引言

工业机器人是否即将成为当前我国产业以至国民经济发展的一个新的热点,已成为我国科技界、产业界和公众热议的话题。

近几个月来,笔者进一步关注我国工业机器人的发展,对一些问题进行重新审视、学习与思考，现就我国工业机器人的历史、现状、发展趋势、市场和劳力转换等问题及其对策，提出看法,与各界交流,并供政府主管部门决策参考。

1 历史和现状

我国工业机器人起步于20世纪70年代初，经过40来年的发展，经历了70年代的萌芽期、80年代的开发期和90年代起的实用化期三个阶段[1-2]。我国于1972年开始研制工业机器人。

1985年，工业机器人被列入国家“七五”科技攻关计划重点研究项目，进行了工业机器人基础技术、基础元器件、几类工业机器人整机及应用工程的开发研究。工业机器人的部分性能指标已达到20世纪80年代初国外同类产品的水平，且形成小批量生产能力。

为了跟踪国外高技术，20世纪80年代，国家在高技术计划中安排了智能机器人的研究开发，已取得一批成果。90年代初期，在国家863计划支持下，我国工业机器人又在实践中迈进一大步，具有自主知识产权的点焊、弧焊、中国工业机器人发展的若干问题蔡自兴 郭璠(中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙，410083)摘要：工业机器人是否应当成为当前我国产业以至国民经济发展的一个新的发展热点？本文就当前我国发展工业机器人问题进行了全面调查研究，对我国工业机器人的发展历史与现状、当前发展趋势、国内外市场和劳力转换等问题提出看法，其中涉及当前发展我国工业机器人的对策建议。

为了我国工业机器人产业的健康和可持续发展，千万不要一哄而起，全民搞工业机器人！希望这些认识能够与同行和各界交流，并供政府主管部门决策参考。关键词：工业机器人，劳力转换装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等7种工业机器人产品相继问世，还实施了100多项机器人应用工程、建立了20余个机器人产业化基地[3]。在20世纪90年代中期，国家已选择以焊接机器人的工程应用为重点进行开发研究。90年代后半期实现了国产机器人的商品化，为产业化奠定了基础。

我国工业机器人的成果从无到有、从小渐大，为国家规划的智能制造和工业机器人快速发展打下良好基础。现在，我国已掌握了各种工业机器人设计与制造的基本技术，能够满足生产的一般要求。具体地说,我国工业机器人的现有状况和水平如下[4-5]：

●机器人技术基础研究 包括机器人运动学、动力学与构型综合，机器人运动控制算法与编程语言，机器人内外传感器开发，多传感器控制系统、离线编程技术、自诊断、安全保护技术等研究，基本掌握了工业机器人的各种关键技术。

●机器人控制装置开发 包括双处理器、多处理器和分层控制装置。不少装置已经投入实际应用，主控计算机的档次也逐渐升级。

●机器人整机研制 设计与生产了平面关节型装配机器人、直角坐标机器人、弧焊机器人、点焊机器人、搬运码垛机器人和AGV自动导引车等一系列产品，其中一些蔡自兴教授，从事智能系统、人工智能、智能控制、智能机器人研究,被誉为“中国智能控制的奠基者”和“中国人工智能教育第一人”，是联合国工业发展组织（UNIDO）审定的联合国专家、国际导航与运动控制科学院院士、纽约科学院院士。2009年获得徐特立教育奖。作者介绍10综述Review机器人技术与应用2013.3品种实现了小批量生产,自动导引车不仅占据国内市场，而且已批量出口。

●应用范围拓宽 设计建成多条机器人示范应用工程和关键工位机器人工作站。工业机器人已在汽车和工程机械、橡胶和塑料、电气和电子行业、金属及通用机械、食品和饮料、制药和化妆品等行业获得较多应用。然而，我国工业机器人的技术水平总的说来有待提高，如稳定性和加工精度等技术指标还与国际先进水平存在明显差距。此外，每年市场新增成千上万台工业机器人，大部分从国外进口。因此，还不能说我国已是一个工业机器人大国，更不是工业机器人强国。

2 发展趋势当前国际和中国的工业机器人发展趋势如何？中国机器人生产企业和应用企业存在哪些优势和劣势？

2.1 国际发展趋势据联合国欧洲经济委员会（UNECE）和国际机器人联合会（IFR）统计，1960～2011 年底，全球已累计安装230多万台工业机器人，世界工业机器人市场前景看好。全世界工业机器人的数目虽然每年在递增，但市场是波浪式向前发展的，1980年至20世纪末，出现过三次马鞍形曲线。进入21世纪，工业机器人产业发展速度加快，年增长率达到30%左右。其中，亚洲工业机器人增长速度高达43%，最为突出[6]。

2.2 国内发展趋势目前我国机器人市场增长迅猛。截至2011年底，中国工业机器人累计安装量达到7.4万台。我国的智能机器人和特种机器人在863计划的支持下，也取得了不少成果，基础技术的开发应用也做了不少工作，具备了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发应用方面则与国外先进水平差距较大，需要有重点地系统攻关，形成系统配套可供实用的技术和产品。

中国本土的机器人生产企业和应用企业具有国家政策支持等优势,但缺乏核心竞争力，包括零部件技术水平有待改善以及产业链条亟待充实与规范等。这些问题的有效解决必将推动我国工业机器人的健康发展。

3 市场如何看待中国的工业机器人市场及其未来的发展？中国工业机器人市场存在哪些挑战和机遇？2011年，中国和全球市场对工业机器人的需求创下新高。根据IFR统计，2011年是工业机器人产业最蓬勃发展的一年，全球市场同比增长37%。其中，中国市场的增幅最大，销售量达22577台，较2010年增长50.7%。预测数据还表明，中国有望于2014年成为世界最大的机器人市场。德国KUKA机器人、日本川崎机器人等世界500强的机器人制造公司，近年来已将市场重点转到中国，ABB公司甚至把全球总部搬到中国。国内机器人后起之秀新松机器人的销售在2011年增长了60%以上。对中国来说，用机器人替代人工，同样是产业升级的趋势。在我国“十二五”规划中，高端制造业，即机器人 + 智能制造，已被列入战略性新兴产业，有望得到国家政策的大力扶持，迎接快速发展的十年。市场的部分具体情况如下：

●面对硕大的市场和巨大的发展机遇，国内工业机器人制造商亟需抓住机遇在国际竞争中快速前进，分享机器人这一块“大蛋糕”。●中小企业层出不穷，急需重组优化。沈阳、西安等地的机器人研发速度很快，而珠三角地区的应用市场则增长最为迅速。

●领头企业时有突破。为了打破国外产品对我国机器人产业发展的制约和垄断，某些国内公司已开始与科研单位联合进行工业机器人及关键部件开发，探索自主工业机器人产业化之路，力图创造中国的工业机器人品牌。

●制造基地不断崛起。“十二五”期间，国家863项目、国家支撑计划重大项目、国际合作重大项目等都涉及机器人。国内许多地区也在大力投资机器人的产业建设。

●世界工业机器人行业四大巨头瑞士ABB、日本FANUC、日本YASKAWA(安川电机)、德国KUKA都在中国设立了分公司，连同其他进口品牌，在中国市场的占有率达到八成以上。

4 挑战与机遇目前的中国工业机器人市场是挑战与机遇并存，既存在严峻挑战，又出现难得的机遇。11综述ReviewRobot Technique and Application2013.34.1多重挑战[7]●研发能力仍有差距国产工业机器人尚无法进行大规模生产,绝大多数依靠进口。目前机器人技术相当于国外发达国家20世纪80年代初的水平，特别是在制造工艺与装备方面,不能生产高精密、高速与高效的关键部件。

●多重难关需要攻克我国工业机器人存在研究基础技术多，研究应用技术少，研究整机多，研究关键部件少等现象。真正能用在生产上的还是国外产品比较多，目前还缺乏整体核心技术的突破，具有自主知识产权的工业机器人则很少。此外，国内机器人的价格优势也不大。

● 对未来市场的争夺中国工业机器人市场潜力巨大。国际机器人产业巨头纷纷在华建厂，全力拓展中国市场，国内工业机器人市场被国际巨头垄断，机器人制造的核心技术和关键部件受制于人，没有形成自主品牌。因此，中国机器人生产企业面临着与国际巨头争夺市场的局面。4.2 难得机遇[8]

● 国家政策支持2012年11月工信部装备司表示，中国工业机器人市场已经从示范性推广到全面运用，工业机器人将作为重点支持领域。尤其是对于机器人领域的驱动器、电机、减速器三方面核心关键部件的开发，工信部正在与财政部协调考虑相关支持政策。

● 行业用户意识增强新技术、新理念，甚至是新领域的推广，无疑在一定程度上冲击着中国用户的保守理念。正是因为看到了机器人作业带来的“安全”、“节能”和“高效”等优势，中国用户对“智能化生产”的认识逐步提高。

● 行业应用走向多元化工业机器人发展至今，汽车领域一直是工业机器人应用的重点行业。随着工业机器人的持续升温，各大主流厂商纷纷着眼于从技术、产品和服务等各个方面出发，凸显各自的优势。当前，随着国内市场需求的上涨，不同行业对于工业机器人的技术要求呈现出多元化的趋势，正朝着实现多元化应用的目标发展。

5 劳力转换在这场发展工业机器人的讨论中，有人提出中国现在应该大量采用工业机器人替代普工。下面就相关技术和涉及因素或指标等进行讨论。

5.1 以工业机器人替代普工的技术可行性目前国内对以工业机器人替代普工具有两种不同的观点[9-13]。

● 赞同观点机器人代替人工的主要优势有二：一是机器人价格与人力成本“此消彼长”。二是机器人不会疲劳，也不像人那样有情绪波动，其生产的产品质量一致性更高。工业机器人在许多领域已能替代目前越来越昂贵的劳动力，同时能提升工作效率和产品品质。随着人们开始重视车间的环保卫生和安全生产等因素，由机器代替人工已是用户急需。从富士康工厂到佳能工厂，从飞利浦的小家电生产到苹果产品生产，机器人的参与度越来越高，电子产品生产正在进入“无人化”时代。因此，不论是引进国外机器人还是开发国内工业机器人，具有前瞻视野的企业家已瞄准了工业机器人的广阔应用前景。麻省理工学院经济学家布林约尔松和麦卡菲在2012年出版的《与机器赛跑》（Race Against The Machine）一书中指出：这种机器人入侵人类技术的步伐和规模，是近期才发生的，而且这种入侵或者代替将会对经济产生深远影响。很多机器人制造厂商都表示，在许多应用中，机器