聚焦2015世界机器人大会：机器人与中国智能制造的未来

2015-11-25 08:50:59 未知

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自半个世纪前，第一台机器人在美国诞生以来，不仅工业机器人大显身手，还发展出了服务机器人这一个庞大的新族群。经济社会的进步，对机器人提出了新需求。技术的进步，为机器人发展提供了保障。

　　机器人进入了灿烂的年华。它将越来越强地影响人们的工作与生活，也必将助力我国的智能制造，满足百姓的民生需求。

　　近十年来，有关机器人的讨论不断出现，它被说成是影响人类生产和生活的四大技术之一，引领第三次工业革命的技术之一，12项引领全球经济变革的颠覆性技术之一，以及2015年世界十大技术之一。世界上很多国家，包括发达国家和一些新兴经济体国家，纷纷将机器人作为国家计划进行重点规划和部署。例如，美国发布了机器人发展路线报告，将现在的机器人与20世纪的互联网放在同等重要的地位;欧盟启动了全球最大民用机器人研发计划——“SPARC”，计划到2020年投入28亿欧元，创造24万个就业岗位;日本也制定了机器人技术长期发展战略，将机器人产业作为“新产业发展战略”中7大重点扶持的产业之一;韩国制定了“智能机器人基本计划”，并发布了“机器人未来战略展望2022”，将政策焦点放在了扩大韩国机器人产业并支持国内机器人企业进军海外市场等方面。

　　也就是在这一时期，我国的机器人进口数量快速增长。根据国际机器人联合会(IFR)的统计报告，在2000年我国仅进口380台工业机器人，2013年进口了36860台。这13年间，进口数量增长了两个数量级。工业机器人2013年全球销售量约17.9万台，需求达到了历史最高点，同比增长12%;其中，在中国销售量约3.7万台，销售量全球排名第一，同比增长60%。中国市场2013年占全球机器人市场的1/5，2014年已上升到1/4，这切实地反映出我国对机器人的需求。中国已成为最大的机器人消费国。

　　我国经济发展形势决定了对机器人的需求。从当前看，制造业中劳动力短缺与工人工资的上升，使得人力成本上升。企业都在寻求替代办法，机器人显然是被优先选用的，因为机器人可以提高劳动生产率。改革开放以来，我国制造业产值迅速提高，但是我国劳动生产率还很低，我们万名产业工人中拥有机器人的数量，还远低于世界平均水平。制造业的转型与升级，对机器人提出了巨大需求。从长远看，新一轮科技进步，是不以人的意志为转移的。智能制造是制造技术的主要发展方向，而机器人是智能制造的主要技术支撑，这已成为世界各国的共识。

　　工业机器人在我国有巨大的市场空间，服务机器人也同样具备巨大的发展空间。各种各样为了满足不同需求的特种机器人、康复与助老助残机器人、医疗辅助机器人等服务机器人，在我国都有明显需求。现在，“大众创业、万众创新”的政策将激励大家制造出各种用途的机器人。

　　经过多年努力，我国已掌握了工业机器人的设计技术，积累了应用经验。国内很多单位在机器人技术研究中，已经取得了投入实际应用的成果。例如，中国科学院沈阳自动化研究所是最早从事机器人技术研究的单位之一，被誉为中国机器人事业的摇篮，目前是“机器人技术国家工程研究中心”“机器人学国家重点实验室”等依托单位。这里研制的工业机器人和AGV自动导引车，拉开了中国机器人产业化的序幕，而求援与反恐移动机器人、旋翼飞行机器人、五自由度高压水切割机器人、激光加工机器人，以及面向深海、极地等极端环境科学探索和资源开发需求研制出的长航程自治水下机器人、从水下观测北极冰盖的北极科考机器人、南极极地科考机器人和6000米无人无缆潜器“潜龙一号”等多项成果，也在实际应用中发挥了不可替代的作用，创造了我国机器人事业的多项第一。另外，哈尔滨工业大学的机器人技术不仅在各地被采用，而且在航天领域取得突出应用成果;北京航空航天大学的脑外科辅助机器人也被成功用于医疗实践;中广核公司研制的多项核电站机器人也在核电建设中被成功应用。

　　我国机器人的先驱企业已基本走上自主良性发展的道路。以沈阳新松机器人自动化股份有限公司为例，自2009年成功实现创业板首批上市，目前公司市值达500亿元人民币，已成为国内机器人自动化领域的龙头企业。与此同时，我国的工业机器人产品也填补多项国内空白，洁净(真空)机器人多次打破国外技术垄断与封锁，大量替代进口。移动机器人产品被众多国际知名企业列为重点采购目标，特种机器人在国防重点领域得到批量应用。广州数控设备有限公司除生产机器人产品外，还是成套机床数控系统的供应商。广州启帆、南京埃斯顿、安徽埃夫特和上海新时达等公司也各具特色，逐渐摸索出了适合自身的良性发展模式，在我国机器人产业中扮演了重要的角色。值得一提的是，深圳市大疆创新科技有限公司是全球领先的无人飞行器控制系统及无人机解决方案的研发和生产商，客户遍布全球100多个国家，取得了耀眼的业绩。

　　整体上看，我们的工业机器人生产企业规模还偏小，市场占有率还比较低，一些关键元部件的品质与国际先进产品相比还有较大差距，技术创新能力还在发展中。服务机器人的规模产业还很少。

　　习近平总书记指出：“我国将成为机器人的最大市场，但我们的技术和制造能力能不能应对这场竞争?我们不仅要把我国机器人水平提高上去，而且要尽可能多地占领市场。”为此，我们必须增强弱项，壮大我们的企业。同时，为了未来的竞争力，必须关注机器人的发展趋势，开展研究，做好技术储备。

　　目前来看，制造行业产品的生命周期越来越短，用户的个性化要求越来越强烈。这就需要灵活的制造系统，要求生产线变更所需的时间大幅度缩短。对于采用无线通信，包括传送带或AGV车、机器人等加工机器组成的生产系统，未来应能在几天之内完成重组，而不是现在的几周甚至几个月。各个部件连接上之后，应该实现“即连即用”，而不必经过漫长的调试。面对这样的要求，机器人必须提高运动能力和快速编程能力。现在的工业机器人由于绝对定位精度低，快速高精度标定是一个难题。下一步，采用信息技术实现快速高精度的三点定位将成为关键技术。

　　人类发明了机器代替人劳动，并不是要把自己排除在外。未来，机器人将可与人共处。目前，在飞机和造船等许多制造业中，部件都是由高度自动化的精密设备加工，但是飞机装配、船舶焊接等工作还主要靠人工，缺乏灵活的设备协助。劳动密集型制造业中的许多手工工作，现在的机器人还没法胜任。由于机器人的在线感知能力远低于人，无法接收抽象命令，无法与人高效交流，再加上缺乏适当的安全机制，使得机器人仍然是游离于人之外的机械物体。未来的人机合作会是解决这类问题的最佳方案，能与人合作的机器人是理想的作业装备，机器人要想很好地服务于人，必须与人融为一体。而与人共融的程度，将是机器人发展的一个重要坐标。

　　相关领域的技术进步将不断推动机器人技术的发展。例如，人工智能和互联网技术发展，将为机器人提供强大的“后脑”，提高其智能水平。随着材料科学的发展，用人造肌肉等组成机器人，制成所谓“软体机器人”，将带来机器人领域的革命。与脑科学结合，可以使机器人的一些行为直接受控于人。与生命科学的结合，将产生类生命机器人。

　　我们有理由相信：机器人面临着灿烂的明天。

　　(作者：王天然系中国工程院院士、中国科学院沈阳自动化研究所研究员)

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