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機(jī)器人的研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人主要制造商和國(guó)家紛紛加緊布局，搶占技術(shù)和市場(chǎng)制高點(diǎn)。我國(guó)將成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)，需要在這一競(jìng)爭(zhēng)中審時(shí)度勢(shì)、全盤(pán)考慮、抓緊謀劃、扎實(shí)推進(jìn)。
“機(jī)器人革命”不是一場(chǎng)獨(dú)立的革命，而是以數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的第三次工業(yè)革命的有機(jī)組成部分。如果說(shuō)第二次工業(yè)革命是通過(guò)裝備的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)了機(jī)器對(duì)人的體力勞動(dòng)的替代，“機(jī)器人革命”則推動(dòng)了機(jī)器對(duì)人的腦力勞動(dòng)的替代。其影響不僅限于工業(yè)生產(chǎn)效率的提升，更在于從根本上克服了傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)方式下產(chǎn)品成本和產(chǎn)品多樣性之間的沖突，從而推動(dòng)了從線(xiàn)性產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程向并行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程的轉(zhuǎn)變，使工業(yè)產(chǎn)品性能顯著改善、產(chǎn)品功能極大豐富和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期大幅縮減。
“機(jī)器人革命”同時(shí)也在引發(fā)生產(chǎn)關(guān)系的深刻變革，使人在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和角色發(fā)生了變化。一方面，由于機(jī)器的功能延伸和對(duì)人的替代，單一生產(chǎn)單元中對(duì)人的需求量相對(duì)下降；另一方面，機(jī)器復(fù)雜度的增加，實(shí)際上對(duì)產(chǎn)業(yè)工人在多領(lǐng)域的技能和編程、系統(tǒng)處理等方面的知識(shí)提出了更高要求。這些都意味著在“機(jī)器人革命”浪潮的蕩滌下，一國(guó)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的內(nèi)涵、產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)所依賴(lài)的資源基礎(chǔ)以及國(guó)家間產(chǎn)業(yè)分工形式都將發(fā)生深刻變化。如果我們不能順應(yīng)這一輪革命的要求，將面臨進(jìn)一步喪失產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)主導(dǎo)權(quán)的危險(xiǎn)。
從整體上看，“機(jī)器人革命”具有如下特征：
第一，智能化成為新一代機(jī)器人的核心特征。裝配傳感器和具備人工智能的機(jī)器人能自動(dòng)識(shí)別環(huán)境變化，從而減少對(duì)人的依賴(lài)。未來(lái)的無(wú)人工廠(chǎng)能根據(jù)訂單要求自動(dòng)規(guī)劃生產(chǎn)流程和工藝，在無(wú)人參與的情況下完成生產(chǎn)。
第二，高速網(wǎng)絡(luò)和云存儲(chǔ)使機(jī)器人成為物聯(lián)網(wǎng)的終端和結(jié)點(diǎn)。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人將更有效地接入網(wǎng)絡(luò)，組成更大的生產(chǎn)系統(tǒng)，多臺(tái)機(jī)器人協(xié)同實(shí)現(xiàn)一套生產(chǎn)解決方案成為可能；服務(wù)機(jī)器人和家庭機(jī)器人也能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；多臺(tái)機(jī)器人之間的協(xié)作能提供流程更多、操作更復(fù)雜的服務(wù)。
第三，機(jī)器人生產(chǎn)成本快速下降。在工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器人的技術(shù)和工藝日益成熟，性?xún)r(jià)比不斷提高，機(jī)器人初期投資相對(duì)于傳統(tǒng)專(zhuān)用設(shè)備的價(jià)格差不斷縮小。雖然在功率和速度上與傳統(tǒng)裝備還存在差距，但機(jī)器人在精細(xì)化、柔性化、智能化和信息化方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，因此在個(gè)性化程度較高、工藝和流程繁瑣的產(chǎn)品制造中替代傳統(tǒng)專(zhuān)用設(shè)備具有更高的經(jīng)濟(jì)效率。成本的下降也使得機(jī)器人逐漸步入辦公室和家庭。
第四，機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。機(jī)器人最初應(yīng)用于模塊化程度較高的汽車(chē)、電子產(chǎn)業(yè)，隨著智能化水平的提高，以及能完成更多的復(fù)雜動(dòng)作，紡織、化工、食品行業(yè)也大量使用機(jī)器人。隨著技術(shù)的不斷成熟和勞動(dòng)力成本提高，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用將擴(kuò)展至整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。
第五，人機(jī)關(guān)系發(fā)生深刻轉(zhuǎn)變。一方面，計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和平臺(tái)化，未來(lái)可以通過(guò)包括手機(jī)在內(nèi)的不同端口對(duì)機(jī)器人發(fā)送指令。另一方面，人與機(jī)器人相互協(xié)作完成某一目標(biāo)成為趨勢(shì)。技術(shù)成熟將增強(qiáng)人對(duì)機(jī)器人的信任，人與機(jī)器人之間的協(xié)作關(guān)系將進(jìn)一步增強(qiáng)。
美國(guó)
引領(lǐng)智能化浪潮，明確提出以發(fā)展工業(yè)機(jī)器人提振制造業(yè)
美國(guó)早在1962年就已開(kāi)發(fā)出第一代工業(yè)機(jī)器人，但受限于就業(yè)壓力，并未立即投入廣泛應(yīng)用。直到20世紀(jì)70年代末，大量使用工業(yè)機(jī)器人的日本汽車(chē)企業(yè)對(duì)美國(guó)構(gòu)成威脅，美國(guó)政府才取消了對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的限制，加緊制定促進(jìn)該技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的政策。此后，美國(guó)企業(yè)通過(guò)生產(chǎn)具備視覺(jué)、力覺(jué)等的第二代機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)占有率的較快增長(zhǎng)，但仍未擺脫“重理論、輕應(yīng)用”的問(wèn)題，也未能打破日本和歐洲的壟斷格局。到2013年，美國(guó)工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)商的全球市場(chǎng)份額仍不足10%，且國(guó)內(nèi)新增裝機(jī)量大部分源于進(jìn)口。
2011年6月，奧巴馬宣布啟動(dòng)《先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃》，明確提出通過(guò)發(fā)展工業(yè)機(jī)器人提振美國(guó)制造業(yè)。根據(jù)該計(jì)劃，美國(guó)將投資28億美元，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)基于移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的第三代智能機(jī)器人。世界技術(shù)評(píng)估中心的數(shù)據(jù)顯示，目前美國(guó)在工業(yè)機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)方面處于全球領(lǐng)先地位；其技術(shù)的全面性、精確性、適應(yīng)性均超過(guò)他國(guó)，機(jī)器人語(yǔ)言研究水平更高居世界之首。這些技術(shù)與其固有的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢(shì)融合，為機(jī)器人智能化奠定了先進(jìn)、可靠的基礎(chǔ)。
以智能化為主要方向，美國(guó)企業(yè)一方面加大對(duì)新材料的研發(fā)力度，力爭(zhēng)大幅降低機(jī)器人自重與負(fù)載比，一方面加快發(fā)展視覺(jué)、觸覺(jué)等人工智能技術(shù)，如視覺(jué)裝配的控制和導(dǎo)航。隨著智能制造時(shí)代的到來(lái)，美國(guó)有足夠的潛力反超日本和歐洲。值得注意的是，以谷歌為代表的美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)公司也開(kāi)始進(jìn)軍機(jī)器人領(lǐng)域，試圖融合虛擬網(wǎng)絡(luò)能力和現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)能力，推動(dòng)機(jī)器人的智能化。谷歌在2013年強(qiáng)勢(shì)收購(gòu)多家科技公司，已初步實(shí)現(xiàn)在視覺(jué)系統(tǒng)、強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)與手臂、人機(jī)交互、滾輪與移動(dòng)裝置等多個(gè)智能機(jī)器人關(guān)鍵領(lǐng)域的業(yè)務(wù)部署。若其機(jī)器人部門(mén)能按照“組織全球信息”的目標(biāo)持續(xù)成長(zhǎng)，未來(lái)谷歌既可以進(jìn)入迅速成長(zhǎng)的智能工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，又能從機(jī)器人應(yīng)用中獲取巨量信息來(lái)反哺其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
日本
產(chǎn)業(yè)體系配套完備，政府大力推動(dòng)應(yīng)用普及和技術(shù)突破
戰(zhàn)后日本經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速增長(zhǎng)期，勞動(dòng)力供應(yīng)不足和以汽車(chē)為代表的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展刺激了工業(yè)機(jī)器人需求快速增長(zhǎng)。上世紀(jì)60年代，日本從美國(guó)引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)后，通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新，于1980年率先實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的商業(yè)化應(yīng)用，并將產(chǎn)業(yè)技術(shù)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)維持至今，以發(fā)那科、安川為代表的日系工業(yè)機(jī)器人與歐美系工業(yè)機(jī)器人分庭抗禮。2012年，受益于下游汽車(chē)產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求大幅增長(zhǎng)，日本再次成為全球最大的
