引領(lǐng)智能化浪潮,明確提出以發(fā)展工業(yè)機(jī)器人提振制造業(yè)
美國早在1962年就已開發(fā)出第一代工業(yè)機(jī)器人,但受限于就業(yè)壓力,并未立即投入廣泛應(yīng)用。直到20世紀(jì)70年代末,大量使用工業(yè)機(jī)器人的日本汽車企業(yè)對美國構(gòu)成威脅,美國政府才取消了對工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的限制,加緊制定促進(jìn)該技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的政策。此后,美國企業(yè)通過生產(chǎn)具備視覺、力覺等的第二代機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)了市場占有率的較快增長,但仍未擺脫“重理論、輕應(yīng)用”的問題,也未能打破日本和歐洲的壟斷格局。到2013年,美國工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)商的全球市場份額仍不足10%,且國內(nèi)新增裝機(jī)量大部分源于進(jìn)口。
2011年6月,奧巴馬宣布啟動《先進(jìn)制造伙伴計劃》,明確提出通過發(fā)展工業(yè)機(jī)器人提振美國制造業(yè)。根據(jù)該計劃,美國將投資28億美元,重點(diǎn)開發(fā)基于移動互聯(lián)技術(shù)的第三代智能機(jī)器人。世界技術(shù)評估中心的數(shù)據(jù)顯示,目前美國在工業(yè)機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)方面處于全球領(lǐng)先地位;其技術(shù)的全面性、精確性、適應(yīng)性均超過他國,機(jī)器人語言研究水平更高居世界之首。這些技術(shù)與其固有的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢融合,為機(jī)器人智能化奠定了先進(jìn)、可靠的基礎(chǔ)。
以智能化為主要方向,美國企業(yè)一方面加大對新材料的研發(fā)力度,力爭大幅降低機(jī)器人自重與負(fù)載比,一方面加快發(fā)展視覺、觸覺等人工智能技術(shù),如視覺裝配的控制和導(dǎo)航。隨著智能制造時代的到來,美國有足夠的潛力反超日本和歐洲。值得注意的是,以谷歌為代表的美國互聯(lián)網(wǎng)公司也開始進(jìn)軍機(jī)器人領(lǐng)域,試圖融合虛擬網(wǎng)絡(luò)能力和現(xiàn)實(shí)運(yùn)動能力,推動機(jī)器人的智能化。谷歌在2013年強(qiáng)勢收購多家科技公司,已初步實(shí)現(xiàn)在視覺系統(tǒng)、強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)與手臂、人機(jī)交互、滾輪與移動裝置等多個智能機(jī)器人關(guān)鍵領(lǐng)域的業(yè)務(wù)部署。若其機(jī)器人部門能按照“組織全球信息”的目標(biāo)持續(xù)成長,未來谷歌既可以進(jìn)入迅速成長的智能工業(yè)機(jī)器人市場,又能從機(jī)器人應(yīng)用中獲取巨量信息來反哺其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
日本
產(chǎn)業(yè)體系配套完備,政府大力推動應(yīng)用普及和技術(shù)突破
戰(zhàn)后日本經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速增長期,勞動力供應(yīng)不足和以汽車為代表的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展刺激了工業(yè)機(jī)器人需求快速增長。上世紀(jì)60年代,日本從美國引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)后,通過引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新,于1980年率先實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的商業(yè)化應(yīng)用,并將產(chǎn)業(yè)技術(shù)和市場競爭優(yōu)勢維持至今,以發(fā)那科、安川為代表的日系工業(yè)機(jī)器人與歐美系工業(yè)機(jī)器人分庭抗禮。2012年,受益于下游汽車產(chǎn)業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求大幅增長,日本再次成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場,工業(yè)機(jī)器人密度高達(dá)332臺/萬人,為全球最高。
日本工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢在于完備的配套產(chǎn)業(yè)體系,在控制器、傳感器、減速機(jī)、伺服電機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件方面,均具備較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢,有力推動工業(yè)機(jī)器人朝著微型化、輕量化、網(wǎng)絡(luò)化、仿人化和廉價化的方向發(fā)展。近年來,還呈現(xiàn)出以工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢帶動服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢,并重點(diǎn)發(fā)展醫(yī)療/護(hù)理機(jī)器人和救災(zāi)機(jī)器人來應(yīng)對人口老齡化和自然災(zāi)害等問題。
日本政府在其中發(fā)揮著重要作用。早在日本工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的起飛階段,日本政府就通過一系列財稅投融資租賃政策大力推動機(jī)器人的普及應(yīng)用,并通過“研究與開發(fā)”政策推動技術(shù)突破。正式成立于1972年的日本機(jī)器人工業(yè)會也發(fā)揮著重要作用。該組織以鼓勵研究與開發(fā)、爭取政府政策支持、主辦博覽會等方式推廣普及工業(yè)機(jī)器人。進(jìn)入新世紀(jì)以來,日本政府更加重視對工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2002年,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省開始實(shí)施“21世紀(jì)機(jī)器人挑戰(zhàn)計劃”,將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為高端產(chǎn)業(yè)加以扶持,采取了加大研究與開發(fā)支持力度、發(fā)展公共平臺、開發(fā)新一代機(jī)器人應(yīng)用和人機(jī)友好型機(jī)器人等扶持措施,力圖將全球領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)拓展到醫(yī)療、福利和防災(zāi)等社會事業(yè)領(lǐng)域。2004年,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省推行的“面向新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)報告”將機(jī)器人列為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè),2005年的“新興產(chǎn)業(yè)促進(jìn)戰(zhàn)略”再次將機(jī)器人列為七大新興產(chǎn)業(yè)之一。此后,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省借助各類產(chǎn)業(yè)政策扶持機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成為常態(tài)。日本總務(wù)省、文部科學(xué)省、國土交通省等部門積極實(shí)施機(jī)器人相關(guān)項(xiàng)目,并通過舉辦“機(jī)器人獎”“機(jī)器人競賽”等社會活動,推動機(jī)器人技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級,政府資助人機(jī)交互技術(shù)及軟件開發(fā)
雖然德國稍晚于日本引進(jìn)工業(yè)機(jī)器人,但與日本類似,二戰(zhàn)后勞動力短缺和提升制造業(yè)工藝技術(shù)水平的要求,極大地促進(jìn)了德國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。除了應(yīng)用于汽車、電子等技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)外,德國工業(yè)機(jī)器人還廣泛裝備于包括塑料、橡膠、冶金、食品、包裝、木材、家具和紡織在內(nèi)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),積極帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級。2011年,德國工業(yè)機(jī)器人銷量創(chuàng)歷史新高,并保持歐洲最大多用途工業(yè)機(jī)器人市場的地位,工業(yè)機(jī)器人密度達(dá)147臺/萬人。
德國政府在工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的初級階段發(fā)揮著重要作用,其后,產(chǎn)業(yè)需求引領(lǐng)工業(yè)機(jī)器人向智能化、輕量化、靈活化和高能效化方向發(fā)展。20世紀(jì)70年代中后期,德國政府在推行“改善勞動條件計劃”中,強(qiáng)制規(guī)定部分有危險、有毒、有害的工作崗位必須以機(jī)器人來代替人工,為機(jī)器人的應(yīng)用開啟了初始市場。1985年,德國開始向智能機(jī)器人領(lǐng)域進(jìn)軍,經(jīng)過10年努力,以庫卡為代表的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)占據(jù)全球領(lǐng)先地位。2012年,德國推行了以“智能工廠”為重心的“工業(yè)4.0計劃”,工業(yè)機(jī)器人推動生產(chǎn)制造向靈活化和個性化方向轉(zhuǎn)型。依此計劃,通過智能人機(jī)交互傳感器,人類可借助物聯(lián)網(wǎng)對下一代工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。這種機(jī)器人還將具備生產(chǎn)間隙的“網(wǎng)絡(luò)喚醒模式”,以解決使用中的高能耗問題,促進(jìn)制造業(yè)的綠色升級。目前,德國聯(lián)邦教育及研究部已開始資助人機(jī)互動技術(shù)和軟件的研究開發(fā)。
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