金定浩

摘 要：隨著先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為其不可缺少的重要部分。而工業(yè)機(jī)器人的制造和應(yīng)用水平，也在一定程度上代表了一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的水平。目前，世界上許多國(guó)家已經(jīng)將發(fā)展工業(yè)機(jī)器人行業(yè)寫(xiě)入國(guó)家發(fā)展規(guī)劃。該文簡(jiǎn)要介紹了國(guó)外和國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r，并在此基礎(chǔ)上分析了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展模式、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和全球未來(lái)增長(zhǎng)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（a）-0001-02

工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的，多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置。它的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用涉及到機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、人工智能等多個(gè)高新科技領(lǐng)域發(fā)展成果。它有著靈活度高、工作空間大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多年的完善，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為機(jī)器人領(lǐng)域的弄潮兒。伴隨人類(lèi)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)也不斷得到革新。在工業(yè)運(yùn)用中，它有著工作效率高、能保障人身安全、節(jié)省原材料等優(yōu)點(diǎn)。目前在工業(yè)領(lǐng)域已成為必不可少的重要組成部分。有國(guó)外專(zhuān)家預(yù)測(cè)，機(jī)器人的發(fā)展將是繼汽車(chē)和計(jì)算機(jī)之后，又一顛覆人類(lèi)社會(huì)的重要高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

1 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r

“機(jī)器人”一詞，最早出現(xiàn)在1920年被捷克作家雷爾·卡佩克所寫(xiě)的一個(gè)劇本中。但機(jī)器人真正的誕生地在美國(guó)，1954年，喬治·迪沃獲得了第一個(gè)機(jī)器人專(zhuān)利（1961年授予）。迪沃在的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)上與恩格爾·伯格成立了第一家機(jī)器人公司。這時(shí)候生產(chǎn)的機(jī)器人，是可編程移機(jī)，又叫“可編程的用于移動(dòng)物體的設(shè)備”。1958年，迪沃和伯格的公司生產(chǎn)出了一個(gè)機(jī)器手臂，能夠完成搬運(yùn)，這也是該公司的第一個(gè)機(jī)器人。從20世紀(jì)50年代一直到70年代，美國(guó)一直處于對(duì)機(jī)器人的研發(fā)階段。直到80年代末，美國(guó)才真正開(kāi)始重視機(jī)器人研究。政府出臺(tái)了相關(guān)政策，在制訂計(jì)劃和加強(qiáng)投資開(kāi)始鼓勵(lì)發(fā)展和應(yīng)用機(jī)器人于工業(yè)。隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷加強(qiáng)，美國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)功能愈發(fā)強(qiáng)大的機(jī)器人，并迅速搶占機(jī)器人市場(chǎng)。截止到2014年底，北美工業(yè)機(jī)器人保有量預(yù)計(jì)達(dá)23.69萬(wàn)臺(tái)。

談到工業(yè)機(jī)器人，有另一個(gè)國(guó)家不能被忽視—日本。日本是目前世界上擁有最先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)的國(guó)家之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界范圍內(nèi)，目前有4成工業(yè)機(jī)器人集中在日本。日本機(jī)器人事業(yè)的起步?jīng)]有美國(guó)早，這個(gè)發(fā)展速度得益于日本政府對(duì)于機(jī)器人的重視。早在2004年，機(jī)器人已成為日本“新經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略”的七大產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域之一。在機(jī)器人的銷(xiāo)量方面，日本堪稱(chēng)“工業(yè)機(jī)器人出貨大國(guó)”，就近幾年，日本工業(yè)機(jī)器人的出貨量幾乎與整個(gè)北美地區(qū)相持平。

在歐洲市場(chǎng)，德國(guó)引進(jìn)機(jī)器人的時(shí)間比英國(guó)和瑞典要晚上好幾年，但由于戰(zhàn)后重建需要以及國(guó)民工業(yè)技術(shù)水平高，為工業(yè)機(jī)器人的迅速發(fā)展提供了非常有利的條件。2014年，除中國(guó)、日本、美國(guó)、韓國(guó)外，德國(guó)是機(jī)器人的第五大市場(chǎng)，預(yù)計(jì)工業(yè)機(jī)器人保有量已達(dá)17.58萬(wàn)臺(tái)。目前，德國(guó)的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)商有ROTEG、KUKA、REISROBOTICS、DURR、CLOOS等。

1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

與上述幾個(gè)機(jī)器人大國(guó)相比，中國(guó)在機(jī)器人行業(yè)的起步要晚的多，在近幾年才開(kāi)始大規(guī)模研發(fā)。雖然在2008年以前，我國(guó)幾乎沒(méi)有機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，但隨著人口增長(zhǎng)和工業(yè)大規(guī)模發(fā)展，五年后，我國(guó)已成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，這與工業(yè)機(jī)器人的成本迅速減少和勞動(dòng)力成本的穩(wěn)步增長(zhǎng)密不可分。

在20世紀(jì)70年代初，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)工作才開(kāi)始，其中，前十年的發(fā)展非常緩慢，處于單位和個(gè)人自主研發(fā)階段。而從1985年開(kāi)始，在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的政策紅利開(kāi)始不斷釋放，開(kāi)始經(jīng)歷了從無(wú)到有，不斷發(fā)展壯大的階段。這幾十年來(lái)，從“十五”到“十三五”規(guī)劃，都為我國(guó)機(jī)器人發(fā)展從頂層設(shè)計(jì)的高度不斷指明方向。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2014年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的裝機(jī)量已占全球總數(shù)的1/8，僅次于日本和韓國(guó)，而到了2016年，已居全球首位，同時(shí)成為全球工業(yè)機(jī)器人最大進(jìn)口國(guó)。2014年，中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人擁有量達(dá)到57萬(wàn)臺(tái)。

但從技術(shù)層面看，由于近幾年的進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人的價(jià)格不斷降低，我國(guó)自行制造的工業(yè)機(jī)器人在成本上，根本無(wú)法與之競(jìng)爭(zhēng)，使得我國(guó)目前在工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)過(guò)程中，只能依賴配套進(jìn)口的零部件。

2 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)

從工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展模式上來(lái)看，大體可以分為日本模式、美國(guó)模式和歐洲模式。美國(guó)模式中，國(guó)內(nèi)基本不生產(chǎn)普通工業(yè)機(jī)器人，企業(yè)所需機(jī)器人一般進(jìn)口購(gòu)買(mǎi)，并在此基礎(chǔ)上自行設(shè)計(jì)所需的配套外圍設(shè)備。日本模式，各部門(mén)分層面完成工作，即政府制定相關(guān)政策，各公司以開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新型機(jī)器人為主要目標(biāo)，施行“一攬子解決方案”，即由生產(chǎn)企業(yè)的子公司或其他工程公司來(lái)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)所需機(jī)器人的成套系統(tǒng)，最終完成交鑰匙工程。歐洲模式，機(jī)器人的生產(chǎn)和用戶所需要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造全部由機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)完成。雖然在2016年美國(guó)公布的全球最具影響力50家機(jī)器人公司中，有三家中國(guó)公司躋身——其中新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司、大疆創(chuàng)新科技有限公司、富士康科技集團(tuán)，但中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，尚處孕育期。從發(fā)展模式看，中國(guó)現(xiàn)階段的發(fā)展模式更接近美國(guó)，主要原因是機(jī)器人的本體還不能做到大規(guī)模國(guó)產(chǎn)化。未來(lái)發(fā)展的模式預(yù)計(jì)會(huì)與日本模式靠近，當(dāng)然前提是能夠真正突破核心部件的技術(shù)。

從工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展上來(lái)看，目前工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正在向精度化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化等方向進(jìn)行發(fā)展。主要體現(xiàn)在，精度化和智能化，現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人正在對(duì)于作業(yè)過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)、控制和優(yōu)化，力求提高自動(dòng)化水平；標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，工業(yè)機(jī)器人的組建正在逐漸實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，使得成本得以降低。

從工業(yè)機(jī)器人未來(lái)的增長(zhǎng)量來(lái)看，主要的潛力將集中在亞洲，尤其是中國(guó)大陸及臺(tái)灣、韓國(guó)、印度等東南亞地區(qū)。這與中國(guó)的人口基數(shù)，以及國(guó)內(nèi)制造業(yè)處于由傳統(tǒng)裝備向先進(jìn)制造裝備轉(zhuǎn)型的時(shí)期不可分開(kāi)。根據(jù)工信部《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，到2020年“機(jī)器人密度（每萬(wàn)名員工使用機(jī)器人臺(tái)數(shù)）達(dá)到100以上”，可推算，目前國(guó)內(nèi)還有至少500-600億的機(jī)器人本體市場(chǎng)密度，到2020年，中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)近三千億元。盡管近年來(lái)中國(guó)大陸的GDP增速有所下降，但工業(yè)機(jī)器人的安裝量仍將持續(xù)增長(zhǎng)，據(jù)有關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，在2018年，中國(guó)將擁有超過(guò)全球總量1/3的工業(yè)機(jī)器人的裝有量。

3 結(jié)語(yǔ)

在半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展后，工業(yè)機(jī)器人憑借其工作效率高、準(zhǔn)備率高、節(jié)省材料、成本降低等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)制造業(yè)有了舉足輕重的地位。而工業(yè)機(jī)器人的制造技術(shù)先進(jìn)程度、運(yùn)用領(lǐng)域的廣度也已在一定程度上代表了各個(gè)國(guó)家制造業(yè)先進(jìn)程度。目前，全球?qū)I(yè)機(jī)器人的需求在不斷加大，如何研究功能更加完善、更加標(biāo)準(zhǔn)化、精密化等的問(wèn)題成為各國(guó)研究的主要關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

[1] 張紅霞.國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)研究[J].電子世界，2013（12）：5.

[2] 駱敏舟，方健，趙江海.工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2015（1）：1-4.

[3] 原魁.工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].現(xiàn)代零部件，2007（1）：29-33.

[4] 王田苗，陶永.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2014，50（9）：1-13.