隨著信息技術(shù)、人工智能和新能源技術(shù)的發(fā)展帶給全球人類社會(huì)方方面面的改變，“第三次工業(yè)革命”的概念悄然而起。它包含了“制造業(yè)數(shù)字化革命”和機(jī)器人的興起，傳統(tǒng)的工業(yè)會(huì)因?yàn)樽詣?dòng)化和智能化水平的提升而大大提高生產(chǎn)效率，同時(shí)大量重復(fù)性勞動(dòng)崗位會(huì)被機(jī)器人所取代。美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬也在國(guó)情咨文中高呼“重振制造業(yè)”，機(jī)器人的采用將使相當(dāng)一部分制造業(yè)回流美國(guó)。而且作為“世界工廠”的中國(guó)，正面臨人口紅利消失的窘境。前不久富士康宣布在大陸境內(nèi)的工廠停止招收新工人，以機(jī)器人代替，該舉措似乎預(yù)示著機(jī)器人時(shí)代即將來臨?？梢哉f，機(jī)器人成為“第三次工業(yè)革命”的關(guān)鍵之一。

 

　　那么，當(dāng)下制造業(yè)最常用到的工業(yè)機(jī)器人是否已普及?應(yīng)用推廣的阻力在什么地方?中國(guó)和國(guó)外的差距在哪里?就這些問題，《中國(guó)電子報(bào)》記者近日采訪了IEEE會(huì)員兼美國(guó)新澤西技術(shù)學(xué)院(NJIT)機(jī)械及工業(yè)工程系教授Paul G. Ranky博士。
 

 

　　發(fā)達(dá)國(guó)家正用機(jī)器人"回流"制造

 

　　工業(yè)機(jī)器人被視為工廠自動(dòng)化的先進(jìn)合作伙伴，它也被廣泛地應(yīng)用在其他領(lǐng)域，如災(zāi)難恢復(fù)、能源管理、清理有毒污染地區(qū)，以及食品檢測(cè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展。其主要驅(qū)動(dòng)力比超人運(yùn)動(dòng)得更快，也比超人類的過程控制更快更可靠，最重要它能保證零失誤率，不停歇地工作。工業(yè)機(jī)器人可以完成精密電子機(jī)械組裝，半導(dǎo)體制造，太陽能電池板組裝、焊接、涂裝、加工、檢驗(yàn)、分揀、包裝、取放、倉(cāng)儲(chǔ)和維修等一系列工作。另外，在不同的行業(yè)中出現(xiàn)了一批新型的移動(dòng)機(jī)器人，包括材料的裝卸、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和安全保障等。

 

　　這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)還表現(xiàn)在更簡(jiǎn)易和圖形化的機(jī)器人程序設(shè)計(jì)，制造單元和流水線之間更優(yōu)化的系統(tǒng)集成，更仿真化的軟件工具，甚至是在混合模式中(例如，人類和機(jī)器人在共同的工作場(chǎng)所中和諧無間地一起工作)更安全地與人類協(xié)調(diào)工作，。

 

　　過去20年中，許多擁有廉價(jià)勞動(dòng)力的國(guó)家從設(shè)計(jì)制作的先進(jìn)國(guó)家，如美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等，“奪”走了數(shù)以萬計(jì)低門檻的工作?，F(xiàn)在這種狀況正在迅速改變。發(fā)達(dá)國(guó)家正在使用快速、準(zhǔn)確和可靠的高級(jí)機(jī)器人與人類協(xié)調(diào)工作，巨大的生產(chǎn)力帶來更多收益，勞力成本可以輕松收回，這對(duì)所有人來講都是雙贏的。

 

　　然而，在一些勞力成本低的國(guó)家，工人和管理者很難接受工業(yè)機(jī)器人。他們認(rèn)為工業(yè)機(jī)器人增加了制造的成本，視其為與人類競(jìng)爭(zhēng)的昂貴的對(duì)手。這種管理思想的錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致這些國(guó)家為此付出巨大代價(jià)。高級(jí)工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)造了新的就業(yè)機(jī)會(huì)，并且這些是更高級(jí)別的工作，而并非重復(fù)簡(jiǎn)單抓放或骯臟危險(xiǎn)的工作。例如，高級(jí)工業(yè)機(jī)器人可以代替人類清理在工廠、某個(gè)區(qū)域，甚至是全國(guó)范圍內(nèi)污染有毒的地方，所做的一切將拯救無數(shù)的生命。同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人也能幫助人類從事危險(xiǎn)性小、更清潔安全的工作，還能夠保證高品質(zhì)零缺陷。

 

　　高質(zhì)低價(jià)必須工業(yè)自動(dòng)化

 

　　國(guó)際市場(chǎng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的關(guān)注是如何在提高質(zhì)量的同時(shí)降低成本。而在中國(guó)，質(zhì)量需要被徹底理解為一項(xiàng)基本目標(biāo)。

 

　　現(xiàn)在，中國(guó)市場(chǎng)仍處于成本削減的階段，很多情況下并沒有認(rèn)識(shí)到質(zhì)量的重要性。“中國(guó)制造”沒有在美國(guó)消費(fèi)者心中樹立起高質(zhì)量的形象。以日本和美國(guó)為代表的許多國(guó)家，在1950年經(jīng)歷過類似的錯(cuò)誤和挑戰(zhàn)，中國(guó)不久后也需要面對(duì)這個(gè)問題。高質(zhì)低價(jià)只會(huì)在先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化部署中實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槭澜缟蠜]有人可以不停歇零缺陷地執(zhí)行每秒3.3個(gè)抓取放置的操作。這就是生產(chǎn)率和質(zhì)量提升方面的雙重挑戰(zhàn)。當(dāng)然，這是個(gè)巨大的商業(yè)機(jī)遇，可以創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)和豐厚的收入。

 

　　這也是許多國(guó)家面臨的一個(gè)重大文化變革。這在中國(guó)發(fā)展的速度很緩慢，因?yàn)榇蠖鄶?shù)人都沒有意識(shí)到先進(jìn)的工業(yè)機(jī)器人可以做什么，應(yīng)如何將它們集成到系統(tǒng)、工廠，并與人類協(xié)調(diào)工作。中國(guó)需要重點(diǎn)推動(dòng)創(chuàng)新性、創(chuàng)造性，減少對(duì)變化的恐懼，做意想不到的事情，而不是記憶傳統(tǒng)的觀念、傳統(tǒng)的科學(xué)。當(dāng)然，這在世界任何地方都不容易改變，每一個(gè)國(guó)家都有或多或少的問題，中國(guó)也不例外。如果運(yùn)作專業(yè)，這將又是一個(gè)雙贏的局面。

 

　　中國(guó)需要培養(yǎng)創(chuàng)新性跨學(xué)科人才

 

　　眼下，美國(guó)、日本、德國(guó)、英國(guó)、瑞典、瑞士等國(guó)家研發(fā)出一些令人驚嘆的機(jī)器人新技術(shù)，并已在商業(yè)上具有可行性。美國(guó)和日本在研究和發(fā)展領(lǐng)域一直在領(lǐng)導(dǎo)著機(jī)器人技術(shù)革命。高級(jí)機(jī)器人在速度、準(zhǔn)確性、可靠性和在部分領(lǐng)域的機(jī)器智能決策能力方面都展現(xiàn)出超越人類能力的操作性能。

 

　　中國(guó)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)是如何看待高級(jí)機(jī)器人的存在，是敵還是友?正如我上面所講，一些工人、管理者甚至是國(guó)家錯(cuò)誤地認(rèn)為昂貴的機(jī)器人是廉價(jià)勞力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。中國(guó)應(yīng)該建立一個(gè)著眼于21世紀(jì)的新型教育系統(tǒng)去改變這種心態(tài)，需要認(rèn)識(shí)到21世紀(jì)需要的是會(huì)創(chuàng)新的、多才多藝的和跨學(xué)科的工程師。在工程技術(shù)之外，他們還需要了解自動(dòng)化設(shè)計(jì)、制造裝配設(shè)計(jì)、工程質(zhì)量、信息技術(shù)、信息系統(tǒng)、軟件工程、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、項(xiàng)目管理及其他的方法技巧，在先進(jìn)的工廠構(gòu)建和集成系統(tǒng)，獲得實(shí)地工作經(jīng)驗(yàn)。盡管理論知識(shí)非常重要，但應(yīng)切實(shí)去積累實(shí)踐技能和經(jīng)驗(yàn)。機(jī)器人不是獨(dú)立的，他們必須能納入系統(tǒng)以良好運(yùn)作，而建立這樣的系統(tǒng)并不簡(jiǎn)單。

 

　　一些人認(rèn)為，通過使用互聯(lián)網(wǎng)、Office軟件或CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))工具，他們就可以解決此類問題。更有一部分人認(rèn)為，非法復(fù)制軟硬件也可以解決這個(gè)問題，這些都是錯(cuò)誤的觀念。高級(jí)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成和維護(hù)本身存在著各種挑戰(zhàn)，制度設(shè)計(jì)和控制運(yùn)行的巨大挑戰(zhàn)是我們必須面對(duì)的。