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“機器人革命”五大特征及各國的發(fā)展近況

2016-04-25 09:17 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:智匯工業(yè) 來源:智匯工業(yè)
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機器人的研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。機器人主要制造商和國家紛紛加緊布局,搶占技術(shù)和市場制...

  機器人的研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。機器人主要制造商和國家紛紛加緊布局,搶占技術(shù)和市場制高點。我國將成為全球最大的機器人市場,需要在這一競爭中審時度勢、全盤考慮、抓緊謀劃、扎實推進。
  “機器人革命”不是一場獨立的革命,而是以數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的第三次工業(yè)革命的有機組成部分。如果說第二次工業(yè)革命是通過裝備的自動化和標準化實現(xiàn)了機器對人的體力勞動的替代,“機器人革命”則推動了機器對人的腦力勞動的替代。
  專家認為,“機器換人”影響不僅限于工業(yè)生產(chǎn)效率的提升,更在于從根本上克服了傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)方式下產(chǎn)品成本和產(chǎn)品多樣性之間的沖突,從而推動了從線性產(chǎn)品開發(fā)流程向并行產(chǎn)品開發(fā)流程的轉(zhuǎn)變,使工業(yè)產(chǎn)品性能顯著改善、產(chǎn)品功能極大豐富和產(chǎn)品開發(fā)周期大幅縮減。
  “機器人革命”同時也在引發(fā)生產(chǎn)關(guān)系的深刻變革,使人在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和角色發(fā)生了變化。一方面,由于機器的功能延伸和對人的替代,單一生產(chǎn)單元中對人的需求量相對下降;另一方面,機器復(fù)雜度的增加,實際上對產(chǎn)業(yè)工人在多領(lǐng)域的技能和編程、系統(tǒng)處理等方面的知識提出了更高要求。這些都意味著在“機器人革命”浪潮的蕩滌下,一國產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢的內(nèi)涵、產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢所依賴的資源基礎(chǔ)以及國家間產(chǎn)業(yè)分工形式都將發(fā)生深刻變化。如果我們不能順應(yīng)這一輪革命的要求,將面臨進一步喪失產(chǎn)業(yè)競爭主導(dǎo)權(quán)的危險。

  從整體上看,“機器人革命”具有如下特征:
  第一,智能化成為新一代機器人的核心特征。裝配傳感器和具備人工智能的機器人能自動識別環(huán)境變化,從而減少對人的依賴。未來的無人工廠能根據(jù)訂單要求自動規(guī)劃生產(chǎn)流程和工藝,在無人參與的情況下完成生產(chǎn)。
  第二,高速網(wǎng)絡(luò)和云存儲使機器人成為物聯(lián)網(wǎng)的終端和結(jié)點。隨著信息技術(shù)的進步,工業(yè)機器人將更有效地接入網(wǎng)絡(luò),組成更大的生產(chǎn)系統(tǒng),多臺機器人協(xié)同實現(xiàn)一套生產(chǎn)解決方案成為可能;服務(wù)機器人和家庭機器人也能通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程監(jiān)控;多臺機器人之間的協(xié)作能提供流程更多、操作更復(fù)雜的服務(wù)。
  第三,機器人生產(chǎn)成本快速下降。在工業(yè)領(lǐng)域,機器人的技術(shù)和工藝日益成熟,性價比不斷提高,機器人初期投資相對于傳統(tǒng)專用設(shè)備的價格差不斷縮小。雖然在功率和速度上與傳統(tǒng)裝備還存在差距,但機器人在精細化、柔性化、智能化和信息化方面具有顯著優(yōu)勢,因此在個性化程度較高、工藝和流程繁瑣的產(chǎn)品制造中替代傳統(tǒng)專用設(shè)備具有更高的經(jīng)濟效率。成本的下降也使得機器人逐漸步入辦公室和家庭。

  第四,機器人應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展。機器人最初應(yīng)用于模塊化程度較高的汽車、電子產(chǎn)業(yè),隨著智能化水平的提高,以及能完成更多的復(fù)雜動作,紡織、化工、食品行業(yè)也大量使用機器人。隨著技術(shù)的不斷成熟和勞動力成本提高,工業(yè)機器人的應(yīng)用將擴展至整個工業(yè)領(lǐng)域。
  第五,人機關(guān)系發(fā)生深刻轉(zhuǎn)變。一方面,計算機的操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)將實現(xiàn)標準化和平臺化,未來可以通過包括手機在內(nèi)的不同端口對機器人發(fā)送指令。另一方面,人與機器人相互協(xié)作完成某一目標成為趨勢。技術(shù)成熟將增強人對機器人的信任,人與機器人之間的協(xié)作關(guān)系將進一步增強。
  美國:引領(lǐng)智能化浪潮,明確提出以發(fā)展工業(yè)機器人提振制造業(yè)
  美國早在1962年就已開發(fā)出第一代工業(yè)機器人,但受限于就業(yè)壓力,并未立即投入廣泛應(yīng)用。直到20世紀70年代末,大量使用工業(yè)機器人的日本汽車企業(yè)對美國構(gòu)成威脅,美國政府才取消了對工業(yè)機器人應(yīng)用的限制,加緊制定促進該技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的政策。此后,美國企業(yè)通過生產(chǎn)具備視覺、力覺等的第二代機器人,實現(xiàn)了市場占有率的較快增長,但仍未擺脫“重理論、輕應(yīng)用”的問題,也未能打破日本和歐洲的壟斷格局。到2013年,美國工業(yè)機器人生產(chǎn)商的全球市場份額仍不足10%,且國內(nèi)新增裝機量大部分源于進口。
  2011年6月,奧巴馬宣布啟動《先進制造伙伴計劃》,明確提出通過發(fā)展工業(yè)機器人提振美國制造業(yè)。根據(jù)該計劃,美國將投資28億美元,重點開發(fā)基于移動互聯(lián)技術(shù)的第三代智能機器人。世界技術(shù)評估中心的數(shù)據(jù)顯示,目前美國在工業(yè)機器人體系結(jié)構(gòu)方面處于全球領(lǐng)先地位;其技術(shù)的全面性、精確性、適應(yīng)性均超過他國,機器人語言研究水平更高居世界之首。這些技術(shù)與其固有的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢融合,為機器人智能化奠定了先進、可靠的基礎(chǔ)。
  以智能化為主要方向,美國企業(yè)一方面加大對新材料的研發(fā)力度,力爭大幅降低機器人自重與負載比,一方面加快發(fā)展視覺、觸覺等人工智能技術(shù),如視覺裝配的控制和導(dǎo)航。隨著智能制造時代的到來,美國有足夠的潛力反超日本和歐洲。值得注意的是,以谷歌為代表的美國互聯(lián)網(wǎng)公司也開始進軍機器人領(lǐng)域,試圖融合虛擬網(wǎng)絡(luò)能力和現(xiàn)實運動能力,推動機器人的智能化。谷歌在2013年強勢收購多家科技公司,已初步實現(xiàn)在視覺系統(tǒng)、強度與結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)與手臂、人機交互、滾輪與移動裝置等多個智能機器人關(guān)鍵領(lǐng)域的業(yè)務(wù)部署。若其機器人部門能按照“組織全球信息”的目標持續(xù)成長,未來谷歌既可以進入迅速成長的智能工業(yè)機器人市場,又能從機器人應(yīng)用中獲取巨量信息來反哺其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
  日本:產(chǎn)業(yè)體系配套完備,政府大力推動應(yīng)用普及和技術(shù)突破
  戰(zhàn)后日本經(jīng)濟進入高速增長期,勞動力供應(yīng)不足和以汽車為代表的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展刺激了工業(yè)機器人需求快速增長。上世紀60年代,日本從美國引進工業(yè)機器人技術(shù)后,通過引進、消化、吸收、再創(chuàng)新,于1980年率先實現(xiàn)了機器人的商業(yè)化應(yīng)用,并將產(chǎn)業(yè)技術(shù)和市場競爭優(yōu)勢維持至今,以發(fā)那科、安川為代表的日系工業(yè)機器人與歐美系工業(yè)機器人分庭抗禮。2012年,受益于下游汽車產(chǎn)業(yè)對工業(yè)機器人的需求大幅增長,日本再次成為全球最大的工業(yè)機器人市場,工業(yè)機器人密度高達332臺/萬人,為全球最高。
  日本工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢在于完備的配套產(chǎn)業(yè)體系,在控制器、傳感器、減速機、伺服電機、數(shù)控系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件方面,均具備較強的技術(shù)優(yōu)勢,有力推動工業(yè)機器人朝著微型化、輕量化、網(wǎng)絡(luò)化、仿人化和廉價化的方向發(fā)展。近年來,還呈現(xiàn)出以工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢帶動服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢,并重點發(fā)展醫(yī)療/護理機器人和救災(zāi)機器人來應(yīng)對人口老齡化和自然災(zāi)害等問題。

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