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工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀
從技術(shù)層次度上來說，從2015年已經(jīng)開始進(jìn)入了市場的啟動(dòng)期，我們現(xiàn)在正處在一個(gè)技術(shù)的快速發(fā)展期。大概在2025年左右，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)將會(huì)在我們國內(nèi)實(shí)現(xiàn)大發(fā)展。
截止2016年全國已建和在建的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園區(qū)近50家；有影響力的機(jī)器人公司預(yù)計(jì)有800多家；上市公司涉及機(jī)器人業(yè)務(wù)的公司超過50家；中國內(nèi)地機(jī)器人企業(yè)2015年增長了30%。現(xiàn)在，大家都充分認(rèn)識(shí)到了機(jī)器人的重要性，各地都在積極發(fā)展機(jī)器人。
工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)構(gòu)成分為上游、中游、下游。上游包括一些關(guān)鍵的核心部件，中游主要是指本體以及集成技術(shù)，下游包括二次開發(fā)以及周邊設(shè)備的開發(fā)。
中國工業(yè)機(jī)器人四大瓶頸與突破點(diǎn)
現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)可以說基本集中在了日本和歐洲。在日本，它的關(guān)鍵性部件——減速器是遙遙領(lǐng)先的，并且已經(jīng)形成了很強(qiáng)的技術(shù)壁壘；德國的工業(yè)機(jī)器人原材料、本體零部件具有很大的優(yōu)勢；在中國，我們現(xiàn)在的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是處在產(chǎn)業(yè)鏈的下游，主要是系統(tǒng)集成、二次開發(fā)、定制性部件和售后服務(wù)。也就是說，我們的技術(shù)還處在低端。
發(fā)展瓶頸1：國際廠商先發(fā)優(yōu)勢，國產(chǎn)機(jī)器人市場份額低。
要進(jìn)行市場份額的突破，就得占領(lǐng)高端市場，我們現(xiàn)在基本上是走低端市場，我們要想辦法走高端市場。
比如精密減速機(jī)在額定扭矩和傳動(dòng)效率等方面需要進(jìn)一步提升。
伺服系統(tǒng)的電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)、過載能力、效率等方面存在差距；工業(yè)機(jī)器人需要15個(gè)系列，而我們現(xiàn)在還達(dá)不到這樣一個(gè)水平。
控制器硬件方面差距較小；軟件實(shí)現(xiàn)的構(gòu)建、控制算法、二次開發(fā)方面存在差距；動(dòng)力學(xué)性能有待完善；工藝軟件包、工藝應(yīng)用上尚有差距。
工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)：核心技術(shù)缺失、產(chǎn)業(yè)空心化，國產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨性能與成本的雙重壓力；產(chǎn)品低端化、低水平重復(fù)，國產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)需求與現(xiàn)有產(chǎn)品性能之間的矛盾突出；前沿技術(shù)研究零散，系統(tǒng)性支持缺失，占領(lǐng)機(jī)器人技術(shù)及產(chǎn)業(yè)國際制高點(diǎn)形勢嚴(yán)峻。
今后的工業(yè)機(jī)器人會(huì)使用碳纖維、尼龍等復(fù)合材料。
現(xiàn)在國家已經(jīng)意識(shí)到了這個(gè)問題，目前全球一共有28家高校建立了機(jī)器人工程的專業(yè)，有一些學(xué)校像湖南大學(xué)、東南大學(xué)、東北大學(xué)甚至都成立了機(jī)器人學(xué)院來培養(yǎng)機(jī)器人的專業(yè)人才。
工業(yè)機(jī)械手、工業(yè)機(jī)械臂，它所做的工作是要求有速度、精度、重載的，但是靈活性還不夠。
人類工作分工比例：胳膊為主20%，雙手為主80%。富士康有百萬臺(tái)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用計(jì)劃，但最后并沒有達(dá)到它的目標(biāo)，因?yàn)樗暮芏喙ぷ餍枰植康牟僮鳎皇潜鄣膯栴}。
現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人可以講還是殘疾的機(jī)器人，還需要進(jìn)一步完善。
對于現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人要擴(kuò)展它的功能、提高它的性能，使它變成一個(gè)智能設(shè)備。新型機(jī)器人研發(fā)上，我們希望研發(fā)靈巧性的機(jī)器人，包括雙臂機(jī)器人、柔性機(jī)器人、靈巧手、智能傳感機(jī)器人等。
現(xiàn)在的機(jī)器人只是一個(gè)傳統(tǒng)的特殊設(shè)備，它在一些關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)上進(jìn)行應(yīng)用，與人之間是互補(bǔ)的關(guān)系，但可以滿足市場對質(zhì)量和效率的要求。新一代機(jī)器人才可以叫“機(jī)器人”，它的應(yīng)用更加普遍，可以實(shí)現(xiàn)與人的替代關(guān)系，可以滿足市場對新制造模式的需求，減人力、降成本、提高產(chǎn)品競爭力。
除此之外，還需要考慮機(jī)器人的應(yīng)用場景，我們不要只是盯著高端應(yīng)用，也要注意低端應(yīng)用。比如衛(wèi)浴五金（打磨拋光），看似簡單的工作，如果要讓機(jī)器人來做，它要有一些力的感知等要求，它的應(yīng)用要求甚至要比用在汽車生產(chǎn)線上的還要高，比如它要防水、防塵、防爆；力控制、離線編程、曲面規(guī)劃、打磨工藝。這個(gè)行業(yè)對價(jià)格也非常敏感，如何做低成本的系統(tǒng)，這是大家要考慮的。
對于工業(yè)機(jī)器人來講，一定要和傳感相結(jié)合，尤其是與視覺相結(jié)合，來擴(kuò)展工業(yè)機(jī)器人新的應(yīng)用，同時(shí)也使得工業(yè)機(jī)器人更加適應(yīng)于環(huán)境的變化、任務(wù)的變化。
工業(yè)機(jī)器人今后也不再只是做一些單元性的機(jī)器人單元，要走向“數(shù)字化工廠”。
這是現(xiàn)有的機(jī)器人，我們希望做到下一代工業(yè)機(jī)器人，包括柔性臂、雙臂人機(jī)協(xié)同，要具有安全性、交互性。
要做到這一點(diǎn)必須挑戰(zhàn)四個(gè)任務(wù)：環(huán)境挑戰(zhàn)、任務(wù)挑戰(zhàn)、行為方式挑戰(zhàn)、自然交互挑戰(zhàn)。
（1）環(huán)境理解問題：研究機(jī)器人在自然、不可預(yù)知、動(dòng)態(tài)環(huán)境中的感知。
（2）行為方式及安全問題：研究機(jī)器人和人在緊密接觸、密切配合行為過程中確保人-機(jī)-物安全的技術(shù)。
（3）交互問題：研究機(jī)器人作為“人類助手”、乃至進(jìn)入普通人生活相適應(yīng)的友好、智能、自然的人機(jī)交互技術(shù)。
過去都是以機(jī)器為中心，人推動(dòng)搖控器、手把手教機(jī)器人怎么干活；今后應(yīng)該以人為中心。機(jī)器人來適應(yīng)人，比如人打個(gè)手勢，機(jī)器人就知道干什么；人說一句話，機(jī)器人就能理解這句話從而做出行動(dòng)；這是一個(gè)根本的改變。
（4）學(xué)習(xí)與進(jìn)化問題：研究基于反饋思想的在線學(xué)習(xí)方法，通過不斷的在線學(xué)習(xí)和吸收他人的觀點(diǎn)，提高自身能力，實(shí)現(xiàn)進(jìn)化，使其能夠適應(yīng)外界不斷變化環(huán)境和復(fù)雜多變的作業(yè)任務(wù)。在這個(gè)問題中，要研究自主學(xué)習(xí)、協(xié)同進(jìn)化、機(jī)器思維、成長發(fā)育等內(nèi)容。
我們希望利用新一代機(jī)器人構(gòu)造“智慧的工廠”，這就是工業(yè)4.0提出來的發(fā)展方向。
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