發(fā)達(dá)國家工業(yè)機(jī)器人發(fā)展模式比較研究

沈平

摘要：工業(yè)機(jī)器人是智能制造的重要組成部分。本文通過對(duì)美、日、德三國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的比較分析，找出了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵要素。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；發(fā)展模式；市場(chǎng)應(yīng)用

在機(jī)器人的不同品類中，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)成熟度和應(yīng)用領(lǐng)域是最廣的，發(fā)達(dá)國家在工業(yè)機(jī)器人發(fā)展方面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，值得我國借鑒。

1、美國的基礎(chǔ)研究模式

美國是世界上第一臺(tái)機(jī)器人的誕生地，基礎(chǔ)研究實(shí)力雄厚，擁有眾多機(jī)器人重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和研究中心，在機(jī)構(gòu)學(xué)、控制理論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能等方面全球領(lǐng)先。60年代初，美國的一些企業(yè)與大學(xué)就已自發(fā)合作進(jìn)行機(jī)器人研發(fā)工作。進(jìn)入70年代后期，美國政府制定了機(jī)器人重點(diǎn)技術(shù)路線，集中進(jìn)行航空、核工程、海洋等特殊領(lǐng)域的高級(jí)機(jī)器人開發(fā)，但市場(chǎng)化應(yīng)用水平較低。80年代中后期開始，美國為了保持其制造業(yè)領(lǐng)先地位，開始把重心轉(zhuǎn)到發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)上，高度重視工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和推廣，大大加快了機(jī)器人的市場(chǎng)化速度。進(jìn)入新世紀(jì)，美國政府從戰(zhàn)略上進(jìn)一步將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為美國第二次工業(yè)化的重要特征，先后提出了“先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃1.0”（AMP）、國家機(jī)器人計(jì)劃（NRI）、《機(jī)器人技術(shù)路線圖：從互聯(lián)網(wǎng)到機(jī)器人》和“先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃2.0”，大力支持新一代機(jī)器人的研究，并采取提供補(bǔ)貼和免稅優(yōu)惠等政策加快創(chuàng)新、確保人才輸送管道和改善商業(yè)環(huán)境，推動(dòng)工業(yè)界發(fā)展和應(yīng)用機(jī)器人。強(qiáng)力的政策推動(dòng)、前期的技術(shù)積累和雄厚的資本實(shí)力，使美國企業(yè)在技術(shù)研發(fā)和新興市場(chǎng)方面的多個(gè)領(lǐng)域表現(xiàn)突出，在機(jī)器人軟件、系統(tǒng)集成、醫(yī)療及國防特種機(jī)器人等領(lǐng)域均處于領(lǐng)先地位，各種高智能、高難度的國防機(jī)器人、太空機(jī)器人已經(jīng)開始投入實(shí)際應(yīng)用。最近幾年，美國的一些互聯(lián)網(wǎng)公司也主動(dòng)參與到智能化機(jī)器人的研發(fā)中來，在語音識(shí)別技術(shù)上，蘋果、谷歌和微軟等科技公司都在加緊布局；在圖像識(shí)別領(lǐng)域，F(xiàn)acebook等公司的人像識(shí)別、圖像分析技術(shù)已初露端倪。

2、日本的實(shí)用發(fā)展模式

與美國的基礎(chǔ)研究發(fā)展模式不同，日本的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)走的是實(shí)用性路線。六十年代后期，川崎重工業(yè)公司從美國Unimation公司引進(jìn)先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)，制造出第一臺(tái)川崎機(jī)器人。七十年代，日本工業(yè)機(jī)器人制造領(lǐng)域不斷進(jìn)行嵌入式集成創(chuàng)新，取得了良好的效果，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)銷量在十年間增長率達(dá)到了30.8%。八十年代，日本政府開始在各個(gè)領(lǐng)域廣泛推廣使用機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)銷數(shù)量和安裝密度均居世界前列，其中，汽車和電子領(lǐng)域的應(yīng)用比例甚至高達(dá)50%以上，這兩類產(chǎn)業(yè)也成為推動(dòng)日本國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)增速的重要引擎，也由此奠定了日本“機(jī)器人王國”的地位。九十年代后，由于日本傳統(tǒng)制造業(yè)優(yōu)勢(shì)逐漸喪失，加之受到金融危機(jī)和日元貶值的影響，其本土機(jī)器人市場(chǎng)一度陷入低迷。進(jìn)入21世紀(jì)，為在新一輪制造業(yè)競(jìng)爭中取得優(yōu)勢(shì)，日本政府2004年啟動(dòng)了“新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造戰(zhàn)略”，將機(jī)器人、信息家電等7個(gè)領(lǐng)域作為重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象，制定了機(jī)器人技術(shù)長期發(fā)展戰(zhàn)略；2014、2015年日本先后發(fā)布了《機(jī)器人新戰(zhàn)略白皮書》、《機(jī)器人新戰(zhàn)略》，重點(diǎn)推進(jìn)對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響重大的下一代技術(shù)研發(fā)，這有效促進(jìn)了制造商國際競(jìng)爭力的加強(qiáng)。目前，發(fā)那科、那智不二越、川崎等品牌在微電子技術(shù)、功率電子技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)領(lǐng)先；發(fā)那科、安川電機(jī)等工業(yè)巨頭在全球市場(chǎng)影響非凡，納博特斯克和哈默納科等配套提供商也在減速器等上游領(lǐng)域形成一定的控制與壟斷。此外，隨著中國等周邊國家對(duì)機(jī)器人需求增長迅速，帶動(dòng)了日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的整體復(fù)蘇。根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2016 全年日本共計(jì)生產(chǎn)機(jī)器人15.3 萬臺(tái)，銷售額達(dá)到 5，546 億日元，其中，出口11.7 萬臺(tái)。

3、德國的技術(shù)推動(dòng)模式

德國作為歐洲工業(yè)大國，始終重視制造業(yè)技術(shù)發(fā)展，并且專注于工業(yè)科技產(chǎn)品的創(chuàng)新和對(duì)復(fù)雜工業(yè)過程的管理，因而德國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)歲起步較晚，但發(fā)展極為迅速。德國政府在工業(yè)機(jī)器人發(fā)展初期起到重要引領(lǐng)作用，20世紀(jì)70年代中后期，德國政府強(qiáng)制規(guī)定“改善勞動(dòng)條件計(jì)劃”，在某些有毒、有害的崗位施行機(jī)器換人的計(jì)劃。近幾年，德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)能源部聯(lián)手推行“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，將物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)引入制造業(yè)，打造智能化生產(chǎn)模式。在“工業(yè)4.0”中，智能制造是核心，智能工廠、智能生產(chǎn)和智能物流是三項(xiàng)基礎(chǔ)內(nèi)容，這些都缺少不了機(jī)器人的核心支撐。目前德國是歐洲最大的機(jī)器人市場(chǎng)，也是世界第五大機(jī)器人市場(chǎng)。2014年德國工業(yè)機(jī)器人密度為282臺(tái)，是法國的兩倍、英國的四倍。德國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大特點(diǎn)是由機(jī)器人制造商獨(dú)立完成機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的制造，具有完整的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)鏈，并致力于提供智能制造的整體解決方案。德國工業(yè)機(jī)器人在人機(jī)交互、機(jī)器視覺、機(jī)器互聯(lián)等領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平，德國本土的庫卡公司是世界工業(yè)機(jī)器人四大制造商之一，年產(chǎn)量超過1.8萬臺(tái)。目前，德國在焊接、搬運(yùn)、潔凈生產(chǎn)、噴涂、加工等領(lǐng)域廣泛取代了傳統(tǒng)的人工操作，工業(yè)機(jī)器人的總數(shù)占世界第三位，僅次于日本和美國。隨著德國自動(dòng)化生產(chǎn)進(jìn)程逐步加快，預(yù)計(jì)其國內(nèi)機(jī)器人與自動(dòng)化設(shè)備的需求還將進(jìn)一步提高。

4、結(jié)論

從上述國家發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)可以看出一些共同點(diǎn)。首先，政府的政策推動(dòng)在工業(yè)機(jī)器人發(fā)展中作用突出，尤其在發(fā)展的初期，強(qiáng)有力的產(chǎn)業(yè)扶持是不可或缺的；其次，在核心領(lǐng)域的產(chǎn)品和技術(shù)領(lǐng)先是取得競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)的主要來源。當(dāng)然，不同國家技術(shù)基礎(chǔ)和資本實(shí)力不盡相同，發(fā)展模式上各有側(cè)重，但都需要與應(yīng)用市場(chǎng)的需求相匹配，綜合考量工業(yè)機(jī)器人的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性。

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基金項(xiàng)目：本文受沈陽市科技計(jì)劃軟科學(xué)項(xiàng)目“以智能制造引領(lǐng)沈陽制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)研究”（F16-233-5-10）資助。endprint