林金堵

本刊名譽(yù)主編

在PCB生產(chǎn)的過程中，由于加工過程工序多而冗長、其重復(fù)操作勞動(dòng)多而繁重，使操作人員感到緊張、乏味和煩躁等，操作者的心理和情緒影響著生產(chǎn)效率和質(zhì)量（特別是質(zhì)量或合格率波動(dòng)變化）。同時(shí)，這些重復(fù)而緊張的勞動(dòng)也越來越不受到操作者的歡迎，甚至招聘這些操作者越來越困難！從未來和長遠(yuǎn)角度看，其唯一的出路就是自動(dòng)化、機(jī)器人直至智能化生產(chǎn)。

我在2015年寫的《實(shí)施〈中國制造2025〉——中國版的“工業(yè)4.0”》一文中提到[1]，“中國制造業(yè)是‘大而不強(qiáng)’，傳統(tǒng)制造業(yè)的比重較大，大多數(shù)處在‘工業(yè)2.0’和‘工業(yè)3.0’階段”，由于“傳統(tǒng)制造業(yè)高成本時(shí)代的到來，其低成本競爭優(yōu)勢(shì)消失，今后的道路只能走‘工業(yè)4.0’道路”。

《中國制造2025》就是中國版的“工業(yè)4.0”，必然“采用工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)的結(jié)合來發(fā)展和提升制造業(yè)”，而工業(yè)機(jī)器人正是這種結(jié)合的產(chǎn)物。

1 發(fā)展制造業(yè)工業(yè)機(jī)器人將具重要地位

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展，特別是制造業(yè)發(fā)展中，工業(yè)機(jī)器人的作用和地位將越來越重要。

（1）近10多年來，工業(yè)機(jī)器人價(jià)格持續(xù)下降、人工成本急劇上升。

實(shí)施“工業(yè)4.0”的要素之一是“工業(yè)機(jī)器人”，從2003年以來機(jī)器人的成本是以每年5%速度下降，而勞動(dòng)力成本卻以10%速度上升著（見圖1）。加上PCB的原輔材料持續(xù)漲價(jià)，使制造成本越來越高，而PCB產(chǎn)品價(jià)格不漲反降，造成利潤空間越來越小。

同時(shí)，從管理上和產(chǎn)品質(zhì)量上看，工業(yè)機(jī)器人是最上乘的，成本在兩年內(nèi)就可以收回，很顯然，工業(yè)機(jī)器人的性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)越來越明顯[2]！因此，我國制造業(yè)、特別是PCB工業(yè)要生產(chǎn)轉(zhuǎn)型、提高質(zhì)量等級(jí)、擴(kuò)大利潤空間等，重點(diǎn)必須放在采用工業(yè)機(jī)器人上。

圖1 工業(yè)機(jī)器人價(jià)格下降和就業(yè)人員工資上升的情況

（2）工業(yè)機(jī)器人能夠承擔(dān)重復(fù)、繁重和危險(xiǎn)等的操作勞動(dòng)。

PCB制造復(fù)雜和難于管理，其生產(chǎn)工序冗長、生產(chǎn)過程復(fù)雜、牽涉知識(shí)專業(yè)多而廣、重復(fù)操作勞動(dòng)多等特點(diǎn)，繼續(xù)采用20世紀(jì)80年代以來的“人海戰(zhàn)術(shù)”的生產(chǎn)模式已經(jīng)不行。這是因?yàn)椤皶r(shí)過境遷”，我國開始出現(xiàn)勞動(dòng)力短缺而顯現(xiàn)“用工荒”，過去是“老板”挑選“打工仔”，現(xiàn)在變成“打工仔”挑選“老板”[3]，這是由于農(nóng)村“城鎮(zhèn)化”、服務(wù)業(yè)、農(nóng)業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等的崛起和發(fā)展，已經(jīng)開始出現(xiàn)“有限供給”勞動(dòng)力，或者說城市工業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)勞動(dòng)力不足的周期。更重要的是“90后”的青壯年大多數(shù)都不愿意干PCB工業(yè)中那些煩悶重復(fù)、緊張辛苦等的操作勞動(dòng)。因此，今后我國制造業(yè)、PCB工業(yè)生產(chǎn)的根本出路是“自動(dòng)化設(shè)備+工業(yè)機(jī)器人作業(yè)”的發(fā)展道路[2]。

2 我國工業(yè)機(jī)器人將呈爆炸性地發(fā)展

新時(shí)代的中國經(jīng)濟(jì)已經(jīng)從高速增長階段走向高質(zhì)量發(fā)展階段。我國是世界上最大的制造業(yè)國家，PCB制造業(yè)全球的“老大”，必須跟上新時(shí)代的發(fā)展，因此制造業(yè)、PCB工業(yè)的新作為是快速走向高質(zhì)量發(fā)展階段，是走“自動(dòng)化+工業(yè)機(jī)器人”的發(fā)展道路。

（1）工業(yè)機(jī)器人是《中國制造2025》的重要基石之一。

實(shí)現(xiàn)《中國制造2025》的要素之一是“工業(yè)機(jī)器人”。根據(jù)2013年統(tǒng)計(jì)，我國萬人工人中擁有工業(yè)機(jī)器人為23臺(tái)，而全球平均為58臺(tái)，僅為全球平均的1/3強(qiáng)。根據(jù)公開資料整編，見表1和表2，我國擁有工業(yè)機(jī)器人低于全球平均值。我國要在2025年走上“工業(yè)4.0”，并在不久的將來趕超發(fā)達(dá)國家，必須加大力度發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的速度（見表1、表2）。

由于工業(yè)機(jī)器人能夠承擔(dān)“任勞任怨”的煩躁、重復(fù)、繁重和危險(xiǎn)等的工作，保證“始終如一”高效率的工作（產(chǎn)品）質(zhì)量，可以彌補(bǔ)人工不足和缺陷（疲勞、失誤等）。此外，工業(yè)機(jī)器人的價(jià)格持續(xù)下降、質(zhì)量不斷改進(jìn)，工作穩(wěn)定性持續(xù)提高。更重要的是最難管理的是人員（衣食住行等）而帶來的龐大的管理體系，而采用工業(yè)機(jī)器人將明顯簡化生產(chǎn)管理及其體系，降低生產(chǎn)成本。這就是為什么發(fā)達(dá)國家的制造業(yè)都大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人、特別是缺乏勞動(dòng)力的日本。

表1 2016年主要國家工業(yè)機(jī)器人情況（單位：臺(tái)∕萬工人）

表2 2016年主要生產(chǎn)汽車國家工業(yè)機(jī)器人情況（單位：臺(tái)∕萬工人）

（2）國家政策、政府引導(dǎo)和資助。

為了實(shí)現(xiàn)《中國制造2025》等近期“中國夢(mèng)”，必須加快發(fā)展我國工業(yè)機(jī)器人的速度趕超發(fā)達(dá)國家：早在國務(wù)院的《中國中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020年）》就把“智能機(jī)器人列入前沿科技中的先進(jìn)制造技術(shù)”；《十三五規(guī)劃綱要》提出“大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人和軍用機(jī)器人”；同時(shí)又制定了較長期《中國制造2025》等。政府要求快速地出臺(tái)具體計(jì)劃和落實(shí)措施，如工信部提出《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016～2020年）》，科技部提出《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2018～2020年）》。因此，在我國很快就形成一個(gè)機(jī)器人爆發(fā)性發(fā)展的主要原因！

（3）我國迅速加入工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。

機(jī)器人是以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特征的工業(yè)3.0的有機(jī)組成部分，同時(shí)又是工業(yè)4.0的基礎(chǔ)和重要內(nèi)容。因此機(jī)器人將會(huì)繼續(xù)在“深”、“廣”得到開始地發(fā)展！為了追趕發(fā)達(dá)國家和實(shí)現(xiàn)中國夢(mèng)，近幾年來，中國明顯加大發(fā)展機(jī)器人速度（見圖2）。

世界機(jī)器人的發(fā)展和未來主要是由美國、日本、德國、韓國和中國等主導(dǎo)著。從這些國家的主要優(yōu)勢(shì)和目標(biāo)就可以看出之所以然來（見表3）。

同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人將向特種機(jī)器人轉(zhuǎn)變。2015年全球工業(yè)機(jī)器人占世界機(jī)器人總量的95%，而近2年來，特種機(jī)器人得到了快速的擴(kuò)展。特別是：在“橫向”上的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，如醫(yī)療上做手術(shù)和服務(wù)，農(nóng)業(yè)上的剪枝、采造水果，巷道掘進(jìn)、偵察與排雷等，還有水下（潛海、潛水）機(jī)器人，空間機(jī)器人等等；在“縱向”方面，機(jī)器人的種類越來越多，大可以很大，小可到米粒大小、可嵌入人體內(nèi)部治病防病，機(jī)器人的智能化越來越高、越來越聰明！

（4）中國的市場巨大。

我國是世界最大的制造業(yè)大國，采用工業(yè)機(jī)器人是必由之路！因此在《中國制造2025》中明確提出建立機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，到2025年中國機(jī)器人工業(yè)產(chǎn)值要達(dá)到4.5萬億元，其中在提高服務(wù)健康和延長個(gè)人壽命的機(jī)器人產(chǎn)值為2.6萬億元、工業(yè)自動(dòng)化和商業(yè)服務(wù)的機(jī)器人產(chǎn)值為1.4萬億元、家用服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)值達(dá)到5000億元！這說明中國已經(jīng)把發(fā)展機(jī)器人作為重點(diǎn)工作來抓！目前中國已經(jīng)是世界上機(jī)器人存有量和市場銷售量最大的國家，中國的未來必將成為世界十大的現(xiàn)代（自動(dòng)）化的國家之一。

圖2 中國工業(yè)機(jī)器人逐年上升情況

表3 主要國家機(jī)器人的走勢(shì)（根據(jù)公開資料整理）

從圖2中可看出，中國工業(yè)機(jī)器人自2013年上升速度將遠(yuǎn)超發(fā)達(dá)國家，而到了2016年又再出現(xiàn)拐點(diǎn)上升，預(yù)計(jì)未來幾年將呈爆發(fā)性地增長！

3 人類與機(jī)器人的關(guān)系

大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，人與機(jī)器人的關(guān)系，既不是合作關(guān)系、也不是競爭關(guān)系，而應(yīng)該是共生和融合的關(guān)系，總之，人類與機(jī)器人的未來肯定會(huì)形成一個(gè)整體——共生關(guān)系！

（1）人類是機(jī)器人的主導(dǎo)者。

機(jī)器人是人類創(chuàng)造出來的，其目的是為人類服務(wù)的，因此人類將主導(dǎo)著機(jī)器人的行為和服務(wù)的內(nèi)容。但是人類中也存在著“極端分子”、極端團(tuán)體、甚至有極端國家，也存在著制造“極端機(jī)器人”危害人類的生命財(cái)產(chǎn)的安全，因此開發(fā)和生產(chǎn)機(jī)器人的人和單位必須受到“約束”或遵守規(guī)定！為此，陸續(xù)提出、研究和制定了機(jī)器人的“三定律”、“零定律”和增補(bǔ)“三條”定律。其核心是“機(jī)器人必須保護(hù)人類的整體利益不受傷害”、不得“殺人、放火、搶劫、組建機(jī)器人部隊(duì)等”，“不接受罪犯（不論是機(jī)器人罪犯還是人類罪犯）指令”、“只能接受合理合法的指令”等。

（2）人類和機(jī)器人將形成“難兄難弟”

人類和機(jī)器人都存在著天然的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)存在著難于克服的弱點(diǎn)。人類是具有生物特征的，其弱點(diǎn)是存在著生死病痛等而壽命短暫，其智慧開發(fā)都受到極大的限制。機(jī)器人沒有生物的特征，不會(huì)老死、沒有感覺，當(dāng)然也不用休息、可以永遠(yuǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，有著無限的發(fā)展和壽命，但只能靠人類來幫助它進(jìn)化。因此機(jī)器人的強(qiáng)壯的身軀和無限發(fā)展的上限，可以幫助人類達(dá)到“光速”探索未知的宇宙萬物，而“壽命短暫”人類的意識(shí)和創(chuàng)意、生存欲望將推動(dòng)著機(jī)器人快速的發(fā)展！

（3）融合共生形成一種新的人類。

可以設(shè)想，未來人類將意識(shí)植入機(jī)器人的軀體里，使機(jī)器人的網(wǎng)絡(luò)與人類的大腦共同連接，機(jī)器人共享人類的情感，而人類分享機(jī)器人所擁有的能力和智慧，這樣一來，人類和機(jī)器人將融合而形成一種新的人類！或許將推動(dòng)人類走向新的發(fā)展臺(tái)階。

總之，機(jī)器人是電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)和信息技術(shù)等發(fā)展的集成（整合）體。信息化程度、應(yīng)用和擁有量將決定著機(jī)器人的類型、發(fā)展速度和水平。機(jī)器人革命不是獨(dú)立的革命，是以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等為特征的第三次工業(yè)革命（工業(yè)3.0）的有機(jī)組成部分，同時(shí)又是第四次工業(yè)革命（工業(yè)4.0）的基礎(chǔ)和重要內(nèi)容！智能機(jī)器人可能是最復(fù)雜的機(jī)器人，未來的智能機(jī)器人將會(huì)成為人類的機(jī)器朋友！