無論是德國工業(yè)4.0、美國重回制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，還是中國制造2025，都離不開工業(yè)機(jī)器人及其技術(shù)發(fā)展。2014年6月9日，習(xí)近平總書記在中國科學(xué)院、中國工程院兩院院士大會上的講話中指出：我國將成為機(jī)器人的最大市場，但我們的技術(shù)和制造能力能不能應(yīng)對這場競爭？我們不僅要把我國機(jī)器人水平提高上去，而且要盡可能多地占領(lǐng)市場。

 

　　工業(yè)機(jī)器人是高端制造業(yè)的重要助手

 

　　工業(yè)機(jī)器人作為裝備制造、高端裝備的典型代表之一，是一種高技術(shù)的機(jī)電一體化、自動化、數(shù)字化生產(chǎn)用裝備，成為中國制造2025中代表性高端裝備之一，廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)。因其涉及材料、機(jī)械制造、自動控制、計算機(jī)、軟件系統(tǒng)等學(xué)科、多領(lǐng)域的技術(shù)，是多種高新技術(shù)的高度集成，在某種程度上其制造水平直接代表了國家裝備的制造水平。同時，工業(yè)機(jī)器人本身由機(jī)械本體、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)以及檢測傳感裝置等構(gòu)成，其關(guān)鍵零部件的制造精度、可靠性等直接代表了裝備制造業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀，其單件、小批量及批量化生產(chǎn)能力直接集中體現(xiàn)了制造業(yè)的自動化、數(shù)字化、智能化生產(chǎn)水平和能力。機(jī)器人技術(shù)提升會直接帶動材料、基礎(chǔ)零部件、系統(tǒng)裝備技術(shù)的水平提升，發(fā)展工業(yè)機(jī)器人會直接帶動裝備制造業(yè)的發(fā)展。另外，工業(yè)機(jī)器人特別適合于多品種、變批量的柔性化、自動化、智能化生產(chǎn)。工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低資源消耗，改善勞動條件，提高企業(yè)隨市場競爭變化的應(yīng)變能力，促進(jìn)新產(chǎn)業(yè)的建立和發(fā)展，改變勞動力結(jié)構(gòu)以及促進(jìn)相關(guān)學(xué)科的技術(shù)進(jìn)步，均有重大作用。

 

　　高端制造需要工業(yè)機(jī)器人，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級也離不開工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是實施自動化生產(chǎn)線、工業(yè)4.0、智能制造車間、數(shù)字化工廠、智能工廠的重要基礎(chǔ)裝備之一。當(dāng)前，制造業(yè)正在經(jīng)歷以自動化、數(shù)字化、智能化為核心的新一輪的產(chǎn)業(yè)升級，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)作為現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備，美國、歐盟、日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家對此極為重視，先后都實施了自己的研究發(fā)展計劃。2013年，美國提出“再工業(yè)化”，并發(fā)布了機(jī)器人發(fā)展規(guī)劃及路線圖，瞄準(zhǔn)研發(fā)新一代與人緊密協(xié)作的機(jī)器人，尤其是在美國先進(jìn)制造伙伴計劃（AMP）中指出：在關(guān)鍵制造產(chǎn)業(yè)、新一代機(jī)器人、創(chuàng)新型的節(jié)能制造工藝及先進(jìn)材料等強(qiáng)化美國制造。歐盟提出“新工業(yè)革命”，將機(jī)器人作為重點發(fā)展領(lǐng)域之一，提出了2002—2022年歐洲機(jī)器人研究與應(yīng)用路線圖，并于2014年上半年啟動總研發(fā)投入28億歐元的世界最大民用機(jī)器人研發(fā)計劃；日本提出“重振戰(zhàn)略制造業(yè)”，加強(qiáng)高端制造業(yè)的研究?？傊l(fā)達(dá)國家都將發(fā)展以機(jī)器人為核心的智能裝備作為重振制造業(yè)的重要手段。

 

　　中國作為全球的制造業(yè)大國，要成為制造業(yè)強(qiáng)國，工業(yè)機(jī)器人需求及產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了加速發(fā)展階段。據(jù)統(tǒng)計，2005—2013年期間，中國工業(yè)機(jī)器人的銷量以年均25%左右的速度高速增長，2013年銷售近3.7萬臺，達(dá)到100億元的市場規(guī)模，超過日本成為全球第一大機(jī)器人市場。伴隨國民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和人力成本上漲，推動了工業(yè)機(jī)器人發(fā)展。根據(jù)2015年3月國際機(jī)器協(xié)會發(fā)布的機(jī)器人行業(yè)報告，中國以54%的增速成工業(yè)機(jī)器人最大需求國，銷售工業(yè)機(jī)器人5.6萬臺。工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，將提升我國工業(yè)制造過程的自動化和智能化水平，降低人工成本上升和人口紅利減少對我國工業(yè)競爭力的影響，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和資源消耗，保障安全生產(chǎn)，保持和提升我國工業(yè)的國際競爭力。

 

　　我國發(fā)展工業(yè)機(jī)器人存在的主要問題

 

　　與歐美發(fā)達(dá)國家機(jī)器人技術(shù)水平相比，我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新及生產(chǎn)應(yīng)用存在一定差距。2014年全球工業(yè)機(jī)器人年銷售額約365億元，共銷售工業(yè)機(jī)器人22.5萬臺左右，比2013年增長27%。在中國銷售的5.6萬臺機(jī)器人中，瑞士abb集團(tuán)、德國庫卡公司等海外供應(yīng)商占比70%以上，中國本土制造僅為1.6萬臺。國外機(jī)器人產(chǎn)業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，具有很好的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗積累，形成了很強(qiáng)的綜合能力。如德國庫卡（kuka）機(jī)器人年產(chǎn)量超過15000臺，全球安裝總數(shù)超過15萬臺的工業(yè)機(jī)器人，同時開發(fā)了鑄造、鍛造，金屬切削等領(lǐng)域的專用機(jī)器人。我國工業(yè)機(jī)器人在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計、高性能關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、控制系統(tǒng)、機(jī)器人整機(jī)的性能與可靠性、機(jī)器人批量穩(wěn)定生產(chǎn)應(yīng)用等方面尚存在較大差距。以平均無故障時間為例，國外知名品牌的機(jī)器人產(chǎn)品可達(dá)5萬~10萬小時，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國內(nèi)產(chǎn)品水平。

 

　　我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品低端、同質(zhì)化較重，關(guān)鍵零部件依賴進(jìn)口，缺乏具有國際競爭力很強(qiáng)的機(jī)器人關(guān)鍵零部件及整機(jī)龍頭企業(yè)。歐美發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將機(jī)器人發(fā)展成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備被工業(yè)界廣泛應(yīng)用，德國等外資機(jī)器人普遍以6軸或以上高端工業(yè)機(jī)器人為主，壟斷了汽車制造、焊接等高端行業(yè)領(lǐng)域，在汽車、電子電器、工程機(jī)械等行業(yè)，特別是焊接和搬運方面集中了70%的應(yīng)用需求。大多數(shù)汽車制造企業(yè)廣泛使用機(jī)器人進(jìn)行焊接、噴漆以及其他危險性工作，如奧迪A3車身車間，機(jī)器人數(shù)量大致相當(dāng)于800名員工。日本fanuc公司為市場提供一系列的專業(yè)鑄造機(jī)器人，范圍覆蓋壓鑄、重力鑄造、砂芯鑄造等領(lǐng)域，尤其在噴脫模劑、取件、機(jī)加工等各工序中均可承擔(dān)重要工作。我國生產(chǎn)的機(jī)器人主要應(yīng)用還是以搬運和上下料機(jī)器人為主，多數(shù)企業(yè)處于行業(yè)的低端領(lǐng)域。

 

　　我國工業(yè)機(jī)器人性價比、性能可靠性等方面，問題較多，制約了工業(yè)機(jī)器人發(fā)展。減速器、交直流伺服電機(jī)和控制器等基礎(chǔ)零部件直接制約機(jī)器人性能、質(zhì)量和價格，我國國產(chǎn)機(jī)器人，尤其是重載龍門式、關(guān)節(jié)式高精高速機(jī)器人，所需要的高精度機(jī)器人減速機(jī)、高性能伺服電機(jī)和驅(qū)動器還主要依賴進(jìn)口，產(chǎn)品生產(chǎn)成本高，造成機(jī)器人銷售價格高，難以滿足一般性工業(yè)企業(yè)低價格、高性能的產(chǎn)品需求。

 

　　把握機(jī)遇加快發(fā)展工業(yè)機(jī)器人

 

　　機(jī)器人融數(shù)字化、智能化等先進(jìn)制造技術(shù)于一體，是推進(jìn)智能車間、數(shù)字化工廠的重要裝備之一，進(jìn)一步成為國家優(yōu)先鼓勵發(fā)展的領(lǐng)域。國務(wù)院部署加快推進(jìn)實施“中國制造2025”，實現(xiàn)制造業(yè)升級。重點發(fā)展新一代信息技術(shù)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備等十大領(lǐng)域。為進(jìn)一步發(fā)展好機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，建議如下。

 

　　緊緊把握發(fā)展機(jī)遇，做好頂層設(shè)計，有序、適度、集中優(yōu)勢資源創(chuàng)新發(fā)展機(jī)器人技術(shù)及產(chǎn)業(yè)，打造完整、有競爭力的產(chǎn)業(yè)配套體系。目前，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展過熱，各地盲目上馬機(jī)器人項目。2014年，全國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園激增至近40家，機(jī)器人廠家達(dá)到500多家，需要避免高技術(shù)裝備的產(chǎn)能過剩的問題發(fā)生，造成不必要的浪費與惡性競爭。決定發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的地方區(qū)域及企業(yè)一定要正確評估機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域及市場需求，分析自己的特色及優(yōu)勢，解決重復(fù)投資、低水平發(fā)展機(jī)器人技術(shù)及產(chǎn)業(yè)。為進(jìn)一步推進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展，建議客觀評估市場需求及區(qū)域產(chǎn)業(yè)技術(shù)特色，做好統(tǒng)籌規(guī)劃，避免全國各地爭相上馬機(jī)器人項目、機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園區(qū)。

 

　　建立多層次的產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合的機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新體系，進(jìn)一步加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)研究。依托國內(nèi)有基礎(chǔ)、有實力的核心研發(fā)隊伍，通過實實在在的產(chǎn)學(xué)研深度融合，鼓勵以股份制、混合所有制等方式聯(lián)合共建協(xié)同創(chuàng)新基地，加強(qiáng)機(jī)器人領(lǐng)域的人才培養(yǎng)，強(qiáng)化伺服系統(tǒng)、減速機(jī)、伺服電機(jī)、控制器等核心部件的技術(shù)協(xié)同攻關(guān)，創(chuàng)新發(fā)展工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵零部件、控制軟件、整機(jī)系統(tǒng)等，加快研發(fā)高性能龍門式機(jī)器人、高速高精的并聯(lián)機(jī)器人、面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的特種機(jī)器人等新型機(jī)器人技術(shù)，創(chuàng)新機(jī)器人機(jī)械手設(shè)計，突破工業(yè)機(jī)器人本體、關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)集成技術(shù)并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。以提升機(jī)器人在機(jī)械、紡織、建材、冶金、汽車等行業(yè)的系統(tǒng)集成化應(yīng)用水平，形成研制、生產(chǎn)、制造、銷售、集成、服務(wù)等有序化、精細(xì)化的技術(shù)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、應(yīng)用鏈。

 

　　通過政策法規(guī)推動機(jī)器人應(yīng)用，提供系統(tǒng)解決方案，以工業(yè)機(jī)器人集成創(chuàng)新應(yīng)用示范帶動機(jī)器人技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)化水平提升。20世紀(jì)70年代，德國、意大利、日本等國家為緩解勞動力成本的攀升和勞動力缺乏、解決安全生產(chǎn)、避免惡劣的工作環(huán)境以及降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率等需要，在國家政策導(dǎo)向下，機(jī)器人研發(fā)取得了快速發(fā)展。例如，德國采用行政手段規(guī)定，一些有毒、有害、危險的工作崗位必須以機(jī)器人代替普通勞動，推進(jìn)了機(jī)器人發(fā)展。隨著機(jī)器人技術(shù)成熟，發(fā)達(dá)國家工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用到自動化生產(chǎn)線和數(shù)字化工廠，其機(jī)器人技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用又進(jìn)入新階段。我國要發(fā)展高端制造，量大面廣的制造業(yè)企業(yè)需要轉(zhuǎn)型升級，要實現(xiàn)中國制造2025制造業(yè)強(qiáng)國目標(biāo)，參與國際先進(jìn)制造業(yè)競爭，加快發(fā)展工業(yè)機(jī)器人研發(fā)及推廣應(yīng)用是重要途徑之一。

 

　　發(fā)展高端工業(yè)機(jī)器人，不斷推進(jìn)人類和機(jī)器人的和諧分工發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造方式，可以有效提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量一致性，代替人或人的某些作用，尤其是在一些特殊作業(yè)環(huán)境下，甚至可以完成人無法操作的作業(yè)。需要研究節(jié)能節(jié)材機(jī)器人以及機(jī)器人綠色制造應(yīng)用技術(shù)，研究機(jī)器人與人類一起協(xié)同工作方法，以提升生產(chǎn)效率和生產(chǎn)柔性化，降低資源消耗，減少廢棄物排放，解放人類繁重體力勞動和重復(fù)性工作。另外，發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，不僅不會造成大量人員失業(yè)，反而又會創(chuàng)造更多就業(yè)崗位。據(jù)報道，機(jī)器人已經(jīng)在全球直接創(chuàng)造就業(yè)崗位400萬~ 600萬個，間接創(chuàng)造就業(yè)崗位300萬~ 500萬個。雖然機(jī)器人可以代替部分人的工作，但卻永遠(yuǎn)不會完全取代人類，不必?fù)?dān)心失業(yè)問題，因為是人類在創(chuàng)新和發(fā)展機(jī)器人，并且控制機(jī)器人為人類工作，尤其是使人更多關(guān)注創(chuàng)新工作和創(chuàng)造能力，實現(xiàn)機(jī)器人和人的工作和諧分工和合作，將機(jī)器人數(shù)字化、自動化、智能化與人類創(chuàng)造力有機(jī)結(jié)合，助推幸福制造、綠色制造和智能制造。