德國總理默克爾今年在漢諾威工業(yè)博覽會(huì )上做了一次“驚險”嘗試：把食指大膽伸入ABB集團的雙臂機器人YuMi的機械鉗中。就在周?chē)四笠话押箷r(shí)，裝有攝像頭和傳感器的YuMi自動(dòng)停止了動(dòng)作。這款能處理手機及電腦上的精密部件，甚至可以穿針引線(xiàn)的工業(yè)機器人出自ABB中國研究院。

巨頭ABB在中國設立集團的全球機器人中心，正是看中兩點(diǎn)：一是中國目前是全球最大的機器人市場(chǎng)，二是中國有一大批相關(guān)領(lǐng)域的人才。面對中國制造2025的機遇，面對“眼尖手快”的國外企業(yè)的強勢競爭，中國該如何加速做好“工業(yè)機器人”這個(gè)創(chuàng )新必答題？

創(chuàng )新基礎不斷夯實(shí)

近年來(lái)，我國許多制造業(yè)企業(yè)紛紛啟動(dòng)“機器換人”項目，積極布局機器人產(chǎn)業(yè)，順應制造業(yè)轉型升級

近日，我國機器人產(chǎn)業(yè)再添一支熟悉的新軍：美的集團股份有限公司與日本工業(yè)機器人制造巨頭安川電機宣布成立兩家機器人合資公司，其中的工業(yè)機器人合資公司計劃一年內就量產(chǎn)1款六軸機器人產(chǎn)品。

不僅僅是美的，近年來(lái)，我國許多制造業(yè)企業(yè)紛紛啟動(dòng)“機器換人”項目，開(kāi)始積極布局機器人產(chǎn)業(yè)。更多企業(yè)將大門(mén)向機器人敞開(kāi)，已不簡(jiǎn)單地是應對勞動(dòng)力供給下降等挑戰的被動(dòng)之選，而是順應制造業(yè)轉型升級的主動(dòng)作為。

國家“863”計劃智能機器人主題專(zhuān)家組組長(cháng)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)機器人研究所所長(cháng)趙杰介紹，我國已是世界公認的制造業(yè)大國，勞動(dòng)力成本不斷上升，人口紅利消失，傳統產(chǎn)業(yè)轉型升級已經(jīng)成為當務(wù)之急，發(fā)展以工業(yè)機器人為核心的智能制造技術(shù)將成為必由之路。低機器人密度和高人力成本、勞動(dòng)力結構性短缺，使中國工業(yè)機器人市場(chǎng)擁有巨大潛力。

據國際機器人聯(lián)合會(huì )統計，全球2014年工業(yè)機器人銷(xiāo)量為22.5萬(wàn)臺左右，增長(cháng)27%，年銷(xiāo)售額約為95億美元，其中在亞洲的銷(xiāo)量占到三分之二。2014年中國市場(chǎng)的工業(yè)機器人銷(xiāo)量同比增長(cháng)54%，達到5.6萬(wàn)臺左右。然而，作為衡量一個(gè)國家自動(dòng)化水平的重要標準，我國每萬(wàn)名產(chǎn)業(yè)工人所擁有的工業(yè)機器人數量仍然遠低于發(fā)達國家。以我國1億制造業(yè)產(chǎn)業(yè)工人總數計算，預計到2020年，達到目前世界發(fā)達國家機器人裝機密度中等水平，我國需增加機器人裝機量130萬(wàn)臺；到2030年，達到目前世界發(fā)達國家機器人裝機密度先進(jìn)水平，我國需增加機器人裝機量250萬(wàn)臺。

我國工業(yè)機器人的研究和制造始于20世紀70年代。在“十五”、“十一五”攻關(guān)計劃和863計劃等科技計劃的支持下，我國工業(yè)機器人在技術(shù)攻關(guān)和設計水平上有了長(cháng)足進(jìn)步。國內很多研究機構和大學(xué)開(kāi)展了大量工作，在機構、驅動(dòng)和控制等方面取得了豐富成果，為國內工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的創(chuàng )新發(fā)展奠定了技術(shù)基礎。

加速技術(shù)攻關(guān)的同時(shí)，我國也積極支持機器人產(chǎn)業(yè)化基地的建設。沈陽(yáng)新松、廣州數控、哈爾濱博實(shí)等企業(yè)在工業(yè)機器人本體生產(chǎn)制造和系統集成方面不斷發(fā)展壯大，開(kāi)發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機器人。我國也初步形成了工業(yè)機器人伺服電機、減速器、伺服驅動(dòng)器、控制器等核心零部件產(chǎn)業(yè)鏈。

在沈陽(yáng)新松機器人自動(dòng)化股份有限公司的“數字化無(wú)人工廠(chǎng)”里，只要工程師輸入指令，機器人就會(huì )有條不紊地完成搬運、傳輸、裝配、檢測等各環(huán)節生產(chǎn)任務(wù)。這條國內首條用“機器人”生產(chǎn)“機器人”的數字化生產(chǎn)線(xiàn)，年產(chǎn)能達到5000臺。

多重挑戰不容低估

國外機器人巨頭搶占我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，國內重復建設、產(chǎn)能過(guò)剩、創(chuàng )新成果轉化率不高等都制約著(zhù)我國工業(yè)機器人自主品牌的發(fā)展

近些年，全球各地都在加速布局工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)。

美國的先進(jìn)制造伙伴計劃，明確提出建立美國在新一代機器人方面的領(lǐng)先地位，重點(diǎn)研發(fā)新一代與人緊密協(xié)作的機器人，提升產(chǎn)業(yè)工人、健康保健從業(yè)者、手術(shù)醫生以及宇航員完成困難任務(wù)的能力。

日本在2014年《新經(jīng)濟增長(cháng)戰略》中把機器人產(chǎn)業(yè)作為本國經(jīng)濟增長(cháng)的重要支柱，通過(guò)擴大機器人應用領(lǐng)域、設立“實(shí)現機器人革命會(huì )議”、出臺放寬限制的政策等，促進(jìn)機器人使用。日本制定了到2020年制造業(yè)機器人使用量增加2倍、市場(chǎng)規模達到2.85萬(wàn)億日元的目標。

歐盟啟動(dòng)了全球最大民用機器人研發(fā)計劃——“SPARC”，計劃到2020年投入28億歐元，創(chuàng )造24萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位，目標是將歐洲機器人產(chǎn)業(yè)占全球總產(chǎn)值比重由2014年的35%提升到2020年的42%。該計劃將有200多家公司、1.2萬(wàn)研發(fā)人員參與，包含機器人在各個(gè)領(lǐng)域的應用。

在積極布局本國的同時(shí)，這些工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)達的國家和地區也紛紛把中國市場(chǎng)看作了“決勝未來(lái)的戰場(chǎng)”。國外機器人龍頭企業(yè)已不再滿(mǎn)足于將我國作為產(chǎn)品銷(xiāo)售和技術(shù)服務(wù)市場(chǎng)，而是開(kāi)始在我國建立生產(chǎn)基地，憑借已有的技術(shù)優(yōu)勢，搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)。這無(wú)疑進(jìn)一步壓縮了我國工業(yè)機器人自主品牌發(fā)展的市場(chǎng)空間。

目前，我國新增工業(yè)機器人中超過(guò)70%依賴(lài)進(jìn)口，國內市場(chǎng)高端機器人應用領(lǐng)域幾乎被國外品牌機器人壟斷。據國家“863”計劃智能機器人專(zhuān)題專(zhuān)家組成員、中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所研究員韓建達介紹，高精密減速器、伺服電機、伺服驅動(dòng)是機器人的核心關(guān)鍵部件，占到機器人總成本的一半以上。這些部件目前主要從日本、美國和歐洲進(jìn)口，不僅售價(jià)在我國大多為原產(chǎn)地售價(jià)的兩倍以上，而且部分高性能等級產(chǎn)品甚至對中國禁售。如果高性能器件依賴(lài)進(jìn)口的問(wèn)題不能盡早解決，我國的機器人產(chǎn)業(yè)將長(cháng)期受制于人。

挑戰不僅僅來(lái)自國外巨頭。據不完全統計，當前我國機器人相關(guān)企業(yè)超過(guò)400家，產(chǎn)業(yè)園區超過(guò)30家，大量企業(yè)蜂擁而上，各地區重復支持和建設，出現了同質(zhì)化現象，存在產(chǎn)能過(guò)剩和惡性競爭的風(fēng)險，難以培育出具有國際競爭力的工業(yè)機器人骨干企業(yè)。

同時(shí)，我國工業(yè)機器人從基礎原創(chuàng )性成果到研發(fā)產(chǎn)品之間斷層嚴重，造成大量研究成果束之高閣，成果轉化率和產(chǎn)業(yè)化率不高，嚴重制約了我國機器人與自動(dòng)化裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外，機器人產(chǎn)業(yè)所需創(chuàng )新型多層次人才體系不健全，也影響了我國工業(yè)機器人創(chuàng )新。

整合發(fā)展拓寬新路

面對綜合實(shí)力上的系統性差距，中國機器人企業(yè)要更加重視資源、技術(shù)整合，走出一條新路子

在沈陽(yáng)新松機器人自動(dòng)化股份有限公司總裁曲道奎看來(lái)，我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰已不再是簡(jiǎn)單的技術(shù)挑戰，而是綜合實(shí)力上的系統性差距。中國突然爆發(fā)的機器人市場(chǎng)需求壓縮了中國企業(yè)的成長(cháng)時(shí)間和機會(huì )，讓我國本土企業(yè)幾乎在一夜之間就要直接面對國際巨頭的競爭。因此，中國機器人企業(yè)不能僅僅依靠自己滾動(dòng)式發(fā)展，而要更加重視資源、技術(shù)整合，走出一條新路子。

整合發(fā)展，做好工業(yè)機器人這個(gè)創(chuàng )新“必答題”，需要從頂層設計、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、政策協(xié)同等方面持續努力?？萍疾肯嚓P(guān)負責人分析說(shuō)，我國機器人發(fā)展應做好頂層設計，深入開(kāi)展系統策劃。從市場(chǎng)導向的系統集成及產(chǎn)業(yè)發(fā)展著(zhù)手，促進(jìn)機器人與大數據、移動(dòng)通信等跨領(lǐng)域技術(shù)融合，力促創(chuàng )新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈相匹配。同時(shí)，應該結合我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)和特殊需求，選擇國外企業(yè)涉足不深、我國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展又迫切需要的行業(yè)，大力推廣國產(chǎn)機器人系統。

在促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)突破與產(chǎn)品研發(fā)上，應該充分利用信息技術(shù)與機器人產(chǎn)業(yè)相結合的契機，加強新型機器人整機集成技術(shù)能力。驅動(dòng)器、電機、伺服系統、減速器等關(guān)鍵部件的發(fā)展要在繼續支持攻關(guān)的基礎上，充分利用國際資源，通過(guò)并購合作的方式，實(shí)現關(guān)鍵零部件產(chǎn)品的升級跨越，以支撐機器人整機發(fā)展。同時(shí)，應該加大對智能控制、導航定位、移動(dòng)通訊、大數據、人機交互等核心關(guān)鍵技術(shù)研究的支持力度。

整合資源還需要繼續強化區域特色，培育產(chǎn)業(yè)集群。我國應更加注重發(fā)揮中小企業(yè)力量，調動(dòng)行業(yè)和地方的積極性和主動(dòng)性，結合行業(yè)、區域的產(chǎn)業(yè)特色，合理布局機器人重大應用示范和產(chǎn)業(yè)化項目，強化產(chǎn)業(yè)鏈配套和區域分工合作。在各地高新區培育具有區域特色的機器人創(chuàng )新型龍頭企業(yè)，形成若干各具特色的產(chǎn)業(yè)集群，著(zhù)力開(kāi)拓市場(chǎng)應用。

此外，我們還應積極推動(dòng)科技政策與經(jīng)濟、金融政策相銜接。在科技政策方面，進(jìn)一步加大科研投入，創(chuàng )新商業(yè)服務(wù)模式，在注重機器人產(chǎn)品自身研發(fā)的同時(shí)，更加注重機器人與現代信息、通訊、機械、控制技術(shù)的緊密結合。加強與經(jīng)濟政策的銜接，研究相關(guān)優(yōu)惠政策，降低企業(yè)創(chuàng )新成本，鼓勵使用國產(chǎn)機器人并給予適當補貼。同時(shí)，引導政府資金與民間資本向機器人產(chǎn)業(yè)傾斜。

今年6月，東莞出臺《東莞市工業(yè)機器人智能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃（2015-2020年）》，提出到2020年，力爭全市工業(yè)機器人智能裝備產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達到700億元，打造成珠三角乃至全國獨具特色的工業(yè)機器人智能裝備產(chǎn)業(yè)集聚區和智能制造示范城市。東莞的積極探索再次凸顯了我國工業(yè)機器人整合發(fā)展的后勁。中國工業(yè)機器人創(chuàng )新的黃金時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。

讓機器人“眼”明“腦”快

傳統的機器人需要人事前進(jìn)行編程,而新一代工業(yè)機器人的核心特征是智能化?？蒲袌F隊逐漸將工業(yè)機器人研發(fā)重點(diǎn)由基礎技術(shù)研發(fā)向應用開(kāi)發(fā)轉變，使工業(yè)機器人更加智能化，具有更強的感知能力、更好的機敏性，并且可以自主執行任務(wù)

要實(shí)現工業(yè)機器人智能化，就必須讓機器人擁有明亮的“雙眸”和靈活的“大腦”。為了實(shí)現這個(gè)目標，中科院自動(dòng)化所高技術(shù)創(chuàng )新中心主任原魁研究員率領(lǐng)團隊潛心攻關(guān)，長(cháng)期專(zhuān)注于智能機器人關(guān)鍵技術(shù)研究與應用，在高性能嵌入式機器人視覺(jué)系統、視覺(jué)導引AGV技術(shù)、工業(yè)機器人自動(dòng)編程技術(shù)等方面取得了突出的創(chuàng )新成效。

他們開(kāi)發(fā)的高性能嵌入式機器人視覺(jué)系統能夠在FPGA（現場(chǎng)可編程門(mén)陣列）上實(shí)現80多種圖像處理算法，處理速度遠高于普通視覺(jué)系統，還能以100幀/秒以上的高速進(jìn)行圖像采集，具有功耗低、尺寸小、通用性好的特點(diǎn)。原魁介紹說(shuō)，將這一視覺(jué)系統應用于各種工業(yè)機器人系統，可以提高工業(yè)機器人的智能水平，使機器人可以完成自動(dòng)搬運、不良品檢測等傳統的工業(yè)機器人難以完成的任務(wù)。作為高性能機器人視覺(jué)系統的另外一種應用，原魁團隊還將工業(yè)機器人安裝在一臺AGV（自動(dòng)導引運輸車(chē)）上，使機器人可以自動(dòng)完成冰箱、洗衣機等家電產(chǎn)品門(mén)的開(kāi)閉工作，為家電產(chǎn)品的測試提供了一種新的技術(shù)途徑。

他們開(kāi)發(fā)的工業(yè)機器人自動(dòng)編程方法，改變了工業(yè)機器人需要通過(guò)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員花2天時(shí)間人工示教才能“領(lǐng)會(huì )”工作的繁瑣，而是能讓機器人根據普通技術(shù)人員的預定方案在30分鐘內自動(dòng)生成指令。這種自動(dòng)編程方法讓工業(yè)機器人能夠自動(dòng)處理碰撞等危險情況，還能根據情況靈活修改生成指令。

原魁團隊將突破的這些關(guān)鍵技術(shù)集成應用在了一種大型裝備的自動(dòng)噴涂機器人系統中。與人工涂裝相比，這種機器人在自動(dòng)噴涂過(guò)程中，通過(guò)快速生成三維模型、自動(dòng)生成程序、實(shí)時(shí)檢測誤差、自動(dòng)修正軌跡指令等，減少了噴涂時(shí)間、提高了工作效率，讓工人們避免承受勞動(dòng)強度大、危害身體健康的負擔。

面對不俗的創(chuàng )新成績(jì)，原魁團隊依然保持著(zhù)冷靜和客觀(guān)的心態(tài)?！芭c國外同行相比，我國的機器人研究還有一些差距。我國每年從國外進(jìn)口電機等器械部件就要花費近1000億元。要縮小差距，我們就必須加速創(chuàng )新，讓自己擁有更多的核心技術(shù)，同時(shí)還要降低開(kāi)發(fā)及應用的成本，這也是我們團隊當前的重要目標?！痹f(shuō)。

這種以“降低成本”進(jìn)行自我約束的高難度攻關(guān)，讓原魁團隊的創(chuàng )新能量源源不斷地釋放。他們在工業(yè)機器人核心構成——“伺服電機控制”研究中，巧妙地通過(guò)自主設計開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用電路同時(shí)實(shí)現了高精度電機控制和有效降低成本的雙重目標。在這個(gè)過(guò)程中，他們團隊培養了軟硬件兩手抓、兩手都硬的創(chuàng )新優(yōu)勢。

今后，這個(gè)有心、用心的創(chuàng )新團隊將繼續為我國工業(yè)機器人發(fā)展貢獻更大的智慧和力量。

摘自《經(jīng)濟日報》