近年來(lái)德國(guó)率先提出"工業(yè)4.0"概念，美國(guó)推行"先進(jìn)制造伙伴關(guān)系"計(jì)劃，日本實(shí)施"智慧制造系統(tǒng)"，而中國(guó)也提出了"中國(guó)制造2025規(guī)劃"，這些都指向同一個(gè)目標(biāo)，那就是希望通過(guò)先進(jìn)的IT與自動(dòng)化技術(shù)來(lái)促進(jìn)制造業(yè)的革新，以實(shí)現(xiàn)"智能化"，提升效率，降低成本。而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)工業(yè)機(jī)器人是不可或缺的一環(huán)。

工業(yè)4.0的必然性

我們現(xiàn)在正進(jìn)入工業(yè)4.0革命，為什么?第一個(gè)原因是社會(huì)發(fā)展到現(xiàn)在的必然。從內(nèi)部因素看是技術(shù)的支撐，網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、智能傳感、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人等等技術(shù)具備了這個(gè)條件。第二個(gè)原因是外部市場(chǎng)的變化。定制化、個(gè)性化以及產(chǎn)能過(guò)剩，傳統(tǒng)的制造模式根本不可能完成這些任務(wù)，這是內(nèi)外交替的過(guò)程。第三，勞動(dòng)力短缺。勞動(dòng)成本上升不是第四次工業(yè)革命的直接因素，而是加速了它的來(lái)臨。

工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展背景及應(yīng)用

機(jī)器人從出現(xiàn)之始發(fā)展到現(xiàn)在，短短50多年的時(shí)間中，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，在眾多制造業(yè)領(lǐng)域中，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是汽車(chē)及汽車(chē)零部件制造業(yè)，并且正在不斷地向其他領(lǐng)域拓展，如機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。

在工業(yè)生產(chǎn)中，焊接機(jī)器人、磨拋加工機(jī)器人、焊接機(jī)器人、激光加工機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、真空機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已被大量采用。

工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人由3大部分6個(gè)子系統(tǒng)組成。3大部分是機(jī)械部分、傳感部分和控制部分。6個(gè)子系統(tǒng)可分為機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

機(jī)器人關(guān)鍵基礎(chǔ)部件主要分成以下三部分：高精度減速機(jī)，高性能交直流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，高性能控制器等。機(jī)器人性能指標(biāo)主要有工作空間、自由度、有效負(fù)載、運(yùn)動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)特性、動(dòng)態(tài)特性等。

工業(yè)4.0新背景下，對(duì)機(jī)器人的需求發(fā)生了變化：

第一個(gè)是范疇的變化。過(guò)去的機(jī)器人就是特種機(jī)器人、機(jī)械手，現(xiàn)在我們?cè)僬剻C(jī)器人，就是新一代工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人，醫(yī)療、養(yǎng)老、康復(fù)、家用，包括現(xiàn)在的可穿戴設(shè)備都屬于這個(gè)范圍?，F(xiàn)在的機(jī)器人是一個(gè)家族的概念，而不是單一的機(jī)器人的某個(gè)設(shè)備。

第二個(gè)是功能的變化。過(guò)去只是體現(xiàn)在高端裝備，今天的重點(diǎn)則是“人”?！叭恕痹趺磥?lái)體現(xiàn)?這需要探索。

第三個(gè)是支撐技術(shù)的變化。過(guò)去主要是機(jī)械、電子、控制，今天則加入了網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、智能傳感。

第四個(gè)是應(yīng)用領(lǐng)域的變化。過(guò)去是簡(jiǎn)單的工業(yè)應(yīng)用，現(xiàn)在進(jìn)入了航空航天、醫(yī)療康復(fù)、社會(huì)服務(wù)各方面。因此，我國(guó)搞機(jī)器人，應(yīng)該做一個(gè)詳細(xì)的規(guī)劃或者分解。

機(jī)器人加速驅(qū)動(dòng)模式變化

全球目前面臨一個(gè)大的制造模式變化，原因是勞動(dòng)力成本上升、產(chǎn)能過(guò)剩和市場(chǎng)需求的個(gè)性化、定制化。這些內(nèi)部、外部因素的變化，導(dǎo)致制造模式必須變革，所以工業(yè)4.0提出了一種新的制造體系。在這里邊，技術(shù)提供了支撐力量。

不管?chē)?guó)際怎么發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)在的制造模式是難以持續(xù)的，勞動(dòng)力密集、低成本、低附加值，以及對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重依賴的模式必須改變。我國(guó)的制造業(yè)必須轉(zhuǎn)型升級(jí)。怎么轉(zhuǎn)?從哪轉(zhuǎn)?這些都是要面臨的一系列問(wèn)題。

那么，機(jī)器人對(duì)新的模式能否形成支撐?我們做了一些分析。

首先從技術(shù)上分析。提升效率和質(zhì)量方面，機(jī)器人具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。另外一點(diǎn)，從質(zhì)量、效率、管理等一系列附加值提升方面看，機(jī)器人也有很多優(yōu)點(diǎn)。

第二個(gè)因素是成本。現(xiàn)在的勞動(dòng)力成本是不是便宜?通過(guò)30多年的改革開(kāi)放，我國(guó)的勞動(dòng)力素質(zhì)不斷提高，成本也在不斷上升，這是我國(guó)的一個(gè)進(jìn)步。但是，我國(guó)機(jī)器人的價(jià)格經(jīng)過(guò)十幾年發(fā)展，下降了50%多。兩者相比，勞動(dòng)力成本十幾年上升了幾倍而機(jī)器人使用成本在下降，從投資角度，后者也具有了廣泛應(yīng)用的條件。

大家可能會(huì)擔(dān)心，機(jī)器人與就業(yè)是不是有矛盾?我的答案是沒(méi)有矛盾。因?yàn)楝F(xiàn)在我國(guó)很多行業(yè)還是空缺。還有一些行業(yè)，人是做不了的。當(dāng)然，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講，機(jī)器人替代一定技能的勞動(dòng)者，必然是一種趨勢(shì)。

我們可以得出一個(gè)結(jié)論：從可行性來(lái)講，機(jī)器人技術(shù)不斷提升、價(jià)格大幅下降，使機(jī)器人大批量應(yīng)用成為可能。同時(shí)，勞動(dòng)力短缺、勞動(dòng)力成本上升又加速了這個(gè)進(jìn)程。

黃金窗口期到來(lái)

通過(guò)以上的分析，我們可以得出一些有益的結(jié)論。

第一，工業(yè)4.0是一種趨勢(shì)和規(guī)則，而不是簡(jiǎn)單技術(shù)上的進(jìn)步。它已經(jīng)成為必然的發(fā)展方向，更重要的是，它是一種規(guī)則。在大的規(guī)則下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供了基本的平臺(tái)支撐，機(jī)器人和智能設(shè)備提供了設(shè)備支撐。

第二，從創(chuàng)新角度講，我國(guó)進(jìn)入了新的創(chuàng)新常態(tài)。未來(lái)的發(fā)展，因?yàn)楫a(chǎn)能過(guò)剩、信息化和數(shù)字化，以及全球的透明化，競(jìng)爭(zhēng)會(huì)越來(lái)越加劇。競(jìng)爭(zhēng)加劇的最終結(jié)果是，創(chuàng)新成為我們的一種常態(tài)。

第三，企業(yè)轉(zhuǎn)型、升級(jí)、變革將成為永恒主題，不會(huì)因?yàn)槟Ｊ阶兞司瓦M(jìn)入了穩(wěn)定期。這將是一直在轉(zhuǎn)型、一直在升級(jí)的過(guò)程。為什么?因?yàn)楝F(xiàn)在相關(guān)支撐技術(shù)、環(huán)境的變化都成為變化的常態(tài)。

最后一點(diǎn)是我國(guó)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、新的模式變革都迎來(lái)一個(gè)黃金窗口期。抓住了這個(gè)機(jī)遇，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的追趕。

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