近期，美國華爾街盤點了最可能被機器人取代的十大工作，從制造企業(yè)員工到倉庫管理員，從銀行員工到超市收銀員，從軍隊士兵到職業(yè)記者等，統(tǒng)統(tǒng)包含在里面。經(jīng)過盤點，發(fā)現(xiàn)在諸多行業(yè)中機器人完成工作的速度和質(zhì)量，已經(jīng)遠超人力所為。

其實，在機器人市場消費領域，中國實際上和包括美國在內(nèi)的全球發(fā)達國家處在同一起跑線上。結合中國產(chǎn)業(yè)轉型的現(xiàn)實，未來引領潮流的可能性更大。但是，中國機器人產(chǎn)業(yè)在制造領域的應用仍處在產(chǎn)業(yè)鏈的底端。中國制造要想快速走出去，必須加快智能制造的步伐。而它的步伐能邁得多大，更是在較大程度上取決于機器人在制造領域多個行業(yè)的拓展局面有多寬廣，及其在企業(yè)用戶應用中的高端化、精益化程度有多高。

國際環(huán)境下，機器人旋起熱風。服務機器人呼聲高漲，工業(yè)機器人更是聲浪壓過一切?？此凄须s聲中魚目混珠，但在制造領域不乏主流聲音，政府的、專家的、企業(yè)的，以及用戶的有關制造業(yè)信息化、網(wǎng)絡化、智能化的議題源源不斷，而以機器人為核心的智能制造更是上升到諸多國家產(chǎn)業(yè)策略的高度。

走到前沿

這是一個信息浪潮與科技浪潮交錯融合的時代，移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云制造等各種新詞匯不斷涌現(xiàn)，適應信息潮流隨之而來的即有諸如德國工業(yè)4.0等更為猛烈的科技浪潮，并且二者在相融交錯過程中，開始對新的行業(yè)和老的行業(yè)進行重新洗牌，包括3D打印、智能汽車、航空航天、軌道交通開始新的崛起，并受到德國、美國和中國的高度重視。透過這些表象，世界制造的本質(zhì)隱隱露出脈絡。以人為中心，數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的深度融合正成為世界制造的愿景。

智能化的世界制造，是怎樣一個愿景？簡言之，信息技術催生了制造市場的多元化，而市場又決定了智能制造勢必成為主流。既如此，智能制造模式下，世界大環(huán)境又是如何？站在世界前沿，谷歌公司的收購、歐美中小企業(yè)對智能產(chǎn)品的青睞或已掀開世界制造領域的冰山一角，那就是以智能制造為核心的機器人產(chǎn)業(yè)正已崛起。

毋庸置疑，作為衡量國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志，機器人產(chǎn)業(yè)越來越受到世界各國的高度關注，世界主要經(jīng)濟體也紛紛將發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)上升為國家戰(zhàn)略，并以此作為保持和重獲制造業(yè)優(yōu)勢的重要手段。美國在2011年推行的先進制造業(yè)中明確要求通過發(fā)展機器人重振美國制造業(yè)，并憑借信息網(wǎng)絡技術的優(yōu)勢，開發(fā)新一代智能機器人。不甘落后的日本也反應極快的制定了機器人技術長期發(fā)展戰(zhàn)略，并作為該國七大重點扶持產(chǎn)業(yè)之一。同樣，歐洲也提出2002-2022歐洲機器人研究與應用路線圖，用以作為歐洲機器人發(fā)展的戰(zhàn)略指導。發(fā)達地區(qū)及國家以外，還有印度制造、泰國制造等，都有機器人策略的推出。

戰(zhàn)略背后

各國元首集中打機器人這張牌，作為支撐其國家戰(zhàn)略的支柱。而其戰(zhàn)略博弈的背后究竟蘊藏著什么樣的價值？以德國工業(yè)4.0為引子來說明這個問題。

德國為什么提出工業(yè)4.0？從德國的視角來說：內(nèi)部環(huán)境而言，其工業(yè)發(fā)展的自動化水平已經(jīng)上升到一定的高度，加速智能制造的進度已成為必然的需求。機器人的普及化及其智能化應是一個水到渠成的過程。而外部環(huán)境的變化更是一日千里。在信息技術支撐下，全產(chǎn)業(yè)鏈布局及優(yōu)化已成為全球制造企業(yè)搶抓發(fā)展機遇的關鍵時期。面對美國的先進制造，日本等國的國家機器人戰(zhàn)略，及其異軍突起的中國制造，促使德國制造必須加快自身發(fā)展步伐。

從德國制造推而廣之，世界制造面臨新的勞動分工。更關鍵的是，制造業(yè)發(fā)達國家的工廠自動化水平已達到勞動人甚或普通機器人逐漸被智能機器人替代的階段;再如中國因人口紅利的結束也意味著機器人的潛在價值將在世界范圍內(nèi)撲面而來。

但是機器人市場遭遇一個非常尷尬的局面。為什么？具體講現(xiàn)在的多數(shù)工業(yè)機器人速度、精度等諸多方面也有待提升。一個簡單的例子就是作為一個機械手的靈巧性工作，市場上的多數(shù)機器人一般干不了，而實際上企業(yè)70%以上的工作是靠手來完成。而近日由國外某機器人廠家生產(chǎn)的機器人，具有較為敏感的視覺和觸覺，及其用特殊的軟性材料制作而成的靈巧雙臂。國內(nèi)某電子消費品企業(yè)引入該機器人，并在生產(chǎn)車間配備了創(chuàng)新的力傳感技術后，該智能產(chǎn)品很快顯示出其柔性手臂的靈活性，加以視觸覺的配合，能夠在人機互動中較大程度地保障操作人員的安全。這樣的產(chǎn)品，近日在電子行業(yè)引起極大的市場效應。

戰(zhàn)略博弈的勝家是誰？市場會給出最權威的答案。

國內(nèi)劣勢所在

我國從1970年代開始發(fā)展機器人，但是直到2003年，機器人企業(yè)都處于萌芽時期，產(chǎn)量僅是千余臺。2004～2008年，國內(nèi)機器人才算得上起步，也不過萬臺左右。2008年后，中國機器人產(chǎn)業(yè)苗頭凸顯，并于2013年成為全球最大的機器人市場。

不過，有量還須有質(zhì)。跟發(fā)達國家相比，我國機器人產(chǎn)品還存在較大差距。2013年，我國自主品牌工業(yè)機器人仍以中低端的坐標機器人、平面多關節(jié)機器人為主，高端的六軸機器人在全球的比重還不到6%，而外資品牌的多關節(jié)的機器人卻占到中國機器人銷量比重的62%，自主品牌產(chǎn)品更是遠不能滿足國民經(jīng)濟各個領域的發(fā)展要求。更大的難題在于，中國機器人正處在更大的一個轉折點上，即世界制造的大環(huán)境下怎么利用自身的后發(fā)優(yōu)勢崛起？其實中國機器人產(chǎn)業(yè)欲達崛起的目標，最迫切解決的問題有兩點：首先，中國制造必須走出國門，只有這樣才能消化中國諸如高鐵、航空、基礎裝備等方面的智能制造優(yōu)勢。再次，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對傳統(tǒng)行業(yè)的重新洗牌，以機器人為核心的智能制造等浪潮要能跟得上制造業(yè)發(fā)達國家。做到這兩點，絕非一日之功，也不是毫無可能。而要做到這兩點，認清自身軟肋所在，方是最本質(zhì)的要求。

國產(chǎn)機器人的軟肋何在？核心技術沒有突破、產(chǎn)業(yè)布局舉步維艱、行業(yè)應用及其狹窄當是主要方面。認識到不足與差距，并有步驟的制定機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略，將是中國制造領域跨越發(fā)展的重要推手，更意味著中國制造企業(yè)在新的產(chǎn)業(yè)革命時期的崛起。以下對此做一個展開的論述：

核心技術不足

現(xiàn)階段，我國機器人產(chǎn)業(yè)處于機遇與挑戰(zhàn)并存的階段，面對復雜的國際、國內(nèi)競爭形勢，機器人的技術和制造能力能不能應對這場競爭？習總書記在2014年兩院院士大會中指出，要從戰(zhàn)略的高度把中國機器人企業(yè)的水平提上去，而且要更可能多地占領市場，眼下要抓緊謀劃，扎實制定。

目前而言，中國機器人廠商大都停留在組裝、仿制階段。很多企業(yè)就是把國外的產(chǎn)品拆開后，按照產(chǎn)品構成來通過買材料組裝。出現(xiàn)這些問題的根源還是在于沒有掌握機器人的核心零部件技術。正如中國工程院院士楊華勇在廣州機器人大會所指出，中國機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力薄弱，關鍵部件受制于人，產(chǎn)品可靠性低。

眾所周知，標準意義上的工業(yè)機器人是由6個轉動軸組成。第一軸位于機器人下方底座的位置，相當于人的腰部。有廠家的產(chǎn)品這個部件可以做到正負185度，即超過了360度;第二軸叫聯(lián)接臂，相當于人的軀干部分;第三軸叫手臂，也相當于人的手臂;尾部的部分統(tǒng)稱腕關節(jié)，含四、五、六軸，它們構成了萬向轉動的關節(jié)。而要對這樣一個六軸機器人驅(qū)動，須由控制柜來完成。它也是控制器的核心部分，相當于人的大腦，是一個思維機構。而執(zhí)行機構則是伺服驅(qū)動器。這些部件都在控制器里面。但是，中國機器人廠商對控制器的研究處于世界較低水平，靠自主研發(fā)滿足用戶需求還有較長的路要走。

北京航空航天大學教授王田苗的統(tǒng)計更加直觀地表明這一點：目前，國產(chǎn)機器人中80%~90%使用國外減速器，60%~70%使用的是國外電機、40%~50%使用國外控制器。這等于說國內(nèi)機器人能做的就是外殼，核心部件全都是國外的。這就增加了成本，使得國產(chǎn)機器人在競爭中處于劣勢。

不止于二次開發(fā)

國內(nèi)機器人另一突出問題是研發(fā)與應用不對等，很多技術在實驗室可能很完美，但在生產(chǎn)中就暴露出各種問題，亦即應用系統(tǒng)開發(fā)不足。機器人不是買回來就能用，而是需要在企業(yè)實際應用中進行重新編程即所謂的二次開發(fā)。目前，中國的很多機器人生產(chǎn)企業(yè)雖然具備整機生產(chǎn)能力，但無法進行復雜的后期系統(tǒng)開發(fā)。

智能機器人研究所陸際聯(lián)曾說過，中國的機器人產(chǎn)業(yè)鏈還沒有形成，基礎配套能力滯后，整機面臨空殼化。造成整機空殼化的原因是，國內(nèi)機器人應用系統(tǒng)設計經(jīng)驗少。而經(jīng)驗少很大程度就在于中國機器人沒有全產(chǎn)業(yè)鏈的展開及合理布局，由此而欠缺所具備的實踐經(jīng)驗。

全產(chǎn)業(yè)鏈鋪開，絕非一日之功。以汽車制造為例，在利用機器人的每一環(huán)節(jié)，國外都有一套成熟的編程。也就是說，機器人在汽車制造領域有多樣且繁雜的程序用以支撐整個汽車的生產(chǎn)過程。國內(nèi)某汽車企業(yè)和國外某知名的機器人廠家在多年的合作中，對機器人的熟練開發(fā)已了然于胸，并且在引用新技術方面可以不更改原有程序而直接融入創(chuàng)新元素，這也使得國內(nèi)機器人廠家在汽車領域很難有所作為。而在機器人應用方面，人機配合、物料運輸、細節(jié)編程等方面尤值關注。

人機配合 作為汽車用戶，批量化、定制化，及自動化的成熟技術，都是滿足他們的利益訴求。走進這家汽車企業(yè)，從宏觀的生產(chǎn)車間可以看到，由于引入適合生產(chǎn)的機器人，并經(jīng)過廠商與企業(yè)的聯(lián)合開發(fā)之后，在整個生產(chǎn)線運作過程中，機器人同工作人員互動融洽，同時配合可配置的傳送鏈相互統(tǒng)一來進行整個流水線的作業(yè)。

無論是沖壓車間、白車身車間、噴漆車間或是最終裝配車間，都可以看到不同機器人的足跡。在白車車間，有工作人員協(xié)同配合，一臺機器人可以輕而易舉地搬運整個汽車白車身，實現(xiàn)在不同運輸線上的車身流轉，大大地節(jié)省了相同搬運設備所需的占地面積。并且在搬運車身舉升距離可達5米左右，從而實現(xiàn)升降機的功能。同時它可以進行不同車型車身的搬運，提高車間的柔性化程度。

而新近引入的輕量化機器人是車間的另一個亮點。它可以托舉運物穿越?jīng)_壓車間、白車身車間等，然后準確、靈活的把托物放在目標位置上。另外，由于輕量化機器人的靈敏度和敏感性非常高，它同時可以協(xié)助生產(chǎn)員工植入薄膜和橡膠密封件用來拼裝組件，并將輪軸準確固定在底盤上。

據(jù)該企業(yè)人士透露，因機器人的介入，企業(yè)生產(chǎn)線運作效率極大提高，已經(jīng)能夠達到一分鐘產(chǎn)生一輛車的水平。而走過這些不同的車間，都可以看見人和機器人的優(yōu)勢通過互補，省時省力的完成任務。尤其是輕量化的機器人能在汽車生產(chǎn)車間靈活自如，關鍵在于其自身構造比普通機器人多1根軸即擁有7根軸，而這根軸與人的胳膊十分相似。這樣做的好處就在于活動起來異常靈活。同時，這樣的配置便利于并配備位置和柔韌性控制系統(tǒng)，以確保在適當位置進行操作和柔順控制。

物料運輸 在該汽車企業(yè)生產(chǎn)線的多個生產(chǎn)車間內(nèi)，物料運輸也是重頭戲。尤其在總裝車間內(nèi)，傳統(tǒng)的運輸工具已經(jīng)被更多的AGV機器人代替。AGV機器人由主控計算機控制，負責AGV系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的聯(lián)系與管理，它根據(jù)現(xiàn)場的物料需求狀況向控制臺下達AGV的輸送任務。在裝載或卸載貨物過程中，地面移載設備一般采用滾道輸送機、鏈式輸送機等將物料從自動化倉庫或工作現(xiàn)場自動移載到AGV機器人上，由其負責自動輸送到目的地，并精準的確定位置且把貨物移載下。期間，AGV機器人因與充電裝置、地面移載設備等系統(tǒng)的相互交互、感應，故而在整個運輸過程中可以根據(jù)實際需要及工作場地任意布置。同時，AGV機器人電池容量降到預定值后會自動充電。

這種機器人因其具有靈活性、智能化等特點，能夠方便地重組系統(tǒng)，達到生產(chǎn)過程中的柔性化運輸之目的。同時在運輸過程中配合其他流程中諸如涂膠、焊接等處的機器人的物料儲備工作，并錯開各個環(huán)節(jié)的工作機器人，以達到流程的貫通性。

細節(jié)創(chuàng)新 汽車領域程序繁雜，而每一道程序又有無數(shù)細節(jié)構成。諸如汽車焊接：合理的變位機位置、焊槍姿態(tài)、焊槍相對接頭的位置都是細節(jié)的問題。若工件在變位機上固定之后，焊縫不是理想的位置與角度，就要求編程時不斷調(diào)整變位機，使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達到水平位置，同時，要不斷調(diào)整機器人各軸位置， 合理地確定焊槍相對接頭的位置、角度與焊絲伸出長度。工件的位置確定之后，焊槍相對接頭的位置通過編程者的雙眼觀察，難度較大。這就要求編程者善于總結積累經(jīng)驗。編制程序一般不能一步到位，要在機器人焊接過程中不斷檢驗和修改程序，調(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等，才會形成一個好程序。

更為重要的是，細節(jié)的創(chuàng)新也值得人注意。該汽車企業(yè)，最值得稱道的是新引進的伺服點焊機器人。它的創(chuàng)新點在于，在焊接過程中，機器人與焊鉗同步協(xié)調(diào)運動，同時機器人利用視覺系統(tǒng)，自動適應兩個焊接元件之間的微妙變化，使焊點間及障礙物的跳轉路徑最小化。并可利用視角技術校正誤差，而校正誤差的機器人是通過3D攝像系統(tǒng)來顯示整個零件狀況后做出的判斷。而之前，則只能采用手工的方式進行必要的調(diào)節(jié)。同時，在焊接過程中通過軟接觸可實現(xiàn)極少的產(chǎn)品沖擊，并可隨意縮短電極開口以減小關閉焊鉗時間，用以很好地避免和抑制飛濺，有效保證和提高焊接質(zhì)量。

該汽車企業(yè)知情人士透露，伺服點焊接可以達到兩塊鋼板之間的分子結合，通俗而言就是焊接后的鋼板硬度相當于一整塊鋼板，幾乎沒有連接間隙，從而將車身強度提升30%，車身的結合精度同樣大大提升。

目前情形而言，國內(nèi)機器人應用方面基本無行業(yè)領域方面的復雜程序的產(chǎn)業(yè)布局。故而，當務之急只有進行制造領域中部分行業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈布局才能得以踐行國外已早已邁出的這一步。可見，要尋找差距并且趕超，國內(nèi)廠商須盡快融入制造企業(yè)，并基于機器人應用方面的二次開發(fā)快速進行又遠遠不止于二次開發(fā)。

差距中求崛起

世界制造的趨勢，是每個行業(yè)都要應用到機器人，甚或在諸如汽車、航空航天等行業(yè)引入智能機器人。只有這樣，機器人方能成為生產(chǎn)線上即連即用的生產(chǎn)部件。而生產(chǎn)過程中，智能機器人更容易與人交流并達到“與人共融”的生產(chǎn)目的。這樣的生產(chǎn)方式，在制造業(yè)發(fā)達國家漸成現(xiàn)實，而在國內(nèi)仍是一種愿景。國內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)如何崛起？非差距中尋找跨越而別無他法。

差距中尋找跨越

中國制造要實現(xiàn)跨越就要直面現(xiàn)實，直面差距。只有對比，方能倒逼中國制造有制定策略的緊迫感。在新松機器人自動化股份有限公司總裁曲道奎看來，“目前傳統(tǒng)機器人的定義就是可編程的設備，而新一代機器人是完全自主的系統(tǒng)，是真正的智能機器人。這就使得制造領域又有了嶄新的變化?！?

眾所周知，信息技術與科學技術的交融將對機器人的發(fā)展產(chǎn)生相當大影響，諸如用新材料生產(chǎn)輕量化的機器人用以增加它的工作靈活性、在虛擬仿真環(huán)境下對機器人的工作把控、用機器人進行3D打印等技術創(chuàng)新都將一時涌出。這些創(chuàng)新技術一旦讓他人全局把控，將極有可能快速推給企業(yè)用戶。

對于國內(nèi)機器人廠商及用戶要實現(xiàn)跨越必然要突破這些創(chuàng)新技術。但目前國內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)更重要的發(fā)展策略是注重現(xiàn)實，兼顧長遠。近日在上海的一次機器人大會上諸多專家一致指出，機器人真正的價值中樞不在于機器人硬件制造，而是主要以軟件形態(tài)存在的系統(tǒng)解決方案?？梢?，廠商聯(lián)合企業(yè)利用信息技術進行產(chǎn)品創(chuàng)新，并進行制造流程創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新是當務之急?；谶@種基礎，再而留意或兼顧人機協(xié)同、工業(yè)互聯(lián)等制造愿景。

應對的策略

看到不足，就要找準定位并尋求突破。面面俱到很難與機器人應用程度極高的跨國企業(yè)競爭。我們只有依照自己的發(fā)展模式，在規(guī)避“高端產(chǎn)業(yè)低端化”的老路的同時，有一套應對挑戰(zhàn)的策略。

首先，需要學會整合資源、與外界協(xié)作。在和國外企業(yè)協(xié)作之外，尤其是要注重國內(nèi)企業(yè)的聯(lián)合。諸如國內(nèi)相關企業(yè)以新松、埃夫特、廣州數(shù)控等國產(chǎn)機器人代表企業(yè)來說，它們或是機器人的最終用戶，或是自動化零部件廠商，又或是機器人系統(tǒng)集成商，本身在產(chǎn)業(yè)鏈上的定位和發(fā)展策略是有所區(qū)別的。而通過橫向整合產(chǎn)業(yè)鏈，專注于機器人整機的研發(fā)及下游應用的開發(fā)將是不錯的選擇。他們或可以通過自身在零部件方面的優(yōu)勢進行縱向整合，以成本和渠道優(yōu)勢占領市場;亦可定位于集成商，憑借成熟的解決方案銷售整機。這些都是正確的并且應具備的多元化發(fā)展方向。只有這樣，方能謀求長遠，并增加企業(yè)競爭力。

也只有這樣，才能使得用戶、廠商、集成商無縫交流。也使得廠商的產(chǎn)品推出之后，用戶的生產(chǎn)效能得到保障，集成商在產(chǎn)品的穩(wěn)定性上有所作為，并可實現(xiàn)整個產(chǎn)業(yè)上下游全向協(xié)同、共同發(fā)展。并在可能的基礎上建立一個公共平臺，通過利用一些基礎的數(shù)據(jù)庫，一些可靠性設計的分析，產(chǎn)品的解決方案，以及相應的虛擬設計、安全設計和開放設計平臺，來助推機器人設計需求的提升，用以向廣大的企業(yè)用戶推廣機器人產(chǎn)業(yè)并逐漸在全產(chǎn)業(yè)鏈的布局下提升服務水平。

其次，依據(jù)企業(yè)特別是眾多的中小企業(yè)的自身實力，走差異化發(fā)展的道路也應該是中國制造的可持續(xù)發(fā)展之路。比如國內(nèi)某些制造企業(yè)，其惡劣的工作環(huán)境亟需在引用機器人方面尋找突破，而國內(nèi)廠商也有必要聯(lián)合這些企業(yè)做好該類型產(chǎn)品進入用戶的準備。

舉例來說：國內(nèi)諸如缸體、缸蓋、曲軸和凸輪軸等機加企業(yè)，采用機器人進行作業(yè)已經(jīng)勢在必行。加工的側重，在于壓鑄機的取件和脫模劑的噴淋。加工環(huán)境粉塵高、水汽重，根據(jù)這一特點，機器人的防護功能格外重要。國內(nèi)某企業(yè)在機器人的使用上，要做到就是讓該機器人可以浸沒在水中工作半個小時左右。同時，機器人伺服編碼器等第三區(qū)域，采用特殊材料的罩殼配合密封墊圈對其進行保護。機器人機身表面及空腔內(nèi)均涂覆特殊的防高溫剝落涂層。從而保證機器人機身的環(huán)境防護，以從容應對壓鑄車間內(nèi)溫度高、蒸汽重、油污多、金屬飛濺等惡劣環(huán)境的挑戰(zhàn)。這些方面對機器人自身硬件系統(tǒng)及軟件開發(fā)其實用到的核心技術并不多。而國內(nèi)機器人廠商與國內(nèi)企業(yè)鮮有合作。這值得我們深思!

當然，應對的策略會應時而增多;但現(xiàn)實的環(huán)境下，更應因時因地多處尋求跨越途徑。

總之，隨著新一輪工業(yè)革命來臨之際，中國機器人的產(chǎn)業(yè)布局、供應鏈延伸，價值鏈貫通等層面亟需作出差異性且優(yōu)勢互補性的發(fā)展決策，這也是中國制造置死地而后生的惟一出路。當然這不僅是制造業(yè)的愿景，更是中國工業(yè)納入世界工業(yè)體系中的更為遠大的宏旨!