工業機器人的現狀與展望

郎大鵬 崔玉文 鄭文韜

摘 要： 隨著工業機器人的快速發展，其在流水線生及高危環境作業中起到的作用越來越大。同時，人們在工業領域對人工智能機器人的需求也越來越迫切。通過對工業機器人的工作領域及其特殊功能的了解，比較國內外工業機器人的發展狀況，并發現目前工業機器人所存在的局限性，需要突破的發展困難以及有待開發的獨特新功能，同時了解機器人如何能夠更加自主智能的完成一系列復雜的工作任務。提出自己認為的可行解決方法。展望未來的發展，預測工業機器人的一些發展方向。

關鍵詞： 機器人；工業機器人；自動化化生產

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

1.工業機器人發展史

目無可否認，作為1950年中期興起的一門新興科學，人工智能的出現極大地方便了人類的生活，甚至改變了世界。而機器人學作為人工智能的一個研究角度，更是處在科學的前沿機器，機器人大多分為兩種：工業機器人和智能機器人。我們將機器人如下定義：機器人是一種半自主或全自主工作的機器，人類干的事由它代替完成，工業機器人是用來生產人類物質材料的機器里去，在特殊的環境中工作的叫專用機器人，在人類家庭中工作服務的叫做家庭機器人。我們將機器人的定義為“機器人是一種自動，具有智能化的仿真人類，能夠從事生產，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，以執行種種任務".工業機器人是在工業方面進行工作的擁有很多機器手的機器人，它的出現突破了工業以人為主要生產力的局面，使作業更穩定，更準確，更安全，尤其是一些高危作業，避免人員傷亡；它接受人類的計算機指令以后，通過一系列電子操控能夠智能的進行工作。一九六一年，世界上第一臺工業機器人在Unimation公司誕生并在通用汽車公司進行工作。這臺工業機器人能夠在汽車門，汽車燈具等流水線上進行生產工作，這是工業機器人開始發展的里程碑，工業機器人從此開始進入人類生活。他們制造這臺機器人成本耗資高達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，他們當時生產工業機器人并沒有想要獲取利潤，而只是想擴大工業機器人在人類社會中的影響范圍，讓人們更好的接受工業機器人的出現和存在，以及人們能接受工業機器人代替人們進行日常工作。

一九六七年，一臺Unimate機器人在瑞典正式進行安裝和工作，這是在歐洲安裝運行的第一臺工業機器人，也是歐洲開始接受并進行用機器人進行生產的一個起點。兩年后，首臺點焊機器人被通用汽車公司在其洛茲敦裝配廠進行安裝。Unimation機器人大大提高了生產率，工業機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%的傳統生產廠的焊接工作由人工完成，大大加快了汽車的生產率并大大降低了汽車的生產成本。次年，第一屆美國工業機器人研討會首第一次在美國隆重舉行。舉行國際工業機器人研討會能讓世界各地各種機器人制造領域的研究人員和科學家有一個共同的平臺進行討論，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意，為工業機器人的發展及創新提供了交流的地方。1997年，服務機器人的技術開始進入改研討會，使該組織不在局限于工業機器人，而把各個機器人存在的問題及各自的優勢相互綜合，使人們明白以后工業機器人可能的發展方向。1971年，日本機器人協會（Japanese RobotAssociation）成立。它意味著機器人協會在國家層面首次出現。日本機器人協會最初是人們在興趣驅動下設立的一個協會，他是通過一次工業機器人討論大會而成立的，一九七三年，他正式被國家認可而注冊成功。1994年改為現名――日本機器人協會（Japanese Robot Association，JARA）。后來他又叫日本機器人協會，是因為人們在工業機器人的不斷發展與人類的物質需要的增長下，需要擴大它的工作領域，工業機器人開始逐步向非制造業進軍，例如他能在醫療事業進行工作，在福利機構幫助人們，在核電站進行危險工作保護人類安全，使機器人在人類生活的各個領域都有一席之地。

一九七三年，第一臺通過機電驅動的具有6軸機器人被人們所研發，它意味著世界上第一臺六軸工業機器人正式面試。德國庫卡公司將它使用的工業機器人改造成一臺產業機器人，世界上第一臺通過發動機驅動的具有6軸機器人在改公司誕生，意味著工業機器人在一定程度上又進一步獲得了提升。次年，第一臺通過用小型計算機控制的更加自動化的工業機器人被人們所制造。第二年，美國辛辛那提米拉克龍第一次將工業機器人通過用小型計算機控制進行生產工作，他被叫做T3機器人，從此以后世界生產格局發生了翻天覆地的變化，世界生產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器人在計算機控制下進行工作，為以后工業機器人快速發展及使工業機器人有更加完善的智能化與自動化運行能夠更好相結合。從一九六零年以來，工業發達國家如美國越來越需要工業機器人的存在與工作，尤其是在汽車生產線上得到了廣泛應用，他們將工業機器人在制造業上，將機器的流水線步驟交給工業機器人去完成節約人力物力，提高了加工效率與產品的一致性，不但加快了汽車生產效率及降低汽車的生產成本，而且是汽車的構造更加科學完美。隨著工業機器人在人們生產線上的廣泛應用，工業機器人效率的高低事關國家生產力的強弱，工業機器人成為國家制造業水平和科技創新能力的標志。

2.目前國內外工業機器人的發展

我國工業機器人約從一九八零年以后開始起步，雖然起步較晚，但經過二十年余年的不屑努力，我們已經能夠與工業發達國家進行一定的抗衡，可見我國工業機器人發展之迅速，進步之快。他們幫助人們改進生活，讓人們體驗新科技，展望未來，先后研發出各種各樣的機器人，包括能在水下探索，在山洞探索，在地下探索等機器人，甚至能夠造出納米機器人用來未來醫療治療疾病，切割癌細胞，使癌癥不在是令人聞風喪膽的疾病，速度之快前所未有。近幾年，由于世界帶動性的發展，中國工業機器人水平也飛速增長，需求量也進一步增大。目前國內市場年需求量在三千臺左右，一年能在機器人銷售方面達到二十多億人民幣。統計數據顯示，中國市場上工業機器人擁有了差不多有一萬臺工業機器人，占全球總量的工業機器人接近百分之一，其中完全國產工業機器人（國產機器人在全國排名靠前的企業）行業集中度占了約三分之一，其余都是從許多西方發達國家引進進行生產使用的。從此可以看出，我過機器人制造業仍然沒有絕對的自我生能力。國產工業機器人目前主要以國內市場應用為主，年出口量為只有一百臺左右，因為在國外我國機器人無論在價格還是性能都有差距，因而目前國內機器人的發展還不夠完善，對國外機器人的需求比較大，而國內工業機器人的出口率低下，國內機器人在產量及功能全面性與國外機器人差距仍然較大。

國際上的工業機器人公司主要分為日系和歐系，因此無可否認，西方發達的工業國家一直都處在科技的前沿。工業機器人已成為在流水線上自動工作的提高產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機器人的市場，國內大部分企業不愿用低價的國內機器人而愿花大價錢去購買國外工業機器人。所以我國仍需要加大力量發展科技水平。

3.我國工業機器人的特點

3.1技術的先進。

工業機器運用了世界上最為先進的發展技術，如智能化等，通過這些尖端科技技術的相互結合，使工業機器人能夠體現出國家科技水平的高低，象征國家綜合實力的發展。工業機器人與自動化的有機結合，決定了不但工業機器人要迅速發展，自動化領域也要迅速發展，否則會使工業機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，工業機器人也只是一只沒有用的機器人罷了。工業機器人與自動化的相輔相成，使他們能夠在各個領域進行工作，在煙草汽車制造等流水線上，工業機器人能夠縮短產品加工時間，降低成本，在海事方面，他們能不分晝夜監督海上任何細微的變化，在煉金行業，他們能取代人們進行危險工作，防止有毒有害氣體破壞人們的身體健康，保護人們安全。

3.2技術升級。

工業機器人與自動化是相輔相成，他們通過互相促進發展，互相進步，是工業機器人得到迅速發展，是繼計算機問世以后，出現的又一個智能化，人工化的事物，之后，出現的全面改善與完善人的體力和智力的新一代的重要工具，是實現智能化和重要發展的重要手段，也是工業機器人的主要發展方向。

3.3應用領域廣泛。

工業機器人與自動化兩者一起工作，在人類生活的各個領域都有極其重要的作用，因為他們的存在，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代科技的服務，使人類更加舒適的享受現代生活。

4.工業機器人發展前景

電子產品在中國研發的腳步的放慢導致對制造設備的要求也放慢。LED生產行業已經開始在采用機器人，來替代一些簡單重復的，降低這些生產成本，并通過工業機器人的流水線生產加大產率。，在一些高污染高危險的工作，由于執法嚴格，對員工的自身的安全考慮，工業機器人代替人們進行生產工作是不二選擇，尤其是塑料制造廠，發電廠等既排放有害氣體又有爆炸危險的工作，企業主都一直在引進機器人，代替人力進行生產，既降低了生產成本，也保護了工作人員的身體健康，因為現在以人為本的思想是我們目前貫徹的職業方針，保護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，尤其是在現代的工業化社會，日常生活的水瓶以及各種鋼，飛機等，都是在污染極大的環境中鍛造出來，如果不靠工業機器人，就需要以人生命健康安全為代價去制造生產，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，也增加了這些產品的成本，使我們平常出去更加昂貴，日常消費價格猛增，因而人無法離開工業機器人。

工業機器人的制造關鍵部分，都被國外廠商控制，版權在他們手中，在制造成本上國產機器人沒有任何能夠占上風的特點，國內工業機器人如果想要能夠自主發展，就必須在加速器等核心部位得到突破性發展，不然我國工業機器人的發展將一直受制于國外企業的控制。即使是同樣的成本拿到貨，但因為技術缺乏，仍然需要更高的成本進行制造，而且所制造出的工業機器人又沒有安全保障，因而我國大部分使用工業機器人的企業愿意用去購買高價國外工業機器人，也不會選擇國內低價的工業機器人進行生產。

5.國內工業機器人問題解決思路

在沒有任何優勢的情況下，國產機器人要能夠迅速發展并得到人們認可，必須有人去能夠奮發圖強去研究工業機器人與自動化和智能化之間的聯系去提高工業機器人的智能程度，更需要有政策上的扶持，使我國工業機器人的發展有足夠的人才與資金。雖然這樣，我國工業機器人也要加快研發速度，不然永遠會比別人慢一拍，才能趕上外國科技發展的腳步。而且中國經常缺乏創新精神，我國更應重視教育，塑造一批獨立的有自我思考能力的人才，以順應時代發展，提升我國科技實力。商人也應該盡一份責任，幫助科技的發展。

6.對于工業機器人發展的看法

我國制造業的發展正處于工業化發展進程之中，但我國正處于人口老齡化時期，高素質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機器人的快速發展以及投入到工業實際生產之中。工業機器人的發展程度，事關國家生產及生活的發展程度，因而，工業機器人的發展水平，在國家綜合實力方面占據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濟實力的重要因素

參考文獻

[1] 郎大鵬，吳良杰，高偉，董宇欣，呂天陽，大學生課堂注意力關鍵因素研究[J]，《計算機教育》，2014（10）：16-20

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