翟欣欣

[摘 要]進(jìn)入21世紀(jì)，隨著人口紅利消失、人工成本急劇上升，制造業(yè)急需轉(zhuǎn)型升級(jí)的背景之下，我國(guó)自動(dòng)化及工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有較大差距。本文通過(guò)對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷史以及工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的研究，為我國(guó)工業(yè)機(jī)器人及自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與政策制定提供相應(yīng)的理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)化與工業(yè)機(jī)器人;應(yīng)用前景; 中國(guó)制造2025; 工業(yè)機(jī)器人四大家族

20世紀(jì)后期科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，至如今已涌現(xiàn)出眾多新興的科學(xué)技術(shù)：計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)、自動(dòng)控制和自動(dòng)化技術(shù)、激光和光導(dǎo)纖維技術(shù)、分子生物學(xué)和遺傳工程等等，它們匯聚成一股巨大的力量，急劇地改變著人類(lèi)的勞動(dòng)方式和生活方式，促進(jìn)社會(huì)各方面產(chǎn)生深刻的變革。它不僅沖擊著生產(chǎn)第一線的工人，而且沖擊著各企事業(yè)單位、政府機(jī)關(guān)等。這些變革來(lái)得如此之快，致使對(duì)社會(huì)現(xiàn)象最為敏感的社會(huì)學(xué)家也措手不及，人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展將何去何從？從科學(xué)意義上來(lái)看，人類(lèi)社會(huì)無(wú)一不是能量交換和信息交換的有機(jī)組合，當(dāng)我們?cè)敱M地了解了人類(lèi)社會(huì)各種具體的特殊規(guī)律之后，都可以用具有這兩種功能的機(jī)器來(lái)完成，這便是自動(dòng)化技術(shù)。所以從某種意義上來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化就是現(xiàn)代化的代名詞。由此可以斷言，人類(lèi)社會(huì)歷經(jīng)原始的人力時(shí)代，走過(guò)精密的機(jī)械時(shí)代，如今正處于一個(gè)新的變革時(shí)期，而這次變革的終點(diǎn)便是振奮人心的自動(dòng)化時(shí)代。之所以說(shuō)它“振奮人心”，是因?yàn)樵谧詣?dòng)化時(shí)代里，機(jī)器取代了人，把人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，人類(lèi)勞動(dòng)生產(chǎn)率將得到大大的提高，社會(huì)財(cái)富將極大豐富。

進(jìn)入21世紀(jì)之后，世界主要工業(yè)國(guó)家和大型跨國(guó)企業(yè)提出了新的工業(yè)戰(zhàn)略和發(fā)展理論：德國(guó)提出了工業(yè)4.0，美國(guó)IBM公司提出“智慧地球”，美國(guó)EMC公司（易安信）提出大數(shù)據(jù)（BigData）的概念，美國(guó)通用電氣提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念同時(shí)它也是新工業(yè)革命戰(zhàn)略的積極踐行者。一場(chǎng)以智能制造為主的新的工業(yè)革命蓄勢(shì)待發(fā)，有鑒于此，2015年5月中國(guó)政府發(fā)布了中國(guó)制造2025，就是把我國(guó)從制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，最終實(shí)現(xiàn)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)這一目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)加快推動(dòng)新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展，把智能制造作為兩化（信息化與工業(yè)化）深度融合的主攻方向，著力發(fā)展智能裝備和智能產(chǎn)品，推進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程智能化、自動(dòng)化，培育新型生產(chǎn)方式。自動(dòng)化技術(shù)是智能制造的一個(gè)重要方面，它與控制科學(xué)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，如今各種新型計(jì)算機(jī)相繼出現(xiàn)，這些計(jì)算機(jī)擁有了更加全面的功能：可以高速地對(duì)圖象、聲音等各種信息進(jìn)行存取和運(yùn)算，可以對(duì)數(shù)據(jù)和符號(hào)進(jìn)行定性、模糊的推理和判斷，可以容許局部出現(xiàn)錯(cuò)誤或故障而保持整體的優(yōu)良性能。人們可以在這些計(jì)算機(jī)中存入“專(zhuān)家知識(shí)”，從而使它更善于處理未曾遇到過(guò)的局勢(shì)，從而滿(mǎn)足自動(dòng)化技術(shù)的更高要求。進(jìn)入21世紀(jì)后，電子信息技術(shù)的發(fā)展提供了信號(hào)處理的各種強(qiáng)有力手段，使得自動(dòng)控制和信息處理技術(shù)有了飛躍性的進(jìn)步。由此，我們有理由相信，自動(dòng)化技術(shù)會(huì)在不久的將來(lái)從眾多新興學(xué)科中脫穎而出，從而更好地改進(jìn)人類(lèi)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)體系，成為未來(lái)社會(huì)最具影響力的技術(shù)科學(xué)。

隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)和工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及得以發(fā)展，現(xiàn)如今這些技術(shù)以普遍的深入到我們的生產(chǎn)生活中，人工智能作為一個(gè)前沿科學(xué)，研究的主要是如何用機(jī)器模仿人類(lèi)智能活動(dòng)的某些方面，延伸人腦功能的問(wèn)題。它的發(fā)展極為迅速，最具影響力的分支有基于“知識(shí)表達(dá)”的專(zhuān)家系統(tǒng)和“簡(jiǎn)單處理器的復(fù)雜系統(tǒng)”-人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。這些領(lǐng)域不僅具有深刻的認(rèn)識(shí)論意義，對(duì)許多科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展有深遠(yuǎn)的影響，而且在自動(dòng)控制、信息處理以及將計(jì)算機(jī)用于判斷決策和問(wèn)題求解的應(yīng)用領(lǐng)域里都得到了廣泛的應(yīng)用，表現(xiàn)出巨大的生命力。

工業(yè)機(jī)器人是一種特殊的自動(dòng)化機(jī)器，它具有與人的四肢相比擬的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可接受視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等傳感信息，在處理器的指揮下完成各種機(jī)器操作功能。機(jī)器人不僅可以把人類(lèi)從惡劣條件、繁重單調(diào)的作業(yè)中解放出來(lái)，而且在力量、精度和速度，以及在特殊環(huán)境下生存和工作能力各方面都有人類(lèi)無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn)。正因如此，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)、國(guó)防、科技等領(lǐng)域中得到了日益廣泛的應(yīng)用，并且有力地推動(dòng)了相關(guān)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，從而使它成為現(xiàn)代自動(dòng)化學(xué)科中一個(gè)活躍而富有魅力的研究領(lǐng)域。目前，機(jī)器人四大家族（日本FANUC、安川、瑞典ABB、德國(guó)KUKA）的工業(yè)機(jī)器人占據(jù)了我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的大半壁江山，四大公司的工業(yè)機(jī)器人無(wú)論從軟件和硬件相比較于國(guó)產(chǎn)機(jī)器人，都有巨大的優(yōu)勢(shì)，他們唯一的缺點(diǎn)就是貴，無(wú)論是產(chǎn)品價(jià)格還是使用維護(hù)成本。從發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷史經(jīng)驗(yàn)以及產(chǎn)業(yè)未來(lái)趨勢(shì)來(lái)看，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展要找到適合我國(guó)國(guó)情的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，由于我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)仍處于中低端水平，企業(yè)缺乏涉及軟硬件的核心技術(shù)。因此，我國(guó)應(yīng)盡早從“美國(guó)模式”轉(zhuǎn)向“日本模式”，解決核心技術(shù)，同時(shí)國(guó)家要加大工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)政策扶持力度。從發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，政府對(duì)于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的支持與引導(dǎo)直接推動(dòng)了整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，我國(guó)政府主管部門(mén)應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加大對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的政策扶持力度，積極培育具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)，形成配套產(chǎn)業(yè)集群。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和重大進(jìn)步，已經(jīng)對(duì)控制和系統(tǒng)科學(xué)提出了新的更高的要求，自動(dòng)化控制理論正面臨著新的發(fā)展機(jī)遇和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)控制理論在解決一些具有不確定性、難以構(gòu)建精確數(shù)學(xué)模型、復(fù)雜多變的問(wèn)題上遇到了不少難題。這就需要建造出這樣的機(jī)器，使它能夠在復(fù)雜變化的環(huán)境中，能夠?qū)崟r(shí)應(yīng)變，進(jìn)行靈活判斷、決策以實(shí)現(xiàn)更高層次的自動(dòng)化系統(tǒng)智能控制。簡(jiǎn)單地說(shuō)，自動(dòng)控制的出路之一就是實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的智能化。

對(duì)于新事物新知識(shí)的學(xué)習(xí)開(kāi)始于對(duì)它的了解，但僅如此是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。當(dāng)真正了解一門(mén)學(xué)科之后，更重要的是真正的去進(jìn)入它、去學(xué)習(xí)它。理論聯(lián)系實(shí)踐對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)的學(xué)習(xí)而言，是不可或缺的。“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，一門(mén)理論只有應(yīng)用于實(shí)踐才能顯現(xiàn)出其本來(lái)的面貌。對(duì)于自動(dòng)化而言，專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)最終是指向工作的，因此，在學(xué)習(xí)階段就加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，無(wú)疑對(duì)以后工作有百益而無(wú)一害。自動(dòng)化技術(shù)作為新興的前沿學(xué)科，幾乎每天都在發(fā)生著巨大的變化，真正要掌握好這門(mén)學(xué)科，最起碼得保證自己能跟上時(shí)代發(fā)展的進(jìn)程，對(duì)于飛速發(fā)展的科技知識(shí)要保持高度的敏銳感和終生學(xué)習(xí)的基本素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1]<2018年中國(guó)全球機(jī)器人行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析》

[2]陳樵，《工業(yè)機(jī)器人的研究進(jìn)展》，寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院

[3]畢勝.國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀[J].機(jī)械工程師，2008（07）：5-8

[4]陳愛(ài)珍.日本工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀[J].機(jī)械工程師，2008，（7）：8-10.

[5]李剛. 德國(guó)機(jī)器人發(fā)展歷史[J].機(jī)電一體化，2014（09）：12-15

作者簡(jiǎn)介：朱杰 ?男 江蘇靖江 1976.04 ?漢 大學(xué)本科 ?講師 機(jī)電一體化技術(shù) ? 研究方向：機(jī)電技術(shù)應(yīng)用。