來(lái)源：人民日報

   機器人的研發(fā)、制造、應用是衡量一個(gè)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(chǎng)制高點(diǎn)。我國將成為全球最大的機器人市場(chǎng)，需要在這一競爭中審時(shí)度勢、全盤(pán)考慮、抓緊謀劃、扎實(shí)推進(jìn)

  “機器人革命”不是一場(chǎng)獨立的革命，而是以數字化、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(shuō)第二次工業(yè)革命是通過(guò)裝備的自動(dòng)化和標準化實(shí)現了機器對人的體力勞動(dòng)的替代，“機器人革命”則推動(dòng)了機器對人的腦力勞動(dòng)的替代。其影響不僅限于工業(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(dòng)了從線(xiàn)性產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程向并行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程的轉變，使工業(yè)產(chǎn)品性能顯著(zhù)改善、產(chǎn)品功能極大豐富和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期大幅縮減。

   “機器人革命”同時(shí)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，機器復雜度的增加，實(shí)際上對產(chǎn)業(yè)工人在多領(lǐng)域的技能和編程、系統處理等方面的知識提出了更高要求。這些都意味著(zhù)在“機器人革命”浪潮的蕩滌下，一國產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢的內涵、產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢所依賴(lài)的資源基礎以及國家間產(chǎn)業(yè)分工形式都將發(fā)生深刻變化。如果我們不能順應這一輪革命的要求，將面臨進(jìn)一步喪失產(chǎn)業(yè)競爭主導權的危險。

  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(dòng)識別環(huán)境變化，從而減少對人的依賴(lài)。未來(lái)的無(wú)人工廠(chǎng)能根據訂單要求自動(dòng)規劃生產(chǎn)流程和工藝，在無(wú)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)的終端和結點(diǎn)。隨著(zhù)信息技術(shù)的進(jìn)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，多臺機器人協(xié)同實(shí)現一套生產(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(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現遠程監控；多臺機器人之間的協(xié)作能提供流程更多、操作更復雜的服務(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?xún)r(jià)比不斷提高，機器人初期投資相對于傳統專(zhuān)用設備的價(jià)格差不斷縮小。雖然在功率和速度上與傳統裝備還存在差距，但機器人在精細化、柔性化、智能化和信息化方面具有顯著(zhù)優(yōu)勢，因此在個(gè)性化程度較高、工藝和流程繁瑣的產(chǎn)品制造中替代傳統專(zhuān)用設備具有更高的經(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，機器人應用領(lǐng)域不斷擴展。機器人最初應用于模塊化程度較高的汽車(chē)、電子產(chǎn)業(yè)，隨著(zhù)智能化水平的提高，以及能完成更多的復雜動(dòng)作，紡織、化工、食品行業(yè)也大量使用機器人。隨著(zhù)技術(shù)的不斷成熟和勞動(dòng)力成本提高，工業(yè)機器人的應用將擴展至整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。

  第五，人機關(guān)系發(fā)生深刻轉變。一方面，計算機的操作系統和控制系統將實(shí)現標準化和平臺化，未來(lái)可以通過(guò)包括手機在內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(jìn)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(kāi)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(chē)企業(yè)對美國構成威脅，美國政府才取消了對工業(yè)機器人應用的限制，加緊制定促進(jìn)該技術(shù)發(fā)展和應用的政策。此后，美國企業(yè)通過(guò)生產(chǎn)具備視覺(jué)、力覺(jué)等的第二代機器人，實(shí)現了市場(chǎng)占有率的較快增長(cháng)，但仍未擺脫“重理論、輕應用”的問(wèn)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(chǎng)份額仍不足10%，且國內新增裝機量大部分源于進(jìn)口。

  2011年6月，奧巴馬宣布啟動(dòng)《先進(jìn)制造伙伴計劃》，明確提出通過(guò)發(fā)展工業(yè)機器人提振美國制造業(yè)。根據該計劃，美國將投資28億美元，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)基于移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的第三代智能機器人。世界技術(shù)評估中心的數據顯示，目前美國在工業(yè)機器人體系結構方面處于全球領(lǐng)先地位；其技術(shù)的全面性、精確性、適應性均超過(guò)他國，機器人語(yǔ)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(jìn)、可靠的基礎。

  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(jué)、觸覺(jué)等人工智能技術(shù)，如視覺(jué)裝配的控制和導航。隨著(zhù)智能制造時(shí)代的到來(lái)，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(kāi)始進(jìn)軍機器人領(lǐng)域，試圖融合虛擬網(wǎng)絡(luò )能力和現實(shí)運動(dòng)能力，推動(dòng)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(shí)現在視覺(jué)系統、強度與結構、關(guān)節與手臂、人機交互、滾輪與移動(dòng)裝置等多個(gè)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(mén)能按照“組織全球信息”的目標持續成長(cháng)，未來(lái)谷歌既可以進(jìn)入迅速成長(cháng)的智能工業(yè)機器人市場(chǎng)，又能從機器人應用中獲取巨量信息來(lái)反哺其數據業(yè)務(wù)。

  日本

  產(chǎn)業(yè)體系配套完備，政府大力推動(dòng)應用普及和技術(shù)突破

  戰后日本經(jīng)濟進(jìn)入高速增長(cháng)期，勞動(dòng)力供應不足和以汽車(chē)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(cháng)。上世紀60年代，日本從美國引進(jìn)工業(yè)機器人技術(shù)后，通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng )新，于1980年率先實(shí)現了機器人的商業(yè)化應用，并將產(chǎn)業(yè)技術(shù)和市場(chǎng)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(chē)產(chǎn)業(yè)對工業(yè)機器人的需求大幅增長(cháng)，日本再次成為全球最大的工業(yè)機器人市場(chǎng)，工業(yè)機器人密度高達332臺/萬(wàn)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、數控系統等關(guān)鍵零部件方面，均具備較強的技術(shù)優(yōu)勢，有力推動(dòng)工業(yè)機器人朝著(zhù)微型化、輕量化、網(wǎng)絡(luò )化、仿人化和廉價(jià)化的方向發(fā)展。近年來(lái)，還呈現出以工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢帶動(dòng)服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢，并重點(diǎn)發(fā)展醫療/護理機器人和救災機器人來(lái)應對人口老齡化和自然災害等問(wèn)題。

  日本政府在其中發(fā)揮著(zhù)重要作用。早在日本工業(yè)機器人發(fā)展的起飛階段，日本政府就通過(guò)一系列財稅投融資租賃政策大力推動(dòng)機器人的普及應用，并通過(guò)“研究與開(kāi)發(fā)”政策推動(dòng)技術(shù)突破。正式成立于1972年的日本機器人工業(yè)會(huì )也發(fā)揮著(zhù)重要作用。該組織以鼓勵研究與開(kāi)發(fā)、爭取政府政策支持、主辦博覽會(huì )等方式推廣普及工業(yè)機器人。進(jìn)入新世紀以來(lái)，日本政府更加重視對工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2002年，經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省開(kāi)始實(shí)施“21世紀機器人挑戰計劃”，將機器人產(chǎn)業(yè)作為高端產(chǎn)業(yè)加以扶持，采取了加大研究與開(kāi)發(fā)支持力度、發(fā)展公共平臺、開(kāi)發(fā)新一代機器人應用和人機友好型機器人等扶持措施，力圖將全球領(lǐng)先的工業(yè)機器人技術(shù)拓展到醫療、福利和防災等社會(huì )事業(yè)領(lǐng)域。2004年，經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省推行的“面向新的產(chǎn)業(yè)結構報告”將機器人列為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，2005年的“新興產(chǎn)業(yè)促進(jìn)戰略”再次將機器人列為七大新興產(chǎn)業(yè)之一。此后，經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省借助各類(lèi)產(chǎn)業(yè)政策扶持機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成為常態(tài)。日本總務(wù)省、文部科學(xué)省、國土交通省等部門(mén)積極實(shí)施機器人相關(guān)項目，并通過(guò)舉辦“機器人獎”“機器人競賽”等社會(huì )活動(dòng)，推動(dòng)機器人技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

  德國

  帶動(dòng)傳統產(chǎn)業(yè)改造升級，政府資助人機交互技術(shù)及軟件開(kāi)發(fā)

  雖然德國稍晚于日本引進(jìn)工業(yè)機器人，但與日本類(lèi)似，二戰后勞動(dòng)力短缺和提升制造業(yè)工藝技術(shù)水平的要求，極大地促進(jìn)了德國工業(yè)機器人的發(fā)展。除了應用于汽車(chē)、電子等技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)外，德國工業(yè)機器人還廣泛裝備于包括塑料、橡膠、冶金、食品、包裝、木材、家具和紡織在內的傳統產(chǎn)業(yè)，積極帶動(dòng)傳統產(chǎn)業(yè)改造升級。2011年，德國工業(yè)機器人銷(xiāo)量創(chuàng )歷史新高，并保持歐洲最大多用途工業(yè)機器人市場(chǎng)的地位，工業(yè)機器人密度達147臺/萬(wàn)人。

  德國政府在工業(yè)機器人發(fā)展的初級階段發(fā)揮著(zhù)重要作用，其后，產(chǎn)業(yè)需求引領(lǐng)工業(yè)機器人向智能化、輕量化、靈活化和高能效化方向發(fā)展。20世紀70年代中后期，德國政府在推行“改善勞動(dòng)條件計劃”中，強制規定部分有危險、有毒、有害的工作崗位必須以機器人來(lái)代替人工，為機器人的應用開(kāi)啟了初始市場(chǎng)。1985年，德國開(kāi)始向智能機器人領(lǐng)域進(jìn)軍，經(jīng)過(guò)10年努力，以庫卡為代表的工業(yè)機器人企業(yè)占據全球領(lǐng)先地位。2012年，德國推行了以“智能工廠(chǎng)”為重心的“工業(yè)4.0計劃”，工業(yè)機器人推動(dòng)生產(chǎn)制造向靈活化和個(gè)性化方向轉型。依此計劃，通過(guò)智能人機交互傳感器，人類(lèi)可借助物聯(lián)網(wǎng)對下一代工業(yè)機器人進(jìn)行遠程管理。這種機器人還將具備生產(chǎn)間隙的“網(wǎng)絡(luò )喚醒模式”，以解決使用中的高能耗問(wèn)題，促進(jìn)制造業(yè)的綠色升級。目前，德國聯(lián)邦教育及研究部已開(kāi)始資助人機互動(dòng)技術(shù)和軟件的研究開(kāi)發(fā)。

  韓國

  使用密度全球第一，多項政策支持第三代智能機器人的研發(fā)

  20世紀90年代初，韓國政府為應對本國汽車(chē)、電子產(chǎn)業(yè)對工業(yè)機器人的爆發(fā)性需求，以“市場(chǎng)換技術(shù)”，通過(guò)現代集團引進(jìn)日本發(fā)那科，全面學(xué)習后者技術(shù)，到本世紀大致建成了韓國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系。2000年后，韓國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入第二輪高速增長(cháng)期。2001年至2011年間，韓國機器人裝機總量年均增速高達11.7%。國際機器人聯(lián)合會(huì )的數據顯示，2012年，韓國的工業(yè)機器人使用密度為世界第一，每萬(wàn)名工人擁有347臺機器人，遠高于58臺的全球平均水平。

  目前，韓國的工業(yè)機器人生產(chǎn)商已占全球5%左右的市場(chǎng)份額?，F代重工已可供應焊接、搬運、密封、碼垛、沖壓、打磨、上下料等領(lǐng)域的機器人，大量應用于汽車(chē)、電子、通信產(chǎn)業(yè)，大大提高了韓國工業(yè)機器人的自給率。但整體而言，韓國技術(shù)仍與日本、歐洲等領(lǐng)先國家存在較大差距。

  韓國政府近年來(lái)陸續發(fā)布多項政策，旨在扶植第三代智能機器人的研發(fā)與應用。2003年，產(chǎn)業(yè)資源部公布了韓國“十大未來(lái)成長(cháng)動(dòng)力產(chǎn)業(yè)”，其中就包括智能工業(yè)機器人；2008年9月，《智能機器人開(kāi)發(fā)與普及促進(jìn)法》正式實(shí)施；2009年4月，政府發(fā)布《第一次智能機器人基本計劃》，計劃在2013年前向包括工業(yè)機器人在內的五個(gè)機器人研究方向投入1萬(wàn)億韓元（約合61.16億元人民幣），力爭使韓國在2018年成為全球機器人主導國家；2012年10月，《機器人未來(lái)戰略戰網(wǎng)2022》公布，其政策焦點(diǎn)為支持韓國企業(yè)進(jìn)軍國際市場(chǎng)，搶占智能機器人產(chǎn)業(yè)化的先機。

  中國

  面臨核心技術(shù)被發(fā)達國家控制等挑戰，產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)空間巨大

  首先，我國在機器人領(lǐng)域的部分技術(shù)已達到或接近國際先進(jìn)水平。機器人涉及的技術(shù)較多，大體可分為器件技術(shù)、系統技術(shù)和智能技術(shù)。我國在通用零部件、信息網(wǎng)絡(luò )等部分器件和系統技術(shù)領(lǐng)域與發(fā)達國家的差距在10年左右，而對智能化程度要求不高的焊接、搬運、清潔、碼垛、包裝機器人的國產(chǎn)化率較高。近年來(lái)，我國在人工智能方面的研發(fā)也有所突破，中國科學(xué)院和多所著(zhù)名高校都培育出專(zhuān)門(mén)從事人工智能研究的團隊，機器人學(xué)習、仿生識別、數據挖掘以及模式、語(yǔ)言和圖像識別技術(shù)比較成熟。

  其次，我國企業(yè)具有很強的系統集成能力，這種能力在電子信息等高度模塊化產(chǎn)業(yè)和高鐵等復雜產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)都得到體現。系統集成的意義在于根據具體用戶(hù)的需求，將模塊組成可應用的生產(chǎn)系統，這可能成為我國機器人產(chǎn)業(yè)打破國外壟斷的突破口。

  第三，我國機器人產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)空間巨大。目前，我國機器人使用密度較低，制造業(yè)萬(wàn)人機器人累計安裝量不及國際平均水平的一半，服務(wù)和家庭用機器人市場(chǎng)尚處于培育階段，機器人應用市場(chǎng)增長(cháng)空間巨大；二代機器人仍然是主流，機器人向第三代智能機器人升級換代空間巨大；機器人主要應用于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，機器人向其他領(lǐng)域擴展空間巨大。

  當然，我們也要清醒地看到我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的巨大挑戰。首先，機器人的頂層架構設計和基礎技術(shù)被發(fā)達國家控制，在機器人成本結構中比重較大的減速機、伺服電機、控制器、數控系統都嚴重依賴(lài)進(jìn)口，國產(chǎn)機器人并不具備顯著(zhù)成本優(yōu)勢。其次，存在低端鎖定的風(fēng)險。一方面，發(fā)達國家不會(huì )輕易向中國轉移或授權機器人核心技術(shù)、專(zhuān)利，我國機器人企業(yè)通過(guò)參與國際標準制定、技術(shù)合作研發(fā)進(jìn)入中高端市場(chǎng)的阻礙很多；另一方面，地方政府對產(chǎn)業(yè)的盲目投資可能形成過(guò)剩產(chǎn)能，導致重復建設和低價(jià)競爭。再次，機器人研發(fā)、制造與應用之間缺乏有效銜接。機器人相關(guān)技術(shù)研發(fā)領(lǐng)先的高校和院所并不具備市場(chǎng)開(kāi)拓能力，而企業(yè)在基礎研發(fā)上的投入還非常低，國內產(chǎn)學(xué)研結合又存在諸多體制機制障礙，導致研發(fā)與制造環(huán)節脫節。