)機器人與“互聯(lián)網(wǎng)+”的融合，將會深刻改變?nèi)祟惿鐣罘绞?。未來，基于“互?lián)網(wǎng)+”的健康服務(wù)平臺和養(yǎng)老機器人的結(jié)合，能夠解決家庭環(huán)境下的養(yǎng)老難題；基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的教育服務(wù)平臺，可以實現(xiàn)校園、家庭遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)；基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智慧交通系統(tǒng)，可以實現(xiàn)智能車輛的輔助駕駛甚至無人駕駛，……。

　　服務(wù)機器人，作為一個智能終端和操作載體，本身具備感知、決策、移動與操作功能，完成有益于人類的服務(wù)工作；而“互聯(lián)網(wǎng)+”的支撐平臺則借助物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，為服務(wù)機器人提供了一個巨大的信息采集、處理和智能決策平臺，延伸了服務(wù)機器人自身的感知、計算和操作能力。

• 科技助力中國機器人產(chǎn)業(yè)走向未來

　　全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級形成歷史性交匯，助力中國成為并將持續(xù)成為全球最大的工業(yè)機器人市場；物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能與機器人技術(shù)跨學(xué)科融合，機器人、可穿戴設(shè)備將滲入人類生活各個領(lǐng)域，引領(lǐng)世界進入服務(wù)機器人時代。中國機器人產(chǎn)業(yè)處于爆發(fā)前夜，一場機器人改變制造模式、戰(zhàn)爭模式、生活模式的時代正向我們走來。

（來源:《中國科學(xué)院院刊》，作者：曲道奎）