工业机器人的现状与展望

郎大鹏 崔玉文 郑文韬

摘 要： 随着工业机器人的快速发展，其在流水线生及高危环境作业中起到的作用越来越大。同时，人们在工业领域对人工智能机器人的需求也越来越迫切。通过对工业机器人的工作领域及其特殊功能的了解，比较国内外工业机器人的发展状况，并发现目前工业机器人所存在的局限性，需要突破的发展困难以及有待开发的独特新功能，同时了解机器人如何能够更加自主智能的完成一系列复杂的工作任务。提出自己认为的可行解决方法。展望未来的发展，预测工业机器人的一些发展方向。

关键词： 机器人；工业机器人；自动化化生产

【中图分类号】 TP24 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879 （2017）20-0012-02

1.工业机器人发展史

目无可否认，作为1950年中期兴起的一门新兴科学，人工智能的出现极大地方便了人类的生活，甚至改变了世界。而机器人学作为人工智能的一个研究角度，更是处在科学的前沿机器，机器人大多分为两种：工业机器人和智能机器人。我们将机器人如下定义：机器人是一种半自主或全自主工作的机器，人类干的事由它代替完成，工业机器人是用来生产人类物质材料的机器里去，在特殊的环境中工作的叫专用机器人，在人类家庭中工作服务的叫做家庭机器人。我们将机器人的定义为“机器人是一种自动，具有智能化的仿真人类，能够从事生产，他拥有很多轴，并通过这些轴，在通过人类的编程下，能够加工各种材料，以执行种种任务".工业机器人是在工业方面进行工作的拥有很多机器手的机器人，它的出现突破了工业以人为主要生产力的局面，使作业更稳定，更准确，更安全，尤其是一些高危作业，避免人员伤亡；它接受人类的计算机指令以后，通过一系列电子操控能够智能的进行工作。一九六一年，世界上第一台工业机器人在Unimation公司诞生并在通用汽车公司进行工作。这台工业机器人能够在汽车门，汽车灯具等流水线上进行生产工作，这是工业机器人开始发展的里程碑，工业机器人从此开始进入人类生活。他们制造这台机器人成本耗资高达65000美元，还不算人力成本，但这家公司将其的将其售价仅仅定为18000美元，他们当时生产工业机器人并没有想要獲取利润，而只是想扩大工业机器人在人类社会中的影响范围，让人们更好的接受工业机器人的出现和存在，以及人们能接受工业机器人代替人们进行日常工作。

一九六七年，一台Unimate机器人在瑞典正式进行安装和工作，这是在欧洲安装运行的第一台工业机器人，也是欧洲开始接受并进行用机器人进行生产的一个起点。两年后，首台点焊机器人被通用汽车公司在其洛兹敦装配厂进行安装。Unimation机器人大大提高了生产率，工业机器人可以在人们的编程下完成车辆制造百分之九十以上的工作。只有20%-40%的传统生产厂的焊接工作由人工完成，大大加快了汽车的生产率并大大降低了汽车的生产成本。次年，第一届美国工业机器人研讨会首第一次在美国隆重举行。举行国际工业机器人研讨会能让世界各地各种机器人制造领域的研究人员和科学家有一个共同的平台进行讨论，并分享自己的想法，使人们互相借鉴世界各个顶级工程师的创意，为工业机器人的发展及创新提供了交流的地方。1997年，服务机器人的技术开始进入改研讨会，使该组织不在局限于工业机器人，而把各个机器人存在的问题及各自的优势相互综合，使人们明白以后工业机器人可能的发展方向。1971年，日本机器人协会（Japanese RobotAssociation）成立。它意味着机器人协会在国家层面首次出现。日本机器人协会最初是人们在兴趣驱动下设立的一个协会，他是通过一次工业机器人讨论大会而成立的，一九七三年，他正式被国家认可而注册成功。1994年改为现名――日本机器人协会（Japanese Robot Association，JARA）。后来他又叫日本机器人协会，是因为人们在工业机器人的不断发展与人类的物质需要的增长下，需要扩大它的工作领域，工业机器人开始逐步向非制造业进军，例如他能在医疗事业进行工作，在福利机构帮助人们，在核电站进行危险工作保护人类安全，使机器人在人类生活的各个领域都有一席之地。

一九七三年，第一台通过机电驱动的具有6轴机器人被人们所研发，它意味着世界上第一台六轴工业机器人正式面试。德国库卡公司将它使用的工业机器人改造成一台产业机器人，世界上第一台通过发动机驱动的具有6轴机器人在改公司诞生，意味着工业机器人在一定程度上又进一步获得了提升。次年，第一台通过用小型计算机控制的更加自动化的工业机器人被人们所制造。第二年，美国辛辛那提米拉克龙第一次将工业机器人通过用小型计算机控制进行生产工作，他被叫做T3机器人，从此以后世界生产格局发生了翻天覆地的变化，世界生产方式由人工被一种非人智能物体所取代，即“TheTomorrow Tool”。这是世界上第一次机器人在计算机控制下进行工作，为以后工业机器人快速发展及使工业机器人有更加完善的智能化与自动化运行能够更好相结合。从一九六零年以来，工业发达国家如美国越来越需要工业机器人的存在与工作，尤其是在汽车生产线上得到了广泛应用，他们将工业机器人在制造业上，将机器的流水线步骤交给工业机器人去完成节约人力物力，提高了加工效率与产品的一致性，不但加快了汽车生产效率及降低汽车的生产成本，而且是汽车的构造更加科学完美。随着工业机器人在人们生产线上的广泛应用，工业机器人效率的高低事关国家生产力的强弱，工业机器人成为国家制造业水平和科技创新能力的标志。

2.目前国内外工业机器人的发展

我国工业机器人约从一九八零年以后开始起步，虽然起步较晚，但经过二十年余年的不屑努力，我们已经能够与工业发达国家进行一定的抗衡，可见我国工业机器人发展之迅速，进步之快。他们帮助人们改进生活，让人们体验新科技，展望未来，先后研发出各种各样的机器人，包括能在水下探索，在山洞探索，在地下探索等机器人，甚至能够造出纳米机器人用来未来医疗治疗疾病，切割癌细胞，使癌症不在是令人闻风丧胆的疾病，速度之快前所未有。近几年，由于世界带动性的发展，中国工业机器人水平也飞速增长，需求量也进一步增大。目前国内市场年需求量在三千台左右，一年能在机器人销售方面达到二十多亿人民币。统计数据显示，中国市场上工业机器人拥有了差不多有一万台工业机器人，占全球总量的工业机器人接近百分之一，其中完全国产工业机器人（国产机器人在全国排名靠前的企业）行业集中度占了约三分之一，其余都是从许多西方发达国家引进进行生产使用的。从此可以看出，我过机器人制造业仍然没有绝对的自我生能力。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主，年出口量为只有一百台左右，因为在国外我国机器人无论在价格还是性能都有差距，因而目前国内机器人的发展还不够完善，对国外机器人的需求比较大，而国内工业机器人的出口率低下，国内机器人在产量及功能全面性与国外机器人差距仍然较大。

国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系，因此无可否认，西方发达的工业国家一直都处在科技的前沿。工业机器人已成为在流水线上自动工作的提高产率的高效率自动工具，这些公司在世界市场几乎垄断了工业机器人的市场，国内大部分企业不愿用低价的国内机器人而愿花大价钱去购买国外工业机器人。所以我国仍需要加大力量发展科技水平。

3.我国工业机器人的特点

3.1技术的先进。

工业机器运用了世界上最为先进的发展技术，如智能化等，通过这些尖端科技技术的相互结合，使工业机器人能够体现出国家科技水平的高低，象征国家综合实力的发展。工业机器人与自动化的有机结合，决定了不但工业机器人要迅速发展，自动化领域也要迅速发展，否则会使工业机器人既是拥有高端的性能，但由于没有想匹配的自动化程度所帮助，工业机器人也只是一只没有用的机器人罢了。工业机器人与自动化的相辅相成，使他们能够在各个领域进行工作，在烟草汽车制造等流水线上，工业机器人能够缩短产品加工时间，降低成本，在海事方面，他们能不分昼夜监督海上任何细微的变化，在炼金行业，他们能取代人们进行危险工作，防止有毒有害气体破坏人们的身体健康，保护人们安全。

3.2技术升级。

工业机器人与自动化是相辅相成，他们通过互相促进发展，互相进步，是工业机器人得到迅速发展，是继计算机问世以后，出现的又一个智能化，人工化的事物，之后，出现的全面改善与完善人的体力和智力的新一代的重要工具，是实现智能化和重要发展的重要手段，也是工业机器人的主要发展方向。

3.3应用领域广泛。

工业机器人与自动化两者一起工作，在人类生活的各个领域都有极其重要的作用，因为他们的存在，使人类的生活更加完美，完善，解脱了人们的双手，使人们真正能够享受到现代科技的服务，使人类更加舒适的享受现代生活。

4.工业机器人发展前景

电子产品在中国研发的脚步的放慢导致对制造设备的要求也放慢。LED生产行业已经开始在采用机器人，来替代一些简单重复的，降低这些生产成本，并通过工业机器人的流水线生产加大产率。，在一些高污染高危险的工作，由于执法严格，对员工的自身的安全考虑，工业机器人代替人们进行生产工作是不二选择，尤其是塑料制造厂，发电厂等既排放有害气体又有爆炸危险的工作，企业主都一直在引进机器人，代替人力进行生产，既降低了生产成本，也保护了工作人员的身体健康，因为现在以人为本的思想是我们目前贯彻的职业方针，保护人民的安全健康必须放在第一位，但人们又无法离开没有物质资料的生活中，塑料，重金屬又是我们重要的日常生活用品，不可能缺乏他们，尤其是在现代的工业化社会，日常生活的水瓶以及各种钢，飞机等，都是在污染极大的环境中锻造出来，如果不靠工业机器人，就需要以人生命健康安全为代价去制造生产，但像这种庞大的工作，需要大量劳动人口，不但污染了大量的人的生命安全，也增加了这些产品的成本，使我们平常出去更加昂贵，日常消费价格猛增，因而人无法离开工业机器人。

工业机器人的制造关键部分，都被国外厂商控制，版权在他们手中，在制造成本上国产机器人没有任何能够占上风的特点，国内工业机器人如果想要能够自主发展，就必须在加速器等核心部位得到突破性发展，不然我国工业机器人的发展将一直受制于国外企业的控制。即使是同样的成本拿到货，但因为技术缺乏，仍然需要更高的成本进行制造，而且所制造出的工业机器人又没有安全保障，因而我国大部分使用工业机器人的企业愿意用去购买高价国外工业机器人，也不会选择国内低价的工业机器人进行生产。

5.国内工业机器人问题解决思路

在没有任何优势的情况下，国产机器人要能够迅速发展并得到人们认可，必须有人去能够奋发图强去研究工业机器人与自动化和智能化之间的联系去提高工业机器人的智能程度，更需要有政策上的扶持，使我国工业机器人的发展有足够的人才与资金。虽然这样，我国工业机器人也要加快研发速度，不然永远会比别人慢一拍，才能赶上外国科技发展的脚步。而且中国经常缺乏创新精神，我国更应重视教育，塑造一批独立的有自我思考能力的人才，以顺应时代发展，提升我国科技实力。商人也应该尽一份责任，帮助科技的发展。

6.对于工业机器人发展的看法

我国制造业的发展正处于工业化发展进程之中，但我国正处于人口老龄化时期，高素质人才劳动力的缺少及劳动力成本较高等问题，都迫切需要我国工业机器人的快速发展以及投入到工业实际生产之中。工业机器人的发展程度，事关国家生产及生活的发展程度，因而，工业机器人的发展水平，在国家综合实力方面占据了越来越重要的地位，并将逐渐成为影响国家综合国力和经济实力的重要因素

参考文献

[1] 郎大鹏，吴良杰，高伟，董宇欣，吕天阳，大学生课堂注意力关键因素研究[J]，《计算机教育》，2014（10）：16-20

[2] 《人工智能》.清华大学出版社2006年我的地址是：黑龙江省哈尔滨市 哈尔滨工程大学，21B174，郎大鹏，13019715117