這個(gè)技術(shù)即將顛覆世界,中國(guó)實(shí)力差國(guó)外幾條街?

時(shí)間:2016-05-16

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語(yǔ):機(jī)器人無(wú)論對(duì)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),還是服務(wù)業(yè)的智能化都頗具意義。在“十三五”開(kāi)局之年,工信部也公布了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃,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)器人榜上有名。

機(jī)器人無(wú)論對(duì)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),還是服務(wù)業(yè)的智能化都頗具意義。在“十三五”開(kāi)局之年,工信部也公布了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃,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)器人榜上有名。而隨著人工智能的興起和國(guó)家大力發(fā)展機(jī)器人的戰(zhàn)略出爐,中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也越發(fā)受到關(guān)注。

但相對(duì)于已經(jīng)廣泛運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)器人,相當(dāng)一部分網(wǎng)友對(duì)機(jī)器人的直觀感受,源自科幻影視作品?,F(xiàn)實(shí)中,中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)到底是個(gè)什么情況?

人形機(jī)器人?概念雖好,市場(chǎng)太小

無(wú)論是兒時(shí)的動(dòng)漫,還是當(dāng)下的商業(yè)大片中,機(jī)器人早已屢見(jiàn)不鮮。在影視和動(dòng)漫作品中,機(jī)器人往往是人形雙足機(jī)器人,像高達(dá)、變形金剛、終結(jié)者也都有類人形態(tài),并擁有不亞于人類的智慧。但現(xiàn)實(shí)中,人形雙足機(jī)器人缺乏實(shí)用價(jià)值。

人形機(jī)器人一般是指至少有雙臂雙腿,能夠依賴雙腿站立,通過(guò)雙足步行移動(dòng)的機(jī)器人,并由控制系統(tǒng)、關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和本體結(jié)構(gòu)5部分組成。由于人形機(jī)器人的雙足平衡技術(shù)相對(duì)于履帶式、輪式機(jī)器人更加復(fù)雜,必然帶來(lái)相當(dāng)高昂的成本,而在可靠性方面反而不如履帶式、輪式機(jī)器人。這必然導(dǎo)致其在商業(yè)市場(chǎng)鎩羽而歸——谷歌母公司Alphabet的Atlas人形機(jī)器人,雖然在技術(shù)上可圈可點(diǎn),但在商業(yè)市場(chǎng)上卻無(wú)人問(wèn)津,除了科研機(jī)構(gòu)外,罕有買家。

正因此,有媒體認(rèn)為,“機(jī)器人業(yè)務(wù)無(wú)法在中短期內(nèi)給Alphabet貢獻(xiàn)實(shí)質(zhì)性收入,公司對(duì)于機(jī)器人長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展缺乏戰(zhàn)略謀劃,Alphabet將逐步退出這一領(lǐng)域。”與此形成鮮明對(duì)比的是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的機(jī)器人“佳佳”,雖然擁有了堪比真人的容貌,卻依舊選擇了輪式行進(jìn)方式。

所以在當(dāng)下,除了NAO和優(yōu)必選這類很難說(shuō)是玩具還是機(jī)器人的產(chǎn)品外,還不存在一個(gè)人形機(jī)器人的市場(chǎng),更不存在人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)?,F(xiàn)今的機(jī)器人產(chǎn)業(yè),還是以工業(yè)機(jī)器人和軍用機(jī)器人以及其他特種用途的機(jī)器人為主。

那么,為什么一些廠家依舊在開(kāi)發(fā)人形機(jī)器人?原因有兩點(diǎn):一是在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域,擁有類人的外觀比較容易被客戶接受,在將來(lái)服務(wù)機(jī)器人進(jìn)入千家萬(wàn)戶之時(shí),人形機(jī)器人具有很大優(yōu)勢(shì),存在一定商業(yè)潛力;二是機(jī)器人擁有高度擬人的外觀,容易讓普通人給予它非常高的技術(shù)評(píng)價(jià),甚至視其為黑科技,而帶上黑科技光環(huán)的公司的股價(jià)也自然水漲船高。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的機(jī)器人“佳佳”,雖然擁有了堪比真人的容貌,卻依舊選擇了輪式行進(jìn)方式

工業(yè)機(jī)器人的前世今生

相對(duì)于還不成熟且未形成產(chǎn)業(yè)的人形機(jī)器人和還初于起步階段的服務(wù)機(jī)器人(比如掃地機(jī)器人),工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)則比較成熟了。

現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展開(kāi)始于20世紀(jì)中期,伴隨著原子能和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而誕生。數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)、伺服電動(dòng)機(jī)、減速器等關(guān)鍵零部件為工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);而在核輻射環(huán)境下作業(yè),則為工業(yè)機(jī)器人的誕生提供了直接需求——1947年美國(guó)阿爾貢研究所研發(fā)了可以在核輻射環(huán)境下作業(yè)的遙控操作機(jī)械手,1948年,又研制出機(jī)械式主從機(jī)械手。

此后,1954年,美國(guó)的戴沃爾設(shè)計(jì)出第一臺(tái)擁有電子可編程序的工業(yè)機(jī)器人,于1961年發(fā)表該項(xiàng)專利。1965年,美國(guó)麻省理工學(xué)院成功研制出一種具有視覺(jué)傳感器并能對(duì)簡(jiǎn)單積木進(jìn)行識(shí)別、定位的機(jī)器人系統(tǒng)。1967年,日本川崎重工業(yè)公司從美國(guó)引進(jìn)機(jī)器人及技術(shù),建立生產(chǎn)廠房,并于1968年試制出第一臺(tái)日本產(chǎn)通用機(jī)械手機(jī)器人,在各個(gè)領(lǐng)域中推廣。到上世紀(jì)80年代,工業(yè)機(jī)器人開(kāi)始在全球汽車制造業(yè)廣泛應(yīng)用。至90年代,工業(yè)機(jī)器人開(kāi)始在對(duì)車間環(huán)境要求較高的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得到應(yīng)用,避免了工人身體攜帶的塵埃污染車間環(huán)境。

如今,工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)取得了驚人的進(jìn)步,被廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、物流、機(jī)械加工行業(yè)、焊接、熱處理、表面涂覆、打磨拋光、上下料、裝配、檢測(cè)及倉(cāng)庫(kù)堆垛等諸多領(lǐng)域中。并形成了ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA等一批國(guó)際機(jī)器人企業(yè),這四家占據(jù)全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)份額的60%以上。

中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人起步于20世紀(jì)70年代初期。1985年,中國(guó)在“七五”科技攻關(guān)計(jì)劃中將工業(yè)機(jī)器人列入了發(fā)展計(jì)劃,由當(dāng)時(shí)的機(jī)械工業(yè)部牽頭組織了點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、搬運(yùn)等型號(hào)的工業(yè)機(jī)器人攻關(guān),形成了中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的第一次高潮。“九五”期間,在國(guó)家“863”高科技計(jì)劃項(xiàng)目的支持下,建立了以沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司、哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化設(shè)備有限責(zé)任公司、上海機(jī)電一體化工程公司、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所、四川綿陽(yáng)思維焊接自動(dòng)化設(shè)備有限公司等為主的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地。截至2015年底,中國(guó)在建和已建的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園達(dá)40個(gè),有機(jī)器人概念的上市企業(yè)超過(guò)100家,與工業(yè)機(jī)器人相關(guān)企業(yè)數(shù)量達(dá)到1000余家。

中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的窘境

大而不強(qiáng)是中國(guó)制造業(yè)在諸多領(lǐng)域的真實(shí)寫(xiě)照,但在機(jī)器人制造領(lǐng)域,中國(guó)則處于“既不大也不強(qiáng)”的狀態(tài)。

早在2013年,中國(guó)就已成為世界第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。2014年銷量達(dá)到5.7萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng)56%,占全球銷量的1/4,同比增長(zhǎng)55%,保有量增長(zhǎng)至19萬(wàn)臺(tái)。但在中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量連年暴漲的大背景下,卻隱藏著自主品牌工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)份額偏低的隱憂。2014年,自主品牌工業(yè)機(jī)器人銷量為1.7萬(wàn)臺(tái),占全球工業(yè)機(jī)器人總銷量的7.45%;2015年,自主品牌工業(yè)機(jī)器人銷量為2.2萬(wàn)臺(tái),國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額依舊不足20%,在全球工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)中的份額依舊不足兩位數(shù)。

另外,國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人多集中于低端應(yīng)用領(lǐng)域——相對(duì)較復(fù)雜的多關(guān)節(jié)機(jī)器人市場(chǎng),國(guó)外公司占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的90%以上份額;應(yīng)用于汽車制造、焊接等高端行業(yè)領(lǐng)域的六軸或以上高端工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng),主要被日本和歐美企業(yè)占據(jù),國(guó)產(chǎn)六軸工業(yè)機(jī)器人占全國(guó)工業(yè)機(jī)器人新裝機(jī)量不足10%。而國(guó)產(chǎn)機(jī)器人種類主要是搬運(yùn)、碼垛等低端機(jī)器人,應(yīng)用領(lǐng)域多在家電、基礎(chǔ)制造領(lǐng)域,附加值偏低。2015年,雖然中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)需求和國(guó)內(nèi)機(jī)器人企業(yè)產(chǎn)品銷量雙雙增長(zhǎng),但相當(dāng)一部分機(jī)器人企業(yè)處于虧損狀態(tài)。

國(guó)產(chǎn)機(jī)器人在關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵零件方面落后于西方。機(jī)器人的核心技術(shù)有人機(jī)交互技術(shù)、控制技術(shù)、環(huán)境感知和傳感技術(shù)、材料技術(shù)、人工智能等方面,關(guān)鍵的零部件有精密減速機(jī)、控制器、伺服電機(jī)以及高性能驅(qū)動(dòng)器等,而這些關(guān)鍵零部件很大程度依賴進(jìn)口,導(dǎo)致中國(guó)機(jī)器人企業(yè)生產(chǎn)成本奇高。相比之下,國(guó)外工業(yè)機(jī)器人廠商很多本身就是核心部件的提供商——日本發(fā)那科是世界上最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠商,安川和松下都屬于全球最大的電機(jī)制造商,這使得國(guó)外機(jī)器人廠商在成本上具有天然優(yōu)勢(shì)。

應(yīng)用于汽車制造、焊接等高端行業(yè)領(lǐng)域的六軸或以上高端工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng),主要被日本和歐美企業(yè)占據(jù)

如何實(shí)現(xiàn)從中國(guó)制造到中國(guó)智造的蛻變?

某些媒體和大V非常喜歡拿中國(guó)和外國(guó)做對(duì)比,而且一旦看到中國(guó)在局部領(lǐng)域技不如人,就嗚呼哀哉、哀鴻遍野,并以局部落后否定整個(gè)中國(guó)制造業(yè)。同時(shí),不分青紅皂白將中國(guó)在某些領(lǐng)域落后于西方的根源推給“體制問(wèn)題”、“民族劣根性”。這種做法非常不妥當(dāng),思維方式也是非常不科學(xué)的。

機(jī)器人是綜合了計(jì)算機(jī)、機(jī)械工程、電子、信息傳感器、控制理論、材料、人工智能、仿生等諸多學(xué)科而形成的高新技術(shù)。中國(guó)作為工業(yè)后發(fā)國(guó),在機(jī)器人工業(yè)上起步比西方晚,國(guó)家對(duì)機(jī)器人的資金投入也比西方少。日本在引進(jìn)美國(guó)機(jī)器人技術(shù)后,曾不惜血本發(fā)展和推廣。而歐盟則耗費(fèi)巨資支持機(jī)器人新研究項(xiàng)目,覆蓋從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)品部署的完整價(jià)值鏈,并與產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界達(dá)成戰(zhàn)略合作。

在當(dāng)下這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn),中國(guó)民用機(jī)器人相對(duì)于歐美和日本處于劣勢(shì),其根源在于過(guò)去數(shù)十年的人力、物力、財(cái)力投入差距,以及中國(guó)和西方在工業(yè)基礎(chǔ)上的差距。國(guó)人不必因暫時(shí)的落后自怨自艾。

上個(gè)月,工信部、發(fā)改委、財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》。該規(guī)劃指出,要重點(diǎn)攻克高精密減速器、高性能機(jī)器人專用伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器、高速高性能控制器、傳感器、末端執(zhí)行器等核心零部件,最終實(shí)現(xiàn)核心零件的國(guó)產(chǎn)化替代。該規(guī)劃強(qiáng)調(diào),要突破弧焊機(jī)器人、真空(潔凈)機(jī)器人、全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、雙臂機(jī)器人、重載AGV、消防救援機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人、智能型公共服務(wù)機(jī)器人、智能護(hù)理機(jī)器人十大標(biāo)志性產(chǎn)品。

為了幫扶中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展,該規(guī)劃還提出一系列政策利好——加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃和資源整合,減少各地借政策的東風(fēng)一窩蜂上項(xiàng)目,避免資源的分散和浪費(fèi);加大財(cái)稅支持力度,利用中央財(cái)政科技計(jì)劃、工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、中央基建投資、首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備保險(xiǎn)補(bǔ)償機(jī)制等政策措施支持機(jī)器人及其關(guān)鍵零部件研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用;拓寬投融資渠道,支持符合條件的機(jī)器人企業(yè)直接融資和并購(gòu);引導(dǎo)金融機(jī)構(gòu)創(chuàng)新符合機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈特點(diǎn)的產(chǎn)品和業(yè)務(wù),推廣機(jī)器人租賃模式,等等。

可以預(yù)期,隨著工資上漲、用工荒和人口逐漸老齡化,以及工業(yè)機(jī)器人具有抗疲勞,對(duì)惡劣環(huán)境忍受度高,作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一致性高等優(yōu)勢(shì),中國(guó)的機(jī)器人市場(chǎng)潛力巨大。中國(guó)坐擁全球最大的機(jī)器人市場(chǎng),輔以國(guó)家的政策、資金扶持,完成規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)的弧焊機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人等十大標(biāo)志性產(chǎn)品突破,完成減速器、伺服電機(jī)和控制器等核心零件國(guó)產(chǎn)化替代僅僅是時(shí)間問(wèn)題。

屆時(shí),只要做好產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,面向任務(wù)的整機(jī)系統(tǒng)性能優(yōu)化和規(guī)?;?、標(biāo)準(zhǔn)化量產(chǎn)方面等工作,即可形成強(qiáng)有力的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也將完成從中國(guó)制造到中國(guó)智造的蛻變。

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