這個技術(shù)即將顛覆世界,中國實力差國外幾條街?

時間:2016-05-16

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:機器人無論對制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,還是服務(wù)業(yè)的智能化都頗具意義。在“十三五”開局之年,工信部也公布了機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃,工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、手術(shù)機器人和軍用機器人榜上有名。

機器人無論對制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,還是服務(wù)業(yè)的智能化都頗具意義。在“十三五”開局之年,工信部也公布了機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃,工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、手術(shù)機器人和軍用機器人榜上有名。而隨著人工智能的興起和國家大力發(fā)展機器人的戰(zhàn)略出爐,中國機器人產(chǎn)業(yè)也越發(fā)受到關(guān)注。

但相對于已經(jīng)廣泛運用于工業(yè)生產(chǎn)的機器人,相當(dāng)一部分網(wǎng)友對機器人的直觀感受,源自科幻影視作品?,F(xiàn)實中,中國機器人產(chǎn)業(yè)到底是個什么情況?

人形機器人?概念雖好,市場太小

無論是兒時的動漫,還是當(dāng)下的商業(yè)大片中,機器人早已屢見不鮮。在影視和動漫作品中,機器人往往是人形雙足機器人,像高達、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)實中,人形雙足機器人缺乏實用價值。

人形機器人一般是指至少有雙臂雙腿,能夠依賴雙腿站立,通過雙足步行移動的機器人,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。由于人形機器人的雙足平衡技術(shù)相對于履帶式、輪式機器人更加復(fù)雜,必然帶來相當(dāng)高昂的成本,而在可靠性方面反而不如履帶式、輪式機器人。這必然導(dǎo)致其在商業(yè)市場鎩羽而歸——谷歌母公司Alphabet的Atlas人形機器人,雖然在技術(shù)上可圈可點,但在商業(yè)市場上卻無人問津,除了科研機構(gòu)外,罕有買家。

正因此,有媒體認(rèn)為,“機器人業(yè)務(wù)無法在中短期內(nèi)給Alphabet貢獻實質(zhì)性收入,公司對于機器人長遠發(fā)展缺乏戰(zhàn)略謀劃,Alphabet將逐步退出這一領(lǐng)域。”與此形成鮮明對比的是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的機器人“佳佳”,雖然擁有了堪比真人的容貌,卻依舊選擇了輪式行進方式。

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

那么,為什么一些廠家依舊在開發(fā)人形機器人?原因有兩點:一是在服務(wù)機器人領(lǐng)域,擁有類人的外觀比較容易被客戶接受,在將來服務(wù)機器人進入千家萬戶之時,人形機器人具有很大優(yōu)勢,存在一定商業(yè)潛力;二是機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)評價,甚至視其為黑科技,而帶上黑科技光環(huán)的公司的股價也自然水漲船高。

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

工業(yè)機器人的前世今生

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

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

此后,1954年,美國的戴沃爾設(shè)計出第一臺擁有電子可編程序的工業(yè)機器人,于1961年發(fā)表該項專利。1965年,美國麻省理工學(xué)院成功研制出一種具有視覺傳感器并能對簡單積木進行識別、定位的機器人系統(tǒng)。1967年,日本川崎重工業(yè)公司從美國引進機器人及技術(shù),建立生產(chǎn)廠房,并于1968年試制出第一臺日本產(chǎn)通用機械手機器人,在各個領(lǐng)域中推廣。到上世紀(jì)80年代,工業(yè)機器人開始在全球汽車制造業(yè)廣泛應(yīng)用。至90年代,工業(yè)機器人開始在對車間環(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)機器人領(lǐng)域已經(jīng)取得了驚人的進步,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、檢測及倉庫堆垛等諸多領(lǐng)域中。并形成了ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA等一批國際機器人企業(yè),這四家占據(jù)全球工業(yè)機器人市場份額的60%以上。

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

中國工業(yè)機器人的窘境

大而不強是中國制造業(yè)在諸多領(lǐng)域的真實寫照,但在機器人制造領(lǐng)域,中國則處于“既不大也不強”的狀態(tài)。

早在2013年,中國就已成為世界第一大工業(yè)機器人市場。2014年銷量達到5.7萬臺,同比增長56%,占全球銷量的1/4,同比增長55%,保有量增長至19萬臺。但在中國工業(yè)機器人銷量連年暴漲的大背景下,卻隱藏著自主品牌工業(yè)機器人市場份額偏低的隱憂。2014年,自主品牌工業(yè)機器人銷量為1.7萬臺,占全球工業(yè)機器人總銷量的7.45%;2015年,自主品牌工業(yè)機器人銷量為2.2萬臺,國內(nèi)市場份額依舊不足20%,在全球工業(yè)機器人市場中的份額依舊不足兩位數(shù)。

另外,國產(chǎn)工業(yè)機器人多集中于低端應(yīng)用領(lǐng)域——相對較復(fù)雜的多關(guān)節(jié)機器人市場,國外公司占據(jù)國內(nèi)市場的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)機器人市場,主要被日本和歐美企業(yè)占據(jù),國產(chǎn)六軸工業(yè)機器人占全國工業(yè)機器人新裝機量不足10%。而國產(chǎn)機器人種類主要是搬運、碼垛等低端機器人,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,雖然中國機器人市場需求和國內(nèi)機器人企業(yè)產(chǎn)品銷量雙雙增長,但相當(dāng)一部分機器人企業(yè)處于虧損狀態(tài)。

國產(chǎn)機器人在關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵零件方面落后于西方。機器人的核心技術(shù)有人機交互技術(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、控制器、伺服電機以及高性能驅(qū)動器等,而這些關(guān)鍵零部件很大程度依賴進口,導(dǎo)致中國機器人企業(yè)生產(chǎn)成本奇高。相比之下,國外工業(yè)機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制造商,這使得國外機器人廠商在成本上具有天然優(yōu)勢。

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)機器人市場,主要被日本和歐美企業(yè)占據(jù)

如何實現(xiàn)從中國制造到中國智造的蛻變?

某些媒體和大V非常喜歡拿中國和外國做對比,而且一旦看到中國在局部領(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中國制造業(yè)。同時,不分青紅皂白將中國在某些領(lǐng)域落后于西方的根源推給“體制問題”、“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。

機器人是綜合了計算機、機械工程、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)。中國作為工業(yè)后發(fā)國,在機器人工業(yè)上起步比西方晚,國家對機器人的資金投入也比西方少。日本在引進美國機器人技術(shù)后,曾不惜血本發(fā)展和推廣。而歐盟則耗費巨資支持機器人新研究項目,覆蓋從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)品部署的完整價值鏈,并與產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界達成戰(zhàn)略合作。

在當(dāng)下這個時間節(jié)點,中國民用機器人相對于歐美和日本處于劣勢,其根源在于過去數(shù)十年的人力、物力、財力投入差距,以及中國和西方在工業(yè)基礎(chǔ)上的差距。國人不必因暫時的落后自怨自艾。

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

為了幫扶中國機器人產(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)一窩蜂上項目,避免資源的分散和浪費;加大財稅支持力度,利用中央財政科技計劃、工業(yè)轉(zhuǎn)型升級、中央基建投資、首臺(套)重大技術(shù)裝備保險補償機制等政策措施支持機器人及其關(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,支持符合條件的機器人企業(yè)直接融資和并購;引導(dǎo)金融機構(gòu)創(chuàng)新符合機器人產(chǎn)業(yè)鏈特點的產(chǎn)品和業(yè)務(wù),推廣機器人租賃模式,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)機器人具有抗疲勞,對惡劣環(huán)境忍受度高,作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一致性高等優(yōu)勢,中國的機器人市場潛力巨大。中國坐擁全球最大的機器人市場,輔以國家的政策、資金扶持,完成規(guī)劃中強調(diào)的弧焊機器人、手術(shù)機器人等十大標(biāo)志性產(chǎn)品突破,完成減速器、伺服電機和控制器等核心零件國產(chǎn)化替代僅僅是時間問題。

屆時,只要做好產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,面向任務(wù)的整機系統(tǒng)性能優(yōu)化和規(guī)?;?、標(biāo)準(zhǔn)化量產(chǎn)方面等工作,即可形成強有力的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。中國機器人產(chǎn)業(yè)也將完成從中國制造到中國智造的蛻變。

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