隨著勞動(dòng)力成本的不斷提高、技術(shù)的不斷進(jìn)步,各國陸續(xù)進(jìn)行制造業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級(jí),出現(xiàn)了機(jī)器人替人的熱潮。同時(shí),機(jī)器人技術(shù)發(fā)展日新月異。世界上許多機(jī)器人科技公司都在大力發(fā)展機(jī)器人技術(shù),機(jī)器人的特質(zhì)與有機(jī)生命已經(jīng)越來越接近。

機(jī)器人是綜合了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、傳感器、控制技術(shù)、仿生學(xué)等多種學(xué)科的復(fù)雜智能機(jī)械。根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域,又可大致分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和特種機(jī)器人三類。其中,工業(yè)機(jī)器人占比最大,是智能制造行業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力。
考察過近代工業(yè)制造的發(fā)展歷程,就足以理解機(jī)器對(duì)加工制造業(yè)的意義之重。在今天,科技化與工業(yè)化的結(jié)合也會(huì)促進(jìn)新一時(shí)期工業(yè)時(shí)代的發(fā)展。在以信息化、數(shù)字化為特征的新興技術(shù)里,工業(yè)機(jī)器人的力量也不可小覷。
工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為智能制造的關(guān)鍵一環(huán)。究其原因,對(duì)于工業(yè)機(jī)器人來說,能夠協(xié)助解決制造過程中的問題是首先要考慮的。或者說,正如過去的任何一次工業(yè)革命中,機(jī)器對(duì)生產(chǎn)率的提高一樣,工業(yè)機(jī)器人最大的貢獻(xiàn)是在于對(duì)制造業(yè)生產(chǎn)力的改善而不是機(jī)器人自身的獲利。
工業(yè)機(jī)器人的智能部分可以以“代理”的方式來看——任務(wù)分配至控制系統(tǒng)的底層進(jìn)行處理,加上傳感器、視覺影像、邏輯控制與通信共同協(xié)作而達(dá)成底層級(jí)(或稱為核心層)的精簡有效的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)里眾多的“代理”相互溝通進(jìn)而產(chǎn)生了一個(gè)群體智能。
這個(gè)群體智能可以應(yīng)用在各種各樣的生產(chǎn)活動(dòng)中,可以是在不同的單品生產(chǎn)線中,也可以在不同的生產(chǎn)規(guī)模中,包括使用在一些柔性生產(chǎn)線上。將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)線上,不僅可以提高生產(chǎn)效率,還可以改善工作環(huán)境,保證工人的生命安全,同時(shí)減少原材料的損耗,從源頭降低了工業(yè)成本。

根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的消息,2021年1-2月份,全國規(guī)模以上的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量4．54萬套,同比增長117．6%,創(chuàng)下歷年同期新高。中國制造向“中國智造”升級(jí)中,機(jī)器人正在扮演著越來越重要的角色。
工業(yè)機(jī)器人得以發(fā)展,根本上是由于技術(shù)進(jìn)步規(guī)模效應(yīng)帶動(dòng)工業(yè)機(jī)器人價(jià)格下降。工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的初期階段,高昂的價(jià)格一度是阻礙眾多中小企業(yè)購置設(shè)備、建設(shè)智能化生產(chǎn)線的主要因素。隨著國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人帶來的市場沖擊,制造技術(shù)的進(jìn)步和制造成本的快速下降,工業(yè)機(jī)器人近幾年價(jià)格呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。
此外,制造業(yè)方面,人力成本正在不斷提高,對(duì)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)造成明顯沖擊,企業(yè)為壓縮成本轉(zhuǎn)向更經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)模式,機(jī)器換人成為大勢所趨。同時(shí),適齡勞動(dòng)人口下降,人口紅利消失倒逼產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這意味著,未來中國適齡勞動(dòng)人口占比仍將處于較低水平,對(duì)產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化發(fā)展產(chǎn)生迫切需求。
在多方面影響下,工業(yè)機(jī)器人自然也就呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢。
在機(jī)器人賦能百業(yè)之前
機(jī)器人替代人工生產(chǎn)是制造業(yè)重要的發(fā)展趨勢,是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ),也是未來實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化的保障。盡管當(dāng)前中國工業(yè)機(jī)器人在制造和工業(yè)設(shè)施領(lǐng)域的應(yīng)用變革勢頭迅猛,但無論是從制造業(yè)方面還是應(yīng)用方面來看,中國工業(yè)機(jī)器人與發(fā)達(dá)國家之間依然存在較大差距。
從制造方面來看,工業(yè)機(jī)器人是沿著把自動(dòng)化作為底層技術(shù),再走向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的脈絡(luò),越往上走,越需要芯片、軟件和算法的助力。

新安裝的機(jī)器人中,有71%的零部件皆來源于國外,國產(chǎn)化率不足30%。其中,在上游最重要的三大零部件——減速器、伺服電機(jī)和控制器中,國產(chǎn)化率分別約為30%、22%、35%,相對(duì)較低,在產(chǎn)品精度、穩(wěn)定性等方面依舊存在很大成長空間。
同時(shí),中國工業(yè)機(jī)器人同質(zhì)化十分嚴(yán)重。現(xiàn)階段,很多工業(yè)機(jī)器人品牌的產(chǎn)品在性能、外觀、技術(shù)甚至是營銷手段上都呈現(xiàn)出相互模仿的現(xiàn)象,就連各個(gè)廠商研發(fā)產(chǎn)品的核心技術(shù)和生產(chǎn)目的都是一樣的。因此,縱觀現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人市場,幾乎沒有什么表現(xiàn)突出、具有一定競爭力的機(jī)器人產(chǎn)品。
在應(yīng)用方面,發(fā)達(dá)國家的工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)有一套完整的設(shè)備應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)線上,并且在運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人方面已經(jīng)十分熟練,甚至于不需要配備專門的工業(yè)機(jī)器人操作人員,就可以使工業(yè)機(jī)器人完成其運(yùn)行,而中國的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用還需要配備專門的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)操作人員,來輔助完成操作。
中國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展仍處于初級(jí)階段,正面臨著向高端轉(zhuǎn)變,承接國際先進(jìn)制造以及國際分工等重大挑戰(zhàn)。
工業(yè)機(jī)器人的不斷發(fā)展創(chuàng)新對(duì)從業(yè)人員提出了更高的要求,而該領(lǐng)域的人才供需失衡的矛盾正日益凸顯。在制造方面,伺服電機(jī)、控制器、減速器成為制約中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的主要瓶頸,而中國這方面的技術(shù)人才極為匱乏。在應(yīng)用方面,相應(yīng)操作維護(hù)、系統(tǒng)安裝調(diào)試、系統(tǒng)集成等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才缺口很大。