机器人革命

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  你知道吗?组装一部iPad,需要5天时间,经过325个中国工人的手。而未来这样的场景也许将不复存在,2011年富士康的掌舵人郭台铭宣布将投入“百万机器人”到生产线上,并表示“要在5到10年内看到首批完全自动化的工厂,并在数年内通过自动化消除简单重复性的工序”。
  制造业正在掀起一场机器人革命。目前国际上一些大的主流汽车厂在总装线、输送线基本上都采用了AGV柔性机器人产品。2014年2月,机器人公司与华晨宝马汽车有限公司沈阳铁西新工厂分别签订了NEP新发动机工厂铸造车间及整车厂三期工程车身车间工程项目的车间厂房楼宇智能控制系统合同。而在“家电之都”顺德,机器人的渗透使得家电等传统制造业中的“无人车间”、“智慧工厂”日渐增多,生产效率和品质显著提升。顺德区经济和科技促进局的数据显示,近3年该区实施智能化技术改造项目170多个,投资超过50亿元,企业劳动生产率提高30%,产品优良率提高2%。
  事实上,机器人在珠三角制造业中的大规模应用始于去年下半年,不到一年时间,机器人已渗透家电、汽配、电子信息、食品等诸多行业,并给这些行业带来了深刻变革。
  美的集团多年前就已经开始研究以机器人为主的自动化生产技术,迄今投资已经超过亿元。目前美的很多产品生产线中都应用了机器人,美的洗衣机部门今年以来就又完成了5台50公斤级机器人联动协调控制,很多生产线24小时连续生产开始成为现实。美的冰箱生产线中,钣金箱架、吸塑成型切边等环节也开始采用自动化、机器人运作。
  放眼世界,美国早在1962年就已开发出第一代工业机器人,但受限于就业压力,并未立即投入广泛应用。直到20世纪70年代末,大量使用工业机器人的日本汽车企业对美国构成威胁,美国政府才取消了对工业机器人应用的限制,加紧制定促进该技术发展和应用的政策。此后,美国企业通过生产具备视觉、力觉等的第二代机器人,实现了市场占有率的较快增长,但仍未摆脱“重理论、轻应用”的问题,也未能打破日本和欧洲的垄断格局。到2013年,美国工业机器人生产商的全球市场份额仍不足10%,且国内新增装机量大部分源于进口。
  说到机器人就不得不提及日本,战后日本经济进入高速增长期,劳动力供应不足和以汽车为代表的技术密集型产业的发展刺激了工业机器人需求快速增长。上世纪60年代,日本从美国引进工业机器人技术后,通过引进、消化、吸收、再创新,于1980年率先实现了机器人的商业化应用,并将产业技术和市场竞争优势维持至今。以发那科、安川为代表的日系工业机器人与欧美系工业机器人分庭抗礼。2012年,受益于下游汽车产业对工业机器人的需求大幅增长,日本再次成为全球最大的工业机器人市场,工业机器人密度高达332台/万人,仅次于韩国。
  日本工业机器人的产业竞争优势在于完备的配套产业体系,在控制器、传感器、减速机、伺服电机、数控系统等关键零部件方面,均具备较强的技术优势,有力推动工业机器人朝着微型化、轻量化、网络化、仿人化和廉价化的方向发展。近年来,还呈现出以工业机器人产业优势带动服务机器人产业发展的趋势,并重点发展医疗、护理机器人和救灾机器人来应对人口老龄化和自然灾害等问题。
  再来看看德国,虽然德国稍晚于日本引进工业机器人,但与日本类似,二战后劳动力短缺和提升制造业工艺技术水平的要求,极大地促进了德国工业机器人的发展。除了应用于汽车、电子等技术密集型产业外,德国工业机器人还广泛装备于包括塑料、橡胶、冶金、食品、包装、木材、家具和纺织在内的传统产业,积极带动传统产业改造升级。2011年,德国工业机器人销量创历史新高,并保持欧洲最大多用途工业机器人市场的地位,工业机器人密度达147台/万人。
  作为使用机器人密度全球第一的国家,韩国正在用多项政策支持第三代智能机器人的研发。
  20世纪90年代初,韩国政府为应对本国汽车、电子产业对工业机器人的爆发性需求,以“市场换技术”,通过现代集团引进日本发那科机器人,全面学习后者技术,到本世纪大致建成了韩国工业机器人产业体系。2000年后,韩国的工业机器人产业进入第二轮高速增长期。2001年至2011年间,韩国机器人装机总量年均增速高达11.7%。国际机器人联合会的数据显示,2012年,韩国的工业机器人使用密度为世界第一,每万名工人拥有347台机器人,远高于58台的全球平均水平。
  目前,韩国的工业机器人生产商已占全球5%左右的市场份额。现代重工已可供应焊接、搬运、密封、码垛、冲压、打磨、上下料等领域的机器人,大量应用于汽车、电子、通信产业,大大提高了韩国工业机器人的自给率。但整体而言,韩国技术仍与日本、欧洲等领先国家存在较大差距。
  随着工业化进程的加快,中国已经成为世界公认的制造业大国。然而,劳动力成本不断上升、人口红利持续消失成为我国制造业发展的最大障碍。对此,发展以工业机器人为核心的智能制造技术将成为必由之路。
  同时,“大力推进两化深度融合”是我国的国家战略,是我国实现工业转型升级、成为制造业强国的战略举措。在智能制造的范畴,工业机器人的使用起到了至关重要的作用。提升我国工业机器人的水平对于发展我国两化融合有着重要的作用和意义。企业应重点围绕设计、制造、营销等环节,深化信息技术的集成应用,提高生产设备、生产过程、制造工艺智能化水平,加快工业机器人、增材制造等先进制造技术在生产过程中的应用,培育数字化车间、智能工厂,推广智能制造生产模式
  据悉,仅浙江省嘉兴市今年将实施“机器换人”的企业就有800家、技改项目800个,减少用工8万人;广州市前不久作出规划,计划几年内让工业机器人广泛应用于全市八成以上的制造业企业。而国际机器人联合会最新数据显示,今年我国工业机器人年装机量将超过日本,占到世界总量的20%,成为全球最大的机器人市场。另据有关机构预测,未来几年我国工业机器人需求量年均增速将高达30%左右。   但从机器人使用密度上看,我国目前工业机器人使用密度仍然远远低于全球平均水平,离日本、韩国、德国等发达国家更是有很大差距。韩国是全球工业机器人使用密度最高的国家,据2012年的数据,每一万名工人中拥有机器人数量347台;日本次之,332台;德国位居第三,251台;中国仅为21台,不及国际平均水平55台的一半。目前工业机器人的应用在我国比例为6%,日本33%,美国16%,德国14%。
  而在科技领域,虽然在通用零部件、信息网络等机器人领域的部分技术已达到或接近国际先进水平,但机器人整体智能化程度不高。
  我国工业机器人产业发展面临巨大挑战。因此,我国机器人产业发展还需要更多国家政策支持和更优良的产业与研发环境。以日本为例,早在日本工业机器人发展的起飞阶段,日本政府就通过一系列财税投融资租赁政策大力推动机器人的普及应用,并通过“研究与开发”政策推动技术突破。
  同日本政府一样,德国政府在工业机器人发展的初级阶段也发挥着重要作用。20世纪70年代中后期,德国政府在推行“改善劳动条件计划”中,强制规定部分有危险、有毒、有害的工作岗位必须以机器人来代替人工,为机器人的应用开启了初始市场。1985年,德国开始向智能机器人领域进军,经过10年努力,以库卡为代表的工业机器人企业占据全球领先地位。2012年,德国推行了以“智能工厂”为重心的“工业 4.0计划”,工业机器人推动生产制造向灵活化和个性化方向转型。依此计划,通过智能人机交互传感器,人类可借助物联网对下一代工业机器人进行远程管理。这种机器人还将具备生产间隙的“网络唤醒模式”,以解决使用中的高能耗问题,促进制造业的绿色升级。目前,德国联邦教育及研究部已开始资助人机互动技术和软件的研究开发。
  机器人产业发展成为我国制造业转型升级的重要契机,要想转变核心技术受制于人、在全球产业链中缺乏话语权的被动局面,逐步摆脱经济增长依靠低成本劳动、大规模投资和资源环境破坏的粗放型道路。我国的机器人产业要坚持自主创新之路,在自主创新政策推动和制造业转型升级拉动下,我国工业机器人技术和产业具有赶超发达国家的可能。只要形成有效的部门创新系统,完全有可能占领部分产业制高点,在全球机器人产业链形成独特的竞争优势。
  除了用于工业生产外,机器人的种类还有很多,比如专门用于竞技的比赛型机器人、辅助人类生活的服务型机器人、用人脑思维控制的医疗机器人和机器人战士、与人类拥有相近外貌的仿真型机器人等。
  究竟机器人会不会产生自我意识和思维?是否会最终取代人类?机器人的发明是人类的福音还是灭绝加速器?不管你是否期待,机器人革命已经到来。
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