机器人革命五大特征分析
机器人产业在全球呈现高速发展的态势,它不仅是新一轮科技革命的标志性产业,也是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标准。全球各大主要经济体都在争相研发、制造和应用机器人,力图抢占技术和市场的先机。尤其在我国,机器人市场正迅速崛起,我们需要在这一竞争中审时度势,进行全面而深入的战略规划。
机器人革命被视为数字化、智能化、网络化为特征的第三次工业革命的有机组成部分。它不只是提升工业生产效率的工具,更是推动工业生产方式根本性变革的动力。东莞市机器人技术协会高级顾问罗百辉指出,“机器换人”不仅优化了生产流程,更在根本上解决了传统工业生产方式在成本与多样性之间的冲突,使得产品性能显著改善,功能极大丰富,开发周期大幅缩减。
这场革命也在深刻改变生产关系,人的角色和地位在工业生产中发生了转变。一方面,单一生产单元对人工的需求相对下降;另一方面,随着机器人技术的复杂性增加,对工人的技能和多领域知识提出了更高的要求。这意味着在“机器人革命”的影响下,国家的产业竞争优势、资源依赖以及产业分工形式都将发生深刻变化。如果我们不能紧跟这一趋势,就可能面临失去产业竞争主导权的危险。
从整体上看,机器人革命具备鲜明的特征:
智能化成为新一代机器人的核心特征。智能机器人能自动识别环境变化,减少人工干预,未来的无人工厂甚至可以根据订单要求自动完成生产。
高速网络和云存储使得机器人成为物联网的终端和结点。随着信息技术的进步,工业机器人将更高效地接入网络,形成大规模的生产系统,多台机器人协同作业成为可能。
机器人生产成本快速下降,性价比不断提高。机器人在精细化、柔性化、智能化和信息化方面优势显著,尤其在个性化程度高、流程复杂的产品制造中替代传统设备具有更高的经济效率。
机器人的应用领域不断扩展,从最初的汽车、电子产业逐步拓展至纺织、化工、食品等行业。随着技术的成熟和劳动力成本的提高,工业机器人的应用将覆盖整个工业领域。
人机关系发生深刻转变。人们可以通过手机等不同的端口对机器人发送指令,人机协作完成目标成为趋势。随着技术的成熟,人与机器人之间的协作关系将进一步加强。
美国作为机器人的先驱国家,经历了从理论到实践的曲折过程。在意识到工业机器人对制造业的重要性后,美国开始加紧制定相关政策促进该技术的发展和应用。如今,美国正通过投资开发基于移动互联技术的第三代智能机器人,力图在全球机器人产业中占据领先地位。这一战略的实施将为美国的制造业带来革命性的变革。美国:工业机器人领域的领跑者
根据世界技术评估中心的数据,美国在工业机器人体系结构方面走在全球前列。其技术的全面性、精确性和适应性无与伦比,特别是在机器人语言研究方面,美国的技术水平高居榜首。这些先进技术与其络优势的融合,为机器人智能化奠定了坚实的基础。
以智能化为主攻方向,美国企业不断加大对新材料的研发力度,力图降低机器人的自重与负载比。它们在人工智能技术领域也取得了显著进展,特别是在视觉和触觉技术方面,如视觉装配的控制和导航。随着智能制造时代的到来,美国显示出超越日本和欧洲的反超潜力。
值得一提的是,谷歌等互联网巨头也进军机器人领域,试图结合虚拟网络能力和实际运动能力,推动机器人的智能化发展。谷歌在2013年通过收购多家科技公司在智能机器人领域实现了多项关键技术的布局。如果其机器人部门持续发展,未来谷歌不仅可以进入快速增长的智能工业机器人市场,还能从机器人应用中获取大量信息,进一步推动其数据业务的发展。
日本:工业机器人产业的佼佼者
日本拥有完备的产业体系,对工业机器人的应用普及和技术突破大力推动。战后日本经济的飞速发展、劳动力短缺以及技术密集型产业的崛起,刺激了工业机器人需求的快速增长。
上世纪60年代,日本从美国引进工业机器人技术,通过引进、消化、吸收和再创新,率先实现了机器人的商业化应用,并长期保持产业技术和市场竞争优势。日本的工业机器人密度高达332台/万人,为全球最高。
日本工业机器人的产业竞争优势源于其完备的配套产业体系。在控制器、传感器、减速机、伺服电机、数控系统等关键零部件方面,日本均拥有技术优势。近年来,日本还呈现出工业机器人带动服务机器人产业发展的趋势,重点发展医疗和救灾机器人以应对社会挑战。
日本在整个发展过程中扮演了重要角色。从起步阶段开始,就通过财税政策、研发支持等举措大力推动机器人的普及应用。经济产业省实施的一系列扶持措施,如“21世纪机器人挑战计划”,都将机器人产业作为高端产业加以扶持。其他部门也积极实施机器人相关项目,推动技术进步和产业发展。
德国:传统产业与工业机器人的完美结合
尽管德国稍晚于日本引进工业机器人,但其工业机器人产业的发展势头同样强劲。德国工业机器人在技术密集型产业及传统产业中都有广泛应用,积极带动传统产业的改造升级。
德国在工业机器人发展的初级阶段发挥了重要作用,强制规定部分特定岗位必须以机器人替代人工,为机器人应用开辟了初始市场。随着技术的发展和产业需求的增长,德国工业机器人向智能化、轻量化、灵活化和高能效化方向发展。
美国、日本和德国在工业机器人领域各有优势,都在不断推动这一行业的发展和进步。自上世纪80年代起,德国便踏上了智能机器人的探索之旅。十年后,以库卡为代表的工业机器人企业在全球占据领先地位。到了2012年,德国推出了标志性的“工业4.0”计划,将焦点放在“智能工厂”上,这一转型不仅推动了生产制造向灵活化和个性化发展,更使得人类能通过智能人机交互传感器,借助物联网对下一代工业机器人进行远程管理。这些机器人还拥有独特的“网络唤醒模式”,能在生产间隙期间休眠以节约能耗,为制造业的绿色升级贡献力量。目前,德国联邦教育及研究部也在积极资助人机互动技术和软件的研究开发。
韩国的工业机器人产业可谓是后来居上。面对汽车和电子产业对工业机器人的旺盛需求,韩国积极引进技术,并通过现代集团等企业的努力,成功建成了完整的工业机器人产业体系。短短几年间,韩国的工业机器人产业经历了飞速发展,其工业机器人使用密度更是跃居全球首位。现代重工等企业的机器人产品已广泛应用于汽车、电子、通信产业,大大提高了生产效率。韩国在技术研发方面仍面临日本、欧洲等先进国家的挑战。
韩国近年来大力扶持第三代智能机器人的研发与应用,发布了多项政策。从智能工业机器人的列入未来成长动力产业,到智能机器人开发与普及促进法的实施,再到基本计划的发布和机器人未来战略战网的公布,韩国一直在为提升本国智能机器人产业的竞争力而努力。
中国的工业机器人产业虽然面临核心技术被发达国家控制等挑战,但也拥有巨大的市场空间。我国在器件技术、系统技术和智能技术等领域已经取得了一定成果。企业的系统集成能力也很强,这为机器人产业打破国外垄断提供了可能。服务和家庭用机器人市场尚处于培育阶段,机器人应用市场增长空间巨大。向第三代智能机器人的升级换代空间以及机器人在其他领域的扩展空间也很大。我们也应看到,机器人的顶层架构设计和基础技术被发达国家控制,国内产学研结合存在诸多体制机制障碍等问题也需要解决。我国机器人产业未来的发展仍需付出巨大努力。