機(jī)器人參與工業(yè)制造，為何難落地？

日本、歐美等國家已經(jīng)大量使用機(jī)器人參與工業(yè)制造，從各種宣傳的視頻及業(yè)內(nèi)人士的評(píng)價(jià)看得出來工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)已經(jīng)很成熟。工業(yè)機(jī)器人既提高生產(chǎn)效率又提高產(chǎn)品質(zhì)量，在中國為什么不推廣使用呢？不管是政策上還是技術(shù)上的原因，本文針對(duì)此問題進(jìn)行了討論！

產(chǎn)業(yè)升級(jí)和轉(zhuǎn)型這幾個(gè)詞，從開始聽到到現(xiàn)在國家在中央層面已經(jīng)喊了十多年了，但是要說真正讓人感覺產(chǎn)業(yè)升級(jí)和轉(zhuǎn)型迫在眉睫，不升級(jí)不轉(zhuǎn)型就死的時(shí)間段也就是08年以后，但我認(rèn)為嚴(yán)格說應(yīng)該是11年開始，也就是這幾年，大家才真正認(rèn)識(shí)到制造業(yè)自動(dòng)化迫在眉睫，因?yàn)殡m然十幾二十年一直以來中國的勞動(dòng)力成本都在持續(xù)上升，但是自從08年后的四萬億雞血以及之后的通貨膨脹指數(shù)飆升，勞動(dòng)力成本和其它各項(xiàng)成本的突然飆升，才讓企業(yè)家深刻體會(huì)到人工的昂貴以及這種人工的制造業(yè)不可持續(xù)。

所以，這一兩年產(chǎn)業(yè)升級(jí)以及自動(dòng)化，也就是國家提出的“兩化”————信息化和自動(dòng)化，這已經(jīng)上升到了國家戰(zhàn)略，中央層面高度重視，已經(jīng)在開始著手頂層設(shè)計(jì)，既然是頂層設(shè)計(jì)，那么當(dāng)然國家是大力支持和扶持的，也在對(duì)很多進(jìn)行自動(dòng)化改造升級(jí)的企業(yè)進(jìn)行補(bǔ)貼。財(cái)政方面，銀行貸款也優(yōu)先這類型企業(yè)，也就是所謂的先進(jìn)產(chǎn)業(yè)，所以，在國家層面，是大力鼓勵(lì)發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用的，而題主問為什么不進(jìn)行大規(guī)模推廣應(yīng)用，我想說，這不是國家不支持的原因，而是中國制造業(yè)的問題，導(dǎo)致有心而無力。

既然國家鼓勵(lì)和補(bǔ)貼，那為什么在國內(nèi)沒見大范圍應(yīng)用和推廣倒是機(jī)器人公司大把呢？

首先，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正是國家鼓勵(lì)的優(yōu)先扶持和發(fā)展的先進(jìn)產(chǎn)業(yè)，各方面政策優(yōu)惠都利好，加上國內(nèi)外資本的青睞，這類企業(yè)自然就多。

其次，過去中國的制造業(yè)大部分屬于低端制造業(yè)和勞動(dòng)力密集型的，這也就是說，中國工廠雖然多，員工上千上幾萬大工廠也很多，但是真正盈利高的不多，大部分工廠看似很大很多員工，但只不過都是在低價(jià)走量，勉強(qiáng)生存罷了，比如服裝鞋帽企業(yè)，動(dòng)輒幾千員工，其實(shí)一件衣服一雙鞋也就賺幾塊錢而已，有些還沒有。那么如此低利潤的產(chǎn)品何以容得下這昂貴的工業(yè)機(jī)器人？

觀點(diǎn)一：

一、制造業(yè)要自動(dòng)化確實(shí)不是你上一個(gè)工業(yè)機(jī)械手就解決的，因?yàn)楣I(yè)機(jī)器人是沒有感情的，沒有思維和思考能力的，一切都是按照程序走的，這就意味著你要提前編好程序，告訴機(jī)器人怎么走怎么做，我什么東西放在哪，要移動(dòng)到哪里，而且還要在規(guī)定時(shí)間執(zhí)行相應(yīng)命令，要做到這些，必須有個(gè)重要的配套設(shè)備——夾具，夾具是固定產(chǎn)品位置的，一般在設(shè)置好的位置上，然后把該位置通過程序告訴機(jī)器人。

二機(jī)器人的代表就是機(jī)械手，機(jī)械手有六個(gè)自由度，自由度越大越靈活，就像人的手，捆綁住限制了自由性也就靈活度降低，也就夠不著拿不到放不到某個(gè)位置上的東西。

三、機(jī)器人沒有任何情感，那怎么讓它有感覺，那就使用傳感器，讓機(jī)器人感知溫度和位置等信息，感覺有了，就像人的神經(jīng)，感覺到了，也要有反饋和修正回路吧，這一條“執(zhí)行神經(jīng)”關(guān)系到伺服電機(jī)、控制系統(tǒng)、編程軟件、傳感器等軟硬件。這每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要技術(shù)員。

四、一條使用機(jī)器人的自動(dòng)化產(chǎn)品線涉及到操作它的產(chǎn)業(yè)工人、指揮它的工程師和編程師、工裝夾具、維護(hù)它的后勤技術(shù)員。

綜合上述一二三四點(diǎn)，先從軟硬件上看，國內(nèi)目前沒有穩(wěn)定性和精度高的伺服電機(jī)，在機(jī)器人上使用的諸如傳感器等元件上，國內(nèi)的技術(shù)還不是很高，雖然有，但品質(zhì)真的不怎么樣，這個(gè)可以關(guān)注一下中國的軍事實(shí)力（但不是看那些什么國際領(lǐng)先，自助知識(shí)產(chǎn)權(quán)等類的優(yōu)越感報(bào)道。這就意味著要進(jìn)口，目前使用較多的還是日本的產(chǎn)品，也就推高了機(jī)器人價(jià)格。再者中國雖有職業(yè)學(xué)校和高等院校培養(yǎng)技術(shù)人員，但能真正能獨(dú)立設(shè)計(jì)夾具和編寫機(jī)器人程序的真沒有多少，這就意味著使用這類產(chǎn)業(yè)工人成本較高。另外，目前世界上自由度最高的六自由度機(jī)器手，中國現(xiàn)在的技術(shù)靠自己不知還要多少年，自由度越高，技術(shù)難度越大，價(jià)格也不便宜。

所以，從目前來看，國內(nèi)從機(jī)器人制造到產(chǎn)業(yè)技術(shù)人員等方面都還不具備，機(jī)器人制造主要還是依靠日本德國等國在中國的機(jī)器人工廠（那些遍地都是的國產(chǎn)企業(yè)就忽略吧有點(diǎn)低端，高品質(zhì)軟硬件也依賴進(jìn)口，產(chǎn)業(yè)技術(shù)人員匱乏，成本高昂，這里面的編程軟件也基本使用外國軟件，還有控制系統(tǒng)，就像人的大腦，也有聰明和笨的區(qū)別，體現(xiàn)出來就是穩(wěn)定性，國內(nèi)的控制系統(tǒng)好像基本屬于空白吧！那么這一路下來的成本都不是中國的大部分低端制造企業(yè)可以承受的。

最后也說一下，也不是基本沒有，而是主要應(yīng)用在諸如合資汽車廠和一些有資金有實(shí)力的大企業(yè)中，一些產(chǎn)品有前景的中小企業(yè)也有應(yīng)用，但是真的不多（如果你是一位懂機(jī)器人的工程師，你愿意去中小企業(yè)嗎？但不管怎樣，中國會(huì)一直進(jìn)步的，但是路還真的好遠(yuǎn)?。?/p>

觀點(diǎn)二：

工業(yè)機(jī)器人能完成任務(wù)的有限。

首先，是末端執(zhí)行器，一般是夾子，因此能抓取的物體有限，日本有個(gè)實(shí)驗(yàn)正的研究的就是能抓取的多種物體機(jī)械臂（例如靈巧手）。但是一旦是多類型的物體，就要加額外的傳感器，例如攝像頭，這將涉及機(jī)器視覺，這又是個(gè)問題。如果抓取的柔性體，又是坑爹的事。因此一般能完成都是單一的重復(fù)性工作任務(wù)；

第二， 是負(fù)載質(zhì)量比（機(jī)械壁能抓取的物體的質(zhì)量與本身質(zhì)量的比），但是串聯(lián)式機(jī)械結(jié)構(gòu)，帶負(fù)載能力有限；

第三， 力的問題。重物限使能抓起，還涉及動(dòng)力學(xué)問題，特別是高速高負(fù)載高精度（又涉及電機(jī)了），這是一個(gè)麻煩的問題。目前一般用的都是運(yùn)動(dòng)學(xué)（當(dāng)然存在累積誤差、摩擦力、噪聲等），目前學(xué)術(shù)上動(dòng)力學(xué)研究比效多-----想讓一個(gè)機(jī)械臂快速重復(fù)抓取雞蛋，是相當(dāng)難的；

第四， 多機(jī)械臂合作，但這又不是很成熟的技術(shù)，能做到工業(yè)級(jí)的是N人，學(xué)院派不說；

第五， 工作空間，工業(yè)機(jī)械臂工作空間不大，如果轉(zhuǎn)為移動(dòng)式機(jī)器，你可以看一下RoboCup@Work，實(shí)際應(yīng)用還要等幾年。

最后一個(gè)問題：程序和硬件（要完成軌跡規(guī)劃、避障還是有點(diǎn)難度），不過國內(nèi)這個(gè)只要有市場，應(yīng)該沒問題。