中国将迎来发展先进制造业的最佳战略机遇期-《先进制造工艺技术》书评

　　专家呼吁应把加快发展先进制造业列为国家战略；五大举措'工信部将围绕先进制造业发展统筹顶层设计、改造提升传统产业、加快推动战略性新兴产业、促进绿色循环低碳工业、加快实施'走出去'战略；难得机遇'未来10年中国将迎来发展先进制造业的最佳战略机遇期。在日前举行的'2013中国国际先进制造业大会'上，作为对党的十八大提出的'推动战略性新兴产业、先进制造业健康发展'重要决策部署的回应，相关政府官员和诸多专家、企业家结合当前国际国内制造业发展态势，围绕如何加快发展先进制造业、实现制造业的'中国梦'展开了热烈讨论。

　　据英国《金融时报》近日报道，代表美国硅谷最新技术的'谷歌眼镜'，将贴上'美国制造'的标签。谷歌公司将与台湾代工商鸿海精密（富士康在美国的母公司）合作，在美国制造这款运用了最新'可穿戴计算'技术的产品。

　　这很难不让人产生联想。因为早在去年12月，苹果公司首席执行官库克就表示，'出于技术考虑，打算把设在中国的部分产品生产线转移回美国国内。'而在此之前，美国通用电气也宣布将部分生产线从墨西哥和中国迁回美国。这是不是表明，美国制造业准备开始从海外，特别是中国这个'世界工厂'回流'了？我们不由得想起今年2月，奥巴马在新任期发布的第一份国情咨文中针对近年来唱衰美国制造业的呼声再次强调，'要将制造业放在核心地位，使美国成为新就业和制造业的磁极'。因此，一些美国企业近期的'回流'举动，被认为是响应了奥巴马政府'确保下一场制造业革命发生在美国'的号召。

　　暂且不论美国制造业的'回流'会如何实现，这起码表明了一种思潮，那就是抢占先进制造业的制高点，已经成为越来越多发达国家的国家战略。我们注意到，欧盟也在不遗余力提高高端制造业技术水平，正在着力发展电动汽车产业、机器人产业等先进制造业，力图在全球制造业格局中继续占得先机。可以看到，在经历了金融业的深刻危机后，美国和欧盟都重新审视了实体制造业的意义，尤其是先进制造业在整个经济体系中的作用。德国经济在席卷全球的金融危机当中受到的冲击与其他发达国家相比较小，主要原因是德国经济建立在先进制造业的基础上，德国的机械装备和汽车制造业保持了很强的竞争力。

　　相比之下，作为'世界工厂'的中国所面临的形势如何呢？随着'第三次工业革命'概念的提出，'中国制造'将因人力成本（提高）、人力贡献（降低）以及新型定制化生产（的出现）而失去竞争力'的言论此起彼伏。中国目前已是世界第二大经济体和制造业大国，据预测，中国汽车产量在2015年将接近3000万辆，2020年达到4000万辆；未来20年，中国需新增5260架飞机，总价值达6700亿美元。与此同时，航空、汽车、高铁、工程机械等行业对中高端数控机床的需求也在不断提升，到2020年中国中高档数控机床年需求量或将达12万台。对此，中国制造业冠军联盟负责人罗百辉认为未来的10年，中国将迎来发展先进制造业的最佳战略机遇期。但制造业的总体自主创新能力薄弱、先进装备贸易逆差严重、高端装备与智能装备严重依赖进口，严重制约制造产业的健康发展。制造业的'中国梦'怎么实现？改革开放以来的30多年，制造业一直是我国经济发展的强劲动力，经过近10年的快速发展，就总量和规模而言，我国制造业已位居世界第一。然而，我国制造业的发展面临一系列的挑战，目前正处于发展的关键时期，转型升级刻不容缓，加快发展先进制造业势在必行。

　　罗百辉表示，中国拥有世界上最好的工业组件供应链，且相对于人力成本更低廉的东南亚国家，中国的基础设施条件无疑要优越得多。目前，有的中国企业也已经开始将一些劳动密集型的业务再外包给东南亚国家，以节省人力成本。在提高劳动生产率方面，中国也存在很大的进步空间。根据日本野村证券的数据，目前中国的数字化设备比例只占28%，日本的这一数据则为83%，但是中国的增长速度却远远超过相同发展阶段的日本。在罗百辉看来，我国先进制造业的发展已有一定基础，但与美国等国家的先进水平相比有较大差距。如果战略正确、措施有力、实现协同创新，经过10年20年的努力，我国先进制造业将有较大发展并在某些领域领先。

　　当前，我国先进制造业大致由两部分构成，一部分是传统制造业吸纳、融入先进制造技术和其他高新技术尤其是信息技术后，提升为先进制造业，例如数控机床、海洋工程装备、航天装备、航空装备等；另一部分是新兴技术成果产业化后形成的新产业，并带有基础性和引领性的产业，例如增量制造、生物制造、微纳制造等。朱森第认为，未来10年我国制造业的制造将更加个性化，更加凸显服务特色，制造过程更加趋于友好和开源，基于网络的制造更加活跃和普遍，制造将成为效率更高和质量更好的经济活动。他建议，应密切关注一些革命性技术的发展，包括再生能源、复合材料、大容量储能技术（氢储能）、能源互联网（分布式电网）、分散式制造（网络制造、云制造）、定制化生产、数字制造技术、智能集成制造技术、增量制造技术等。

　　中国工程院院士卢秉恒提出，3D打印技术目前已在国防、汽车、航空航天、生物医药、土木工程等领域中得到广泛应用。可以预见，随着3D打印材料的多样化发展以及打印技术的不断革新和日臻完善，3D打印势必促进制造业的变革。中国工程院院士谭建荣指出，数字化与互联网信息技术以及新能源技术的结合正在孕育一场新的产业革命，这必将对国民经济的各个支柱产业带来根本性的变革。

　　'我国制造业的劳动力红利时代即将结束，很多发展中国家已接纳了不少转移的产业，对我国制造业形成了挑战。美国及其他工业发达国家若引领新一轮产业革命，将使其重获制造业优势。对'前有围堵后有追兵'的局面，加快发展先进制造业刻不容缓，这将极大支持我国国民经济发展。'罗百辉认为，应把加快发展先进制造业列为国家战略，通过若干年的努力，使先进制造业成为我国参与国际竞争的先导力量。

　　目前，我国制造业的持续发展面临诸多问题。例如，资源环境的制约异常突出，产业发展乏力，产业技术创新能力薄弱，产业结构调整的任务非常艰巨，发展方式转变十分困难。工业和信息化部装备工业司副司长王卫明表示，我国正处于工业化中期向后期加速转变的关键阶段，制造业发展正在步入一个新的阶段，处于一个新的转折点。高速增长已不可持续，中速发展将成为常态，长期积累的深层次矛盾形成倒逼机制，促使制造业到了必须转型升级的新阶段。与此同时，支撑我国制造业发展长期向好的基本因素没有变，一些积极条件和有利因素正在形成。可以认为，我国制造业发展正面临转型升级的战略机遇期。

　　在政策层面，党的十八大已经对发展先进制造业提出了新要求。据悉，今后一段时间，围绕加快制造业转型升级的战略部署，工信部将着力抓好五个方面的工作和任务。一是加快实施创新驱动发展战略，统筹先进制造业发展的顶层设计，强化核心关键技术和共性技术攻关。二是大力推进传统产业改造提升，坚持利用信息技术和先进适用技术改造传统产业，深化信息技术在各行业的集成应用，提高研发设计、生产过程、生产装备、经营管理信息化水平，提高传统产业创新发展能力。三是加快推动战略性新兴产业健康发展，加强统筹规划，实施国家科技重大专项，集中力量突破高端装备、系统软件、关键材料等重点领域的关键核心技术，着力提升关键基础零部件、基础工艺、基础材料、基础制造装备研发和系统集成水平。四是积极促进工业绿色循环低碳发展，健全激励约束机制，探索绿色发展新机制新模式，加快构建资源节约型、环境友好型工业体系，促进工业文明和生态文明协调发展。五是加快实施'走出去'战略，形成以技术、品牌、质量、服务为核心的出口竞争新优势。

　　抢占中国3D打印起跑线 各地掀起布局热潮'；

　　全球工业正在经历第三次工业革命，与以往不同，本次革命对制造业的发展也会带来巨大影响，其中一类最重要的新技术就是快速成型技术，快速成型技术大致可分为7大类，包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。

　　美国白宫发表了一份声明，宣布美国政府部门将联合私营部门共同出资建立制造业创新研究所，以扶持美国制造业和鼓励企业在本土投资。而研究所建立后的主要任务将是研发3D打印技术。

　　美国国防部、能源部和商务部等5家政府部门将共同出资4500万美元，首笔资金为3000万美元；由俄亥俄州、宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州的企业、学校和非营利性组织组成的联合团体将出资4000万美元。

　　据国际模协秘书长罗百辉介绍，快速制造思想产生于上世纪80年代。1992年，美国DTM公司(现已并入美国3DSystems公司)研制成功世界第一台采用粉末材料的激光快速制造装备。美国、德国、日本等国的制造企业将之用于蜡、砂型的快速制造，大大提升了传统铸造工艺的技术水平。

　　3D打印技术源于上世纪

　　当下发展中国家的劳动力成本正逐年上升，要在新一轮竞争中胜出，得靠技术创新优势3D打印又称增材制造技术，3D打印技术的核心制造思想最早起源于19世纪末的美国，到20世纪80年代后期3D打印技术发展成熟并被广泛应用。

　　100多年前美国研究照相雕塑和地貌成形技术，也就是发展到今天的快速成型。它的最早的3d打印机,把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。打印出的产品，可以即时使用。美国科学家发明了一种可打印出三维效果的打印机，并已将其成功推向市场。普通打印机能打印一些报告等平面纸张资料。而这种最新发明的打印机，它不仅使立体物品的造价降低，且激发了人们的想象力。未来3D打印机的应用将会更加广泛。

　　随着3D打印技术的发展和激光技术的进步，研究人员开始尝试用该技术将金属材料直接制造成零件。3D打印更适合制造快速成型的产品，如一些精巧的工艺品。在大批量生产方面，还须依靠传统制造。

　　今年，中国首家3D打印照相体验馆也在西安面向公众开放了。之所以说是开放，不是开业，是因为目前并非商业行为，而是西安非凡士机器人科技有限公司(EliteRobotics)的3D打印体验馆的体验项目。非凡士是一家成立于2011年9月，位于西安高新区创业园内，致力于教育、科研与家用机器人的研究、开发和销售，并提供机器人相关集成技术服务和领先解决方案的公司。

　　该公司使用的是MakerBotReplicator?3D打印机，非凡士的举动醉翁之意不于经营3D打印照相馆，而在于推广Makerbot公司的3D打印机。他们已成为美国MakerBot公司的中国代理商，将面向全国销售MakerBot3D打印机。

　　用3D打印机打印人像先得拍照，顾客要站在白色布景前，摄影师通过三维扫描仪将真人进行360度扫描，得到全身数据后建立3D打印文件，打印机将按照数据，分毫不差地将人像'还原'。由于耗时长、材料贵，因此，3D打印人像价格不菲。尽管如此，每个月仍有三四十位顾客来体验这种新的打印技术。

　　3D打印技术并非新兴产物，它被称为'上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场'。尽管3D打印技术早已产生，但在国内认知度的提升却是近一年的事。3D打印技术在全球的推广正以惊人速度在增长。在《环球科学》杂志2013年一月刊中评选出2012年最值得铭记、对人类社会产生影响最为深远的十大新闻，'3D打印'位列第九，理由是'3D打印将在制造业和科研领域引发一场革命'。

　　3D打印简史

　　1986年，CharlesHull开发了第一台商业3D印刷机。

　　1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专利。

　　1995年，美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。

　　2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机SpectrumZ510由ZCorp公司研制成功。

　　2010年11月，世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。

　　2011年6月6日，发布了全球第一款3D打印的比基尼。

　　2011年7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。

　　2011年8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。

　　2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。

　　3D打印有望成为新一轮工业革命的领导者

　　利用3D打印技术改善艺术及生活的例子屡见不鲜。例如荷兰时尚设计师IrisvanHerpen展示了它的服装设计作品，这些服装作品全部使用3D打印机一次成型。通过3D打印技术制造的服装，突破了传统服装剪裁的限制，帮助设计师完整地展现其灵感。而在Cornell大学的一个项目中，研究团队制造了一台3D打印机用于打印食物，展现了烹调的独特方式。其优势在于能够精确控制食物内部材料分布和结构，将原本需要经验和技术的精细烹调转换为电子屏幕前的简单设计。

　　3D打印的出现，让大家眼前一亮。衣服、汽车，甚至是飞机上的高端部件，都能打印。未来，只要能制造的东西，都能靠3D打印和4D打印，打印出来。3D打印，是挽救制造业的一把钥匙，让传统制造业插上了信息化的翅膀。

　　今天的3D技术，主要特指基于电脑和互联网的数字化立体技术。3D打印机出现在上世纪90年代中期，是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置，把计算机上的蓝图变成实物，在成本、速度和精确度上都远胜于传统制造技术，其工作原理是将一项设计物品转化为3D数据，然后采用分层加工、叠加成形，即通过逐层增加材料来'打印'成3D实体。与传统的材料加工技术完全不同，3D打印具有仿真性强、速度快，价格便宜，高易用性等优点，是对传统制造业的颠覆性变革。有人甚至将3D打印机看成是第三次工业革命的影子，与蒸汽机和电力相提并论。

　　从消费市场来说，传统的大批量制造生产几乎能提供任何人们最基本的吃穿住行玩等消费产品，但是这些产品都是标准化的，千篇一律，手工生产的个性化产品虽然地道，品质精良，内涵丰富，但耗时巨大。而3D打印技术既可满足人们越来越苛刻的对个性化产品的追求欲，还可大大提高生产效率。

　　从人力成本来说，一个技术工人可看管数台3D打印机，就像纺织工人看管织布机一样，而劳动效率却有数倍甚至数十倍的提高。正因为如此，美国政府捷足先登，将3D打印揽入怀中，试图成为新一轮工业革命的领导者，继续占据全球工业的制高点。

　　3D打印产业开始掀起布局热潮

　　3D打印技术，可以在无需任何模具、刀具和工装的情况下，以ABS、PP、PLA等高分子树脂材料、光敏树脂、橡胶、尼龙、冶金粉末、钛合金等作为原材料，采用材料累加法，根据三维扫描并储存在电脑中的CAD数据，在计算机驱动控制下，用激光熔融的方法将材料逐层堆积，最终形成三维实体产品，实现'无模制造'。罗百辉表示，化工行业既为3D打印提供主要的原材料，也是其应用的重点行业之一。与传统的制造模式相比，由于3D打印无需道具与加工模具等生产准备，即可实现任意复杂形状零件原型制造，具有速度快、精度高、性能稳定等优点。同时，该技术可使用多种耗材制作各种产品，使新产品设计开发周期缩短数倍甚至数十倍，费用节省30%~50%，加工效率提高3~5倍，新品成功率显著提高，产品开发成本和市场风险有效降低。

　　据调查，成都高新机械工程学院和材料工程学院等，在数据分层软件、成型软件等领域已经积累了一定的研究开发和人才培养成果；四川大学和西南交大则在3D打印应用技术方面有实践经验，新材料产业则正是成都的优势主导产业。

　　材料在3D打印技术产业链条中恰恰是最关键的环节。尽管3D打印技术实现产业化仍需时日，但成都已经具备了'抢跑'的产业基础，在材料和航空航天领域都有较大的突破空间。

　　据悉，今年1月底，中国3D打印技术产业联盟已与成都双流县达成意向，拟共同出资5亿在双流建设3D打印技术产业创新中心，向成都及周边地区的电子、汽车、机械设备等企业推广3D打印技术。同时，四川大学也正积极与一家本土企业合作，准备利用3D技术研发打印水陆两用汽车。

　　而随着成都首批重大产业技术路线图及相关产业研究报告的出路，成都无疑将刮起一股更为迅猛的3D打印产业布局热潮。

　　在国内，北京已建立'中国工业设计技术服务联盟'，整合了国内外39家从事打印技术的机构，培育设备供应企业。其中一家企业已推出万元级3D打印机，2012年产品销量达3000台。

　　在陕西，已成立了三维打印产业联盟，其发展重点为低价位3D打印设备及医疗3D技术，并面向航天、超高飞行器方面作陶瓷材料的超前研发。

　　在南京，正在规划以企业为基础平台，聚集江苏省内的高校资源，筹建省级'3D打印协同创新中心'、'3D打印技术研究院'、'3D打印服务体验中心'等。

　　3D打印改变未来制造模式

　　在3D打印刚刚萌芽的时候，人们根本不会想到这种看似虚幻的想象力会有变成现实的一天。而如今，3D打印技术正在向着令人神往的方向发展，慢慢去一步步验证着这一神奇。当然在现阶段，3D打印技术还有很多局限性，但随着技术的不断完善，以及越来越多的人愿意去尝试并创作，相信在未来，3D打印前景会大有可观。

　　对3D打印机而言，无论是生产一件产品还是生产机器能容纳的最大量的产品，开动机器的成本都是一样的。这就如同办公室里的二维打印机，无论打印一张信笺还是更多的文件，一直打印到墨盒需要更换、纸张需补充为止，其打印的单位成本总是一样的。

　　越来越多的事实表明，3D打印机已不再是设计师和科学家的专属机器，它已经从实验室和工厂逐渐走出来，并且走进学校和家庭，与我们每个普通人的生活息息相关。3D打印的衣服和鞋子已经多次出现在全球各大时装展，3D打印的饼干和蛋糕已经成为一些家庭餐桌上最受欢迎的小点心，3D打印的咖啡桌和个性家具颇受年轻人的喜爱，而在自行车和汽车等交通工具的设计中也越来越多地体现出3D打印元素。从小朋友的'喜羊羊'牙刷和定制玩具，到父母的立体婚纱照，再到爷爷奶奶的助听器和义齿，3D打印让家庭中的每个成员都感到惊喜并从中受益。

　　目前3D打印机制作3D产品需要提供3D制作图才能进行制作，对于普通用户来说可能比较困难，不过对于未来3D打印机来说，可能只需提供产品的多个角度的照片就可自行制作成3D制作图，或者可以像《十二生肖》电影中，通过专业手套来进行扫描产品，之后再通过3D打印机来制作即可。另外，未来3D打印机也会在家庭中必备的家电产品，制作DIY产品都可以使用3D打印机来进行制作，未来3D打印机可以为家庭添色不少。

　　随着中国制造业劳动力成本上涨，基于3D打印技术和互联网平台的全球云制造模式将体现出更廉价、更快捷并且更绿色环保的优势，这将极有可能取代现有的中国制造模式。其次，3D打印的广泛应用使得整个产品研发过程都可以在企业内部进行，这将使研发周期缩短并且很好地保护了设计方案。然而，对于大量依靠模仿而生存且缺乏原创设计力量的中国微小企业来说，这无疑是一个沉重的打击。令人欣慰的是，在中国北京、西安、成都和武汉等城市，政府已经陆续开始着手对3D打印相关产业进行布局和规划，从设备研发、软件设计、材料制备和技术服务等众多环节全面鼓励发展3D打印产业。希望中国能够把握此次制造业转型改革机遇，成为世界3D打印产业强国。

　　3D打印技术正在遵循三步走的发展路线，逐渐从打印物体外形过渡到打印物体内部构成，最终发展到可以打印物体的高级功能和行为的阶段，因此我们相信：在不远的将来，每个人都可以在家中打印可通话的手机、爬来爬去的迷你机器人，以及其他新奇好玩的电子产品。

　　中国工业机器人需求激增 机电IT软件融合破局

　　工业机器人通常由3个部份组成'机械系统、控制系统与智能系统。金模网CEO罗百辉认为，工业机器人是一个机电一体化的行业，IT企业可以发展先进的人工智能软件系统。

　　上世纪90年代，美国选择了信息高速公路的科技发展战略，而日本选择了人工智能和机器人。经过20年，互联网的发展速度远远超过机器人，而美国也站在了科技时代潮流的巅峰。

　　今天，互联网依然是主流，然而越来越多的人士却预测机器人和自动化技术将是下一步改变世界的革命性技术。富士康100万台机器人计划就呼应了这一预测。机器人时代来临毋庸置疑。那么，此时此刻，中国的产业界是否已经做好准备?IT企业是否能使机器人更加智能化?罗百辉认为，我国本土机器人企业掌握的技术成熟度还不够，可靠性还要加强，IT企业可以发展先进的人工智能软件系统。

　　中国需求正在激增

　　预计到2014年我国工业机器人需求量将达到3.2万台，成为全球最大的需求国。

　　工业机器人通常由3个部份组成'机械系统、控制系统与智能系统。机械系统包含驱动机构(如：液压式、气动式及电动式)及执行机构 (由基座、腰部、臂部、腕部和手部组成)。手部又被称为末端执行器，视工作用途可以是夹爪、焊枪或喷嘴。控制系统负责计算手部在工作上所需的空间坐标定位、配合基座、腰部、臂部与腕部上的关节轴组转向，决定机器人的工作姿态。智能系统是通过计算机软件运算，决定手部最佳的点对点或连续移动路线，及进行干涉分析以避免与工件、夹具和其他设备发生碰撞，并快速地输出工作程序，指挥控制系统达成所需的工作效果。

　　西门子工业软件(Siemens PLM Software)亚太区市场部数字化制造市场经理雷伟鸣表示，总体而言，今天的工业机器人是一个集成机电与计算机软件的系统，企业须掌握良好的机械、伺服电机、精密减速器和传感器系统的工程设计及分析能力，掌握综合的计算机仿真、可视化和编程实力，并充分了解应用行业的工作准则及需求。

　　我国工业机器人起步于上世纪70年代初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。从开展工业机器人研究至今，中国的工业机器人产业在不断进步中。罗百辉表示，近些年，我国先后涌现出新松机器人、博实自动化、埃夫特(奇瑞装备)、巨一焊接、广州数控、沃迪、青岛软控等近60家从事工业机器人生产的企业，但产品产业化应用程度较低，多数处于几十台的生产规模。

　　就应用情况来看，近3年市场需求激增，并且由汽车产业向电力和电子、机床、化工等诸多领域拓展，市场需求空间大。2010年开始我国工业机器人需求量激增，比2009年增加了1.7倍，2011年比2010年增加51%，预计到2014年需求量将达到3.2万台，成为全球最大的需求国。这主要是因为我国劳动成本快速上涨，一些企业开始用工业机器人替代人工。

　　国外品牌占据大部分市场

　　中国80%的市场份额被ABB、FANUC、安川和KUKA四大企业占据。

　　近年，机器人的普及化应用，已经由初期的单一机器人工作单元，发展为多个机器人的工作群组，甚至能组成完成整个制造流程的生产线。

　　谈到国际国内的差距，雷伟鸣表示，国际与中国市场对机器人性能的关注都有共同点，如工作空间大、速度快、响应时间短、精度与可靠度高、自重轻、持重大、灵活性高、操作者界面改进、模组化、离线编程(OLP)、节能、操作成本相对低等条件。

　　但是，由于人工劳动力成本的差异，中国市场对应用机器人执行生产工作时，仍会使用人工进行上料、下料及堆垛的工作，造成自动化水平不够高以及机器人与人工劳动力比例较国外市场偏低等现象。据国际机器人联合会数据显示，中国2011年的这一数字是21台，国际平均水平是55台，其中美国是135台，德国是251台，日本是339台，韩国是347台。

　　而在中国市场上，日本及欧洲品牌的机器人产品占据了大部分份额。据金模工控网了解，中国市场80%的市场份额是被ABB、FANUC、安川和KUKA四大企业占据。罗百辉分析认为，这些国外品牌藉着较早起步的技术优势和实践经验，机器人的性能，尤其是控制系统、智能化与网络化等性能都较中国产品领先。而中国本地开发的机器人产品性能限于关节型装、点、搬运、码垛机器人等系列产品，欠缺其自主性，如零件加工精度不够高、关键部件几乎全靠进口、研发力量零散而不连续、有影响力的本地大企业对自主研发热情不高、生产批量少等因素，都阻碍着中国机器人产业链的发展。

　　IT机会在于集成合作

　　机器人控制系统将向着基于PC机的开放型控制器方向发展。

　　工业机器人涉及技术跨学科、跨领域，而其控制系统堪称'大脑'，也是IT企业可能有所作为的地方。

　　控制系统是决定机器人功能和性能的主要因素，它的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。模块化、层次化的控制器软件系统、机器人的故障诊断与安全维护技术、网络化机器人控制器技术等关键技术直接影响到工业机器人的速度、控制精度与可靠性。眼下，机器人控制系统将向着基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化，伺服驱动技术的数字化和分散化，多传感器融合技术的实用化，以及工作环境设计的优化和作业的柔性化。罗百辉认为，软件企业或IT企业在工业机器人领域的发展机遇，主要是针对控制系统与智能系统的自主发展，建立产业化平台，扶持自主品牌整机企业，以规模化应用带动持续研发，寻求技术突破。这些IT企业会碰到的难题包括制定与普及产业化平台的标准，机电与软件的系统集成，智能化地提高零件加工的公差精度，提高工程团队的协同工作能力，形成自主的产业链架构，从而摆脱依赖进口技术的束缚。

　　美国新泽西技术学院(NJIT)机械及工业工程系教授Paul G. Ranky博士指出，软件和复杂的机器人系统不能真正分开。虽然也有一些机会去创造机器人程序设计和仿真工具，或质量评估和控制软件工具，以及为工业机器人系统而设的其他工具，但是高级工业机器人是复杂的系统，是由硬件和软件与设备和诸如传感器网络、视觉系统、其他高级工业机器人和工厂控制自动化系统等其他系统紧密集成的，所以软件不能被真正分开。

　　Paul建议，应该看看哪些是最好的工业机器人设计和制造公司，与他们联系合作，精心设计集成系统和更多新的应用程序。许多人错误地认为，复制软件就能解决问题。但唯一的解决方案是基于适当的协议，在共同的道德认识和国际版权、设计权法律的基础上，与这些领先的公司开展合作，并一起创建新的系统。

　　ABB集团中国机器人事业部精密组装部负责人张晖也表示，机器人对于IT行业来说也许是一个机会，但是IT企业制造机器人的优势不明显，因为他们缺乏相关的机电知识，对于机器人控制和零部件构造的了解也很有限，这些都限制了IT企业参与工业机器人的研发和制造。IT企业可以发展先进的人工智能软件系统，但是目前这些系统对于制造工业机器人的贡献还很有限。

　　企业观点

　　ABB集团中国机器人事业部精密组装部负责人张晖

　　使用机器人可显著提高生产效率

　　广义来说，顾名思义，工业机器人最常用于工业制造领域，适合各种工作。其中应用最多的是汽车行业和食品饮料行业。机器人在汽车制造中的焊接、喷涂、动力总成等工艺中已有很多应用。在食品饮料工业，机器人通常用来代替人工进行拾料、码垛和包装等作业。

　　比如今年年初和我们签订订单的一家国内知名乳液集团，他们生产乳品的生产线产量大、产速高，需要大量工人将包装好的乳品从生产线上捡拾、码放到包装箱里。整个过程劳动强度大，但是工作内容又十分繁琐和枯燥，因此工人流失率非常高。对于企业来说，频繁的招工会带来额外的成本，培训新工人成长为熟练工也需要一定的时间，同时，季节性的招工荒对于企业生产活动的正常开展影响也非常大。

　　我们的项目团队在实地考察了生产情况后，为客户量身定制了一套机器人解决方案。我们利用机器手灵活地模拟人手将乳品从流动的生产线上分拣装箱。这样的好处是，相较于不同工人有不同的操作手法，机器人每次拾料的数量和码放的路径可以固定下来，这样可以确保生产质量和生产时间，既方便企业控制质量和产量，也利于他们做生产统计。

　　在一些需要重劳力的传统领域，使用机器人可以显著地提高企业生产效率，减少工人的劳动负担。

　　需要指出的是，近年来，电子行业使用机器人的比例也在逐渐增高，正在成为一个非常重要的业务部分。机器人目前比较集中于手机外壳等零部件的加工处理和整机总装。这些工艺需要很大的人耗，又因为步骤重复容易让工人工作心情低落，进而影响生产质量的稳定性。机器人的引入可以将人从危险、枯燥和辛苦的工作中解放出来，从事更有价值的工作。

　　简而言之，机器人的应用十分广泛，在离散制造领域，比如3C行业，机器人多参与制造环节；在过程制造领域，比如化工行业，机器人多参加码垛包装等后端环节。我们期待未来在越来越多的领域看到工业机器人的身影。

　　机器人可变程序实现'柔性生产'

　　应用工业机械人的可变程序特性，可以解决多品种、中小批量生产或混流生产的自动化难题，实现'柔性生产'的概念。并且，机器人可以确保产品质量的稳定性、均匀性与一致性，并能节省材料和能源，提高产品的竞争力。此外，机器人也会用于高温、噪音、粉尘、有毒、辐射、危险的环境下，进行一些单调或重复性的工作，弥补人工劳动力的不足。

　　西门子工业软件的Tecnomatix机器人及自动化设备规划软件使制造企业能够通过虚拟方法，完成机器人及自动化系统，包括具有可变生产组合的高度自动化工厂的开发、仿真及试运行。多个工程专业可利用此虚拟环境，规划并验证从一个工作单元到整个生产线的制造系统。Tecnomatix Process Simulate技术通过支持系统层面的生产工装设备离线验证，实现虚拟试生产。

　　Tecnomatix机器人及自动化设备规划方案使制造企业不论使用生产单个产品的专用生产线，还是使用混线模式的生产设施，均能够缩短新产品的上市时间。此方案可应用于由机器人、人工及其他设施组成的生产系统。这个强大的解决方案可以帮助制造企业提高生产能力，满足更高的质量目标，并优化车间配置及利用率。

　　Tecnomatix机器人及自动化设备规划方案让制造企业能够利用一个协同化的3D环境，当构建完整的制造系统时，多位工程师就能够彼此共享他们的工作单元设计，工程团队就可以对设计变更进行快速响应，同时制定工作单元及生产线的构建决策。

　　此外，这个方案提供基于事件的仿真和验证功能，让工程团队能够利用PLC设备，反映出实际车间中安装的部件。这些虚拟设备的响应方式与对应的仿真就更一致与精确，同时大幅地缩短了量产的准备时间。它还能模仿不同机器人制造商的编程控制器，确保精确的编程、节拍时间及机器人轨迹。图形化的用户界面让工程师可完全控制验证中的信号。仿真功能使工程团队更易发现变更，并通过可视化的方法把信息传达给各个队员。

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　　应用范围

　　工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。

　　应用领域

　　随着工业机器人向更深更广的方向发展以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用范围还在不断地扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。此外，在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多，如无人侦察机(飞行器)、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均有应用实例。

　　国内应用现状

　　目前，中国工业机器人正在呈爆发式增长。相比较2010年，2011年的工业机器人销售量增加了51%，达到22600部。其中，2006年至2011年间，工业机器人年度供应量增加了4倍。在工业机器人50年的发展历史中，中国工业机器人的增长速度无人能及，中国将会成为工业机器人第一大消费国，并将做到'厂厂都有机器人，家家都有机器人'。

　　技术发展方向

　　未来会向智能机器人发展。机器人的生产，机器人机构是载体，更多地取决于功能内涵。机器人水平高低取决于控制、软件、智能等技术。没智能的机器人只是低端机器人。

　　机器人的未来发展需要信息化、网络化支撑，依赖于控制技术、传感技术的发展。未来的工业机器人将是典型的物联产品。控制、微电子、传感、新材料等技术的发展，都将为智能机器人提供基础条件。在这些机器人相关支撑技术发展后，机器人专家再研究如何融合创新，让机器人向智能机器人发展。

　　我国未来工业机器人技术发展的重点有：第一，危险、恶劣环境作业机器人，主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人；第二，医用机器人，主要有脑外科手术辅助机器人，遥控操作辅助正骨等；第三，仿生机器人，主要有移动机器人、网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。