工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀與展望

郎大鵬 崔玉文 鄭文韜

摘 要： 隨著工業(yè)機(jī)器人的快速發(fā)展，其在流水線生及高危環(huán)境作業(yè)中起到的作用越來越大。同時，人們在工業(yè)領(lǐng)域?qū)θ斯ぶ悄軝C(jī)器人的需求也越來越迫切。通過對工業(yè)機(jī)器人的工作領(lǐng)域及其特殊功能的了解，比較國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r，并發(fā)現(xiàn)目前工業(yè)機(jī)器人所存在的局限性，需要突破的發(fā)展困難以及有待開發(fā)的獨(dú)特新功能，同時了解機(jī)器人如何能夠更加自主智能的完成一系列復(fù)雜的工作任務(wù)。提出自己認(rèn)為的可行解決方法。展望未來的發(fā)展，預(yù)測工業(yè)機(jī)器人的一些發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞： 機(jī)器人；工業(yè)機(jī)器人；自動化化生產(chǎn)

【中圖分類號】 TP24 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A【文章編號】 2236-1879 （2017）20-0012-02

1.工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史

目無可否認(rèn)，作為1950年中期興起的一門新興科學(xué)，人工智能的出現(xiàn)極大地方便了人類的生活，甚至改變了世界。而機(jī)器人學(xué)作為人工智能的一個研究角度，更是處在科學(xué)的前沿機(jī)器，機(jī)器人大多分為兩種：工業(yè)機(jī)器人和智能機(jī)器人。我們將機(jī)器人如下定義：機(jī)器人是一種半自主或全自主工作的機(jī)器，人類干的事由它代替完成，工業(yè)機(jī)器人是用來生產(chǎn)人類物質(zhì)材料的機(jī)器里去，在特殊的環(huán)境中工作的叫專用機(jī)器人，在人類家庭中工作服務(wù)的叫做家庭機(jī)器人。我們將機(jī)器人的定義為“機(jī)器人是一種自動，具有智能化的仿真人類，能夠從事生產(chǎn)，他擁有很多軸，并通過這些軸，在通過人類的編程下，能夠加工各種材料，以執(zhí)行種種任務(wù)".工業(yè)機(jī)器人是在工業(yè)方面進(jìn)行工作的擁有很多機(jī)器手的機(jī)器人，它的出現(xiàn)突破了工業(yè)以人為主要生產(chǎn)力的局面，使作業(yè)更穩(wěn)定，更準(zhǔn)確，更安全，尤其是一些高危作業(yè)，避免人員傷亡；它接受人類的計算機(jī)指令以后，通過一系列電子操控能夠智能的進(jìn)行工作。一九六一年，世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人在Unimation公司誕生并在通用汽車公司進(jìn)行工作。這臺工業(yè)機(jī)器人能夠在汽車門，汽車燈具等流水線上進(jìn)行生產(chǎn)工作，這是工業(yè)機(jī)器人開始發(fā)展的里程碑，工業(yè)機(jī)器人從此開始進(jìn)入人類生活。他們制造這臺機(jī)器人成本耗資高達(dá)65000美元，還不算人力成本，但這家公司將其的將其售價僅僅定為18000美元，他們當(dāng)時生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人并沒有想要獲取利潤，而只是想擴(kuò)大工業(yè)機(jī)器人在人類社會中的影響范圍，讓人們更好的接受工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)和存在，以及人們能接受工業(yè)機(jī)器人代替人們進(jìn)行日常工作。

一九六七年，一臺Unimate機(jī)器人在瑞典正式進(jìn)行安裝和工作，這是在歐洲安裝運(yùn)行的第一臺工業(yè)機(jī)器人，也是歐洲開始接受并進(jìn)行用機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)的一個起點(diǎn)。兩年后，首臺點(diǎn)焊機(jī)器人被通用汽車公司在其洛茲敦裝配廠進(jìn)行安裝。Unimation機(jī)器人大大提高了生產(chǎn)率，工業(yè)機(jī)器人可以在人們的編程下完成車輛制造百分之九十以上的工作。只有20%-40%的傳統(tǒng)生產(chǎn)廠的焊接工作由人工完成，大大加快了汽車的生產(chǎn)率并大大降低了汽車的生產(chǎn)成本。次年，第一屆美國工業(yè)機(jī)器人研討會首第一次在美國隆重舉行。舉行國際工業(yè)機(jī)器人研討會能讓世界各地各種機(jī)器人制造領(lǐng)域的研究人員和科學(xué)家有一個共同的平臺進(jìn)行討論，并分享自己的想法，使人們互相借鑒世界各個頂級工程師的創(chuàng)意，為工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及創(chuàng)新提供了交流的地方。1997年，服務(wù)機(jī)器人的技術(shù)開始進(jìn)入改研討會，使該組織不在局限于工業(yè)機(jī)器人，而把各個機(jī)器人存在的問題及各自的優(yōu)勢相互綜合，使人們明白以后工業(yè)機(jī)器人可能的發(fā)展方向。1971年，日本機(jī)器人協(xié)會（Japanese RobotAssociation）成立。它意味著機(jī)器人協(xié)會在國家層面首次出現(xiàn)。日本機(jī)器人協(xié)會最初是人們在興趣驅(qū)動下設(shè)立的一個協(xié)會，他是通過一次工業(yè)機(jī)器人討論大會而成立的，一九七三年，他正式被國家認(rèn)可而注冊成功。1994年改為現(xiàn)名――日本機(jī)器人協(xié)會（Japanese Robot Association，JARA）。后來他又叫日本機(jī)器人協(xié)會，是因?yàn)槿藗冊诠I(yè)機(jī)器人的不斷發(fā)展與人類的物質(zhì)需要的增長下，需要擴(kuò)大它的工作領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人開始逐步向非制造業(yè)進(jìn)軍，例如他能在醫(yī)療事業(yè)進(jìn)行工作，在福利機(jī)構(gòu)幫助人們，在核電站進(jìn)行危險工作保護(hù)人類安全，使機(jī)器人在人類生活的各個領(lǐng)域都有一席之地。

一九七三年，第一臺通過機(jī)電驅(qū)動的具有6軸機(jī)器人被人們所研發(fā)，它意味著世界上第一臺六軸工業(yè)機(jī)器人正式面試。德國庫卡公司將它使用的工業(yè)機(jī)器人改造成一臺產(chǎn)業(yè)機(jī)器人，世界上第一臺通過發(fā)動機(jī)驅(qū)動的具有6軸機(jī)器人在改公司誕生，意味著工業(yè)機(jī)器人在一定程度上又進(jìn)一步獲得了提升。次年，第一臺通過用小型計算機(jī)控制的更加自動化的工業(yè)機(jī)器人被人們所制造。第二年，美國辛辛那提米拉克龍第一次將工業(yè)機(jī)器人通過用小型計算機(jī)控制進(jìn)行生產(chǎn)工作，他被叫做T3機(jī)器人，從此以后世界生產(chǎn)格局發(fā)生了翻天覆地的變化，世界生產(chǎn)方式由人工被一種非人智能物體所取代，即“TheTomorrow Tool”。這是世界上第一次機(jī)器人在計算機(jī)控制下進(jìn)行工作，為以后工業(yè)機(jī)器人快速發(fā)展及使工業(yè)機(jī)器人有更加完善的智能化與自動化運(yùn)行能夠更好相結(jié)合。從一九六零年以來，工業(yè)發(fā)達(dá)國家如美國越來越需要工業(yè)機(jī)器人的存在與工作，尤其是在汽車生產(chǎn)線上得到了廣泛應(yīng)用，他們將工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)上，將機(jī)器的流水線步驟交給工業(yè)機(jī)器人去完成節(jié)約人力物力，提高了加工效率與產(chǎn)品的一致性，不但加快了汽車生產(chǎn)效率及降低汽車的生產(chǎn)成本，而且是汽車的構(gòu)造更加科學(xué)完美。隨著工業(yè)機(jī)器人在人們生產(chǎn)線上的廣泛應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人效率的高低事關(guān)國家生產(chǎn)力的強(qiáng)弱，工業(yè)機(jī)器人成為國家制造業(yè)水平和科技創(chuàng)新能力的標(biāo)志。

2.目前國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展

我國工業(yè)機(jī)器人約從一九八零年以后開始起步，雖然起步較晚，但經(jīng)過二十年余年的不屑努力，我們已經(jīng)能夠與工業(yè)發(fā)達(dá)國家進(jìn)行一定的抗衡，可見我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展之迅速，進(jìn)步之快。他們幫助人們改進(jìn)生活，讓人們體驗(yàn)新科技，展望未來，先后研發(fā)出各種各樣的機(jī)器人，包括能在水下探索，在山洞探索，在地下探索等機(jī)器人，甚至能夠造出納米機(jī)器人用來未來醫(yī)療治療疾病，切割癌細(xì)胞，使癌癥不在是令人聞風(fēng)喪膽的疾病，速度之快前所未有。近幾年，由于世界帶動性的發(fā)展，中國工業(yè)機(jī)器人水平也飛速增長，需求量也進(jìn)一步增大。目前國內(nèi)市場年需求量在三千臺左右，一年能在機(jī)器人銷售方面達(dá)到二十多億人民幣。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國市場上工業(yè)機(jī)器人擁有了差不多有一萬臺工業(yè)機(jī)器人，占全球總量的工業(yè)機(jī)器人接近百分之一，其中完全國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人（國產(chǎn)機(jī)器人在全國排名靠前的企業(yè)）行業(yè)集中度占了約三分之一，其余都是從許多西方發(fā)達(dá)國家引進(jìn)進(jìn)行生產(chǎn)使用的。從此可以看出，我過機(jī)器人制造業(yè)仍然沒有絕對的自我生能力。國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人目前主要以國內(nèi)市場應(yīng)用為主，年出口量為只有一百臺左右，因?yàn)樵趪馕覈鴻C(jī)器人無論在價格還是性能都有差距，因而目前國內(nèi)機(jī)器人的發(fā)展還不夠完善，對國外機(jī)器人的需求比較大，而國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的出口率低下，國內(nèi)機(jī)器人在產(chǎn)量及功能全面性與國外機(jī)器人差距仍然較大。

國際上的工業(yè)機(jī)器人公司主要分為日系和歐系，因此無可否認(rèn)，西方發(fā)達(dá)的工業(yè)國家一直都處在科技的前沿。工業(yè)機(jī)器人已成為在流水線上自動工作的提高產(chǎn)率的高效率自動工具，這些公司在世界市場幾乎壟斷了工業(yè)機(jī)器人的市場，國內(nèi)大部分企業(yè)不愿用低價的國內(nèi)機(jī)器人而愿花大價錢去購買國外工業(yè)機(jī)器人。所以我國仍需要加大力量發(fā)展科技水平。

3.我國工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)

3.1技術(shù)的先進(jìn)。

工業(yè)機(jī)器運(yùn)用了世界上最為先進(jìn)的發(fā)展技術(shù)，如智能化等，通過這些尖端科技技術(shù)的相互結(jié)合，使工業(yè)機(jī)器人能夠體現(xiàn)出國家科技水平的高低，象征國家綜合實(shí)力的發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人與自動化的有機(jī)結(jié)合，決定了不但工業(yè)機(jī)器人要迅速發(fā)展，自動化領(lǐng)域也要迅速發(fā)展，否則會使工業(yè)機(jī)器人既是擁有高端的性能，但由于沒有想匹配的自動化程度所幫助，工業(yè)機(jī)器人也只是一只沒有用的機(jī)器人罷了。工業(yè)機(jī)器人與自動化的相輔相成，使他們能夠在各個領(lǐng)域進(jìn)行工作，在煙草汽車制造等流水線上，工業(yè)機(jī)器人能夠縮短產(chǎn)品加工時間，降低成本，在海事方面，他們能不分晝夜監(jiān)督海上任何細(xì)微的變化，在煉金行業(yè)，他們能取代人們進(jìn)行危險工作，防止有毒有害氣體破壞人們的身體健康，保護(hù)人們安全。

3.2技術(shù)升級。

工業(yè)機(jī)器人與自動化是相輔相成，他們通過互相促進(jìn)發(fā)展，互相進(jìn)步，是工業(yè)機(jī)器人得到迅速發(fā)展，是繼計算機(jī)問世以后，出現(xiàn)的又一個智能化，人工化的事物，之后，出現(xiàn)的全面改善與完善人的體力和智力的新一代的重要工具，是實(shí)現(xiàn)智能化和重要發(fā)展的重要手段，也是工業(yè)機(jī)器人的主要發(fā)展方向。

3.3應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

工業(yè)機(jī)器人與自動化兩者一起工作，在人類生活的各個領(lǐng)域都有極其重要的作用，因?yàn)樗麄兊拇嬖?，使人類的生活更加完美，完善，解脫了人們的雙手，使人們真正能夠享受到現(xiàn)代科技的服務(wù)，使人類更加舒適的享受現(xiàn)代生活。

4.工業(yè)機(jī)器人發(fā)展前景

電子產(chǎn)品在中國研發(fā)的腳步的放慢導(dǎo)致對制造設(shè)備的要求也放慢。LED生產(chǎn)行業(yè)已經(jīng)開始在采用機(jī)器人，來替代一些簡單重復(fù)的，降低這些生產(chǎn)成本，并通過工業(yè)機(jī)器人的流水線生產(chǎn)加大產(chǎn)率。，在一些高污染高危險的工作，由于執(zhí)法嚴(yán)格，對員工的自身的安全考慮，工業(yè)機(jī)器人代替人們進(jìn)行生產(chǎn)工作是不二選擇，尤其是塑料制造廠，發(fā)電廠等既排放有害氣體又有爆炸危險的工作，企業(yè)主都一直在引進(jìn)機(jī)器人，代替人力進(jìn)行生產(chǎn)，既降低了生產(chǎn)成本，也保護(hù)了工作人員的身體健康，因?yàn)楝F(xiàn)在以人為本的思想是我們目前貫徹的職業(yè)方針，保護(hù)人民的安全健康必須放在第一位，但人們又無法離開沒有物質(zhì)資料的生活中，塑料，重金屬又是我們重要的日常生活用品，不可能缺乏他們，尤其是在現(xiàn)代的工業(yè)化社會，日常生活的水瓶以及各種鋼，飛機(jī)等，都是在污染極大的環(huán)境中鍛造出來，如果不靠工業(yè)機(jī)器人，就需要以人生命健康安全為代價去制造生產(chǎn)，但像這種龐大的工作，需要大量勞動人口，不但污染了大量的人的生命安全，也增加了這些產(chǎn)品的成本，使我們平常出去更加昂貴，日常消費(fèi)價格猛增，因而人無法離開工業(yè)機(jī)器人。

工業(yè)機(jī)器人的制造關(guān)鍵部分，都被國外廠商控制，版權(quán)在他們手中，在制造成本上國產(chǎn)機(jī)器人沒有任何能夠占上風(fēng)的特點(diǎn)，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人如果想要能夠自主發(fā)展，就必須在加速器等核心部位得到突破性發(fā)展，不然我國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展將一直受制于國外企業(yè)的控制。即使是同樣的成本拿到貨，但因?yàn)榧夹g(shù)缺乏，仍然需要更高的成本進(jìn)行制造，而且所制造出的工業(yè)機(jī)器人又沒有安全保障，因而我國大部分使用工業(yè)機(jī)器人的企業(yè)愿意用去購買高價國外工業(yè)機(jī)器人，也不會選擇國內(nèi)低價的工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)。

5.國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人問題解決思路

在沒有任何優(yōu)勢的情況下，國產(chǎn)機(jī)器人要能夠迅速發(fā)展并得到人們認(rèn)可，必須有人去能夠奮發(fā)圖強(qiáng)去研究工業(yè)機(jī)器人與自動化和智能化之間的聯(lián)系去提高工業(yè)機(jī)器人的智能程度，更需要有政策上的扶持，使我國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展有足夠的人才與資金。雖然這樣，我國工業(yè)機(jī)器人也要加快研發(fā)速度，不然永遠(yuǎn)會比別人慢一拍，才能趕上外國科技發(fā)展的腳步。而且中國經(jīng)常缺乏創(chuàng)新精神，我國更應(yīng)重視教育，塑造一批獨(dú)立的有自我思考能力的人才，以順應(yīng)時代發(fā)展，提升我國科技實(shí)力。商人也應(yīng)該盡一份責(zé)任，幫助科技的發(fā)展。

6.對于工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的看法

我國制造業(yè)的發(fā)展正處于工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程之中，但我國正處于人口老齡化時期，高素質(zhì)人才勞動力的缺少及勞動力成本較高等問題，都迫切需要我國工業(yè)機(jī)器人的快速發(fā)展以及投入到工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)之中。工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展程度，事關(guān)國家生產(chǎn)及生活的發(fā)展程度，因而，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展水平，在國家綜合實(shí)力方面占據(jù)了越來越重要的地位，并將逐漸成為影響國家綜合國力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要因素

參考文獻(xiàn)

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[2] 《人工智能》.清華大學(xué)出版社2006年我的地址是：黑龍江省哈爾濱市 哈爾濱工程大學(xué)，21B174，郎大鵬，13019715117