“了不起”的机器人

　　在古希腊的神话中，腓尼基王子卡德摩斯(Cadmus)在杀死了毒龙之后，遵循雅典娜的吩咐，把毒龙的牙播撒到土中，竟然长出了人；塞浦路斯国王皮格马利翁按照爱与美之神阿佛洛狄忒的样子塑造了一座雕像，因为雕刻得极为完美，爱神赋予了雕像生命，并为它取名为加拉提。

　　在犹太人的传说中，先知们用粘土、石头和青铜制作了假人Golem，虽然没有智慧，但只要在假人额头上刻下神的符咒，就可以复活行动。

　　而在中国，周穆王出行时遇到的匠人偃师，用皮革、木头、树脂、漆和白垩、黑炭、丹砂、青雘等颜料制成人的五脏和骨骼，再拼接而成的歌舞艺人，也被记载在古籍中。

　　——自古以来，“人造人”就是人类渴求的梦想。

　　但直到数百年后，伴随着文艺复兴，科技的巨大进步才从欧洲大陆席卷而来。此后，以蒸汽机、电力和信息技术为标志的三次工业革命，彻底改变了世界。

　　在政治学的教科书中，说起工业革命，往往伴随着这样的描述：工业革命使工厂取代了手工作坊，机器代替了手工劳动。

　　如今，更广泛的工业领域中，机器人并没有替代人，但是，它已经越来越多地参与到了生产制造中。

　　尤其是在高速分拣、点焊、喷涂、砌筑、码垛、穿孔等动作相对简单的作业中，机器人已经成了“可信赖”的先进生产力。

　　提到机器人，很多人首先想到的往往是类似变形金刚那样的人形机器，但实际上，绝大多数机器人都不是人形的。凡是工作流程可以被概括为“感知-决策-执行”3个步骤的机器设备，都可以被归为机器人的范畴。

　　500多年前，达？芬奇天才般地画下了一个机械武士的结构图，而今，集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体现代制造业自动化装备已经来到了我们身边。

　　下一次的生产力革命似乎就要发生了，而这次革命的主角，就是机器人。

　　应用越来越广

　　在一条近百米的封闭流水线上，巨大的卡车车头在流水线上移动，进入操作区域，3台机械手分别从上方和左右两侧伸过来，一边灵活而稳定地移动着，一边均匀地喷洒着已经被压力冲成雾状的油漆。仅仅不到两分钟的时间，卡车车头就变成了需要的红色、蓝色或者黑色。紧跟着，下一站的3台机械手又会把一层X漆喷洒在刚刚上过颜色的车头，让它看起来更加明亮细致。

　　这是北京福田戴姆勒汽车有限公司（以下简称“福田戴姆勒”）位于怀柔的欧曼二工厂喷涂车间里每天不停上演的戏码。除了两三个在最后一道工序中检查漆面和修补一些瑕疵的工人，近千平米的巨大厂房里，再没有其他人。

　　“二工厂是2010年12月竣工投产的‘智能化数字厂区’。”据福田戴姆勒相关负责人介绍，二工厂和再早两年投产的一厂都是整车生产厂，但除了使用CDC智能化信息管理技术， 最大的不同就是二工厂每条生产线都部署了机器人。仅以涂装部为例，机器人全部覆盖了喷漆、涂胶两个核心生产单元。采用机器人参与生产后，提高了车身焊接及喷涂工艺参数的稳定性，使得喷涂后的车身交检合格率稳定在98%。“可以说这里是亚洲最先进的重型汽车生产线，焊接、搬运、喷涂等工序都是由机器人或在机器人的配合下完成。“产能提高了%，产品的合格率也提高到了98%。”

　　而在吉利汽车杭州湾基地冲压厂自动化车间里，一台台压力机有条不紊、精准快速地完成冲压件，13台机械手正在娴熟地完成送料、排废料工作，几名工作人员则忙碌在冲压生产环节的其他岗位上，裁料、巡视、质量检查及装箱。

　　有数据显示，工业机器人50%以上用在汽车领域。毕亚雷告诉记者：“现在汽车领域可以说是‘一家独大’，由于汽车生产制造中对自动化的要求相对较高，而且制造工艺中存在很多特殊性，导致了工业机器人的需求量较大。”而在汽车之外，钢铁、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等行业，都已经插上了机器人的“红旗”。其中，另一个采用工业机器人最多的就是IT制造。“电子制造业的关键部件制造也越来越多地采用智能化的设备。” 中科院先进技术研究院（以下简称“先进院”） 发展处处长毕亚雷说。

　　IT制造的特点决定了这一行业使用的工业机器人，除了要完成一些“大块头”的应用外，还需要更多精细操作。

　　“2005年起，我们就开始引进并使用机械手臂，主要是负责完成生产组装中‘一大一小’的操作。”联想北京工厂生产技术处经理张泽方解释道。“一大”是指一些人工施力不好完成的流程，比如，台式机或服务器完成组装后，需要从生产线到测试架，再回到生产线，如果人工搬运，容易出现问题，费力不讨好，这个时候就需要机械手臂来完成搬运。而在组装过程中，“压内存”的流程由于人工施力的均匀程度难以保证，所以也需要机械手臂来完成，以保证每一块内存是以同样的力道组装上的。对于“一小”，张泽方补充说：“无论组装PC，还是服务器，很多部件都是用锣丝钉固定在一块的，现在大部分“打钉”加工都是由机器人来做的，基于人员成本的上升和机器人价格下降两方面的原因，这种简单重复性操作会采用机器人。”

　　正是因为机器人非常适合简单重复的操作，2012年，富士康发布了著名的“百万机器人计划”，要在3年内使生产线上的机器人数量将达到100万台——这个数字接近当时全世界的工业机器人保有量。

　　尽管外界一直传闻“百万机器人计划”搁置，但据《计算机世界》记者了解，目前富士康在山西的机器人工厂年产能大约在1万台左右。

　　而参与这一计划的深圳福士工业科技公司（以下简称“福士”）营销负责人李俊也透露：“我们给富士康提供的机器人手臂还在持续地供货中。”据了解，2012年，福士就开始参与富士康的“百万机器人计划”，为富士康提供单轴机械手，进行人工难以完成的手机屏涂胶、打磨工艺操作，这类标准化较强的机器人每年会为福士带来1000万元左右的收入。

　　除了有着十几年合作关系的富士康，华为也是福士的客户之一。对于工业机器人的应用范畴，李俊说：“现在汽车、电脑、手机、白色电家、钟表甚至照明、食品、印刷，跟我们日常生活相关的各个行业，都会涉及到智能制造。”

　　工业不是电影

　　国际机器人联合会（IFR）发布的数据显示，2012年中国机器人购买量达到2.3万台，中国首次成为全球第二大机器人市场，仅次于日本的2.87万台，领先美国、韩国和德国。而在国家工业转型升级战略的刺激下，国内工业机器人使用密度已经达到每百名工人拥有机器人21台，快速向全球平均55台的水平靠拢。这一历史性突破，让众多关心中国机器人市场的方方面面欢欣雀跃。

　　但在真正的使用中，机器人并没有像电影里描述的那样，取代工人完成所有生产任务。“现在，企业让工业机器人参与生产制造时，并不是把整条生产线改造成完全自动化的，只是把一些工艺流程上人的劳动量慢慢地减少或者部分替代。”毕亚雷说。

　　在福田戴姆勒的总装车间里，记者看到，每一台等待组装的车前，至少有2~4名工人在忙碌。以地盘装配线上的轮胎安装为例，工人需要将吊在桁架上的抓取机械手拉到轮胎上方，并帮助机械手抓取论坛，随后把机械手连同论坛拉至需要安装的位置，再把松开的抓取机械手推至一边，再利用另外一个较小型的机械手拧紧螺丝，才算完成这道工序。

　　“抓取的机械手有液压装置，所以用来搬轮胎很方便，一个女工也能轻松完成上轮胎的工作。”生产线上的一位工人告诉记者，但要利用机器人完全自动地完成这些工序，现在还不太现实。

　　对此，哈尔滨工业大学机器人研究所副所长李瑞峰表示，从技术上来说不是不可能，但对生产企业来说，成本太高。“现在的一条生产线是由人、机器人和自动化配套系统三个部分构建起来的，如果要实现完全自动化，造价成本太高。”

　　他给记者算了一笔账：一台普通工业机器人的价格在30万元左右，可以代替3个工人，完成搬运这样相对简单的任务，如果一个普通工人一年的成本按5万元计算，刨去维护成本，企业最多3年就可收回成本——这还不算一个工人每天只能工作8小时，而机器人几乎可以7x24小时不间断运转带来的效益。

　　但如果全面实行自动化，生产线上的机器人就需要有传感器、智能系统的高端机型，造价提高数倍，同时对生产线的调试要求也随之提高，从而带来成本激增。因此，在人口红利逐渐消失的市场环境下，现有的搭配是最经济实惠的。

　　关键部件生产不了

　　尽管中国工业机器人市场已经跃升为全球第二，但中国的机器人产业并不乐观。中国机器人产业联盟（CRIA）副秘书长姚之驹透露，CRIA对国内会员单位进行统计得出的数据显示，2012年国内本土品牌机器人的销量仅有3000多台。对比内、外资机器人在中国市场的占比，本土品牌以13%~17%的比例处于极端下风。

　　“原因很简单，产业配套不足，不掌握核心零部件，而且没有批量生产，因此在市场竞争中根本没有成本优势。”李瑞峰指出。

　　对此，李俊略显无奈地表示，机器人研发与制造，可以为福士工业带来每年4000万元的收入。不过，像几乎所有国产机器人生产企业一样，福士工业所生产的机器人，仍需向国外公司进口电机、减速机、运动控制卡等核心部件，再进行后端集成以及控制软件的研发。“核心的东西基本上都不在自己手里。比如减速器，这是很关键的核心部件，用的差不多都是国外的。”

　　而在机器人制造中另一个核心部件就是运动控制系统，这会影响实际应用中，机器人行走的路径、节奏，除了需要有CPU做硬件保障，还需要在经验的积累上开发出相应的软件。

　　据了解，福士所采用的电机、减速机和运动控制卡等部件都来自日本多摩川等国外公司，这些部件占一台机器人总成本的60%～70%。“现在我们将部件采购回来，再根据市场的需求和我们自己的定位，开发出来一些专用的工业机器人。软件部分已经可以完全自主研发了。”李俊说。

　　“造成这种困局的原因很多，与现在国内制造业的整体水平不高密切相关。比如，减速器原料中的柔性钢，国内能生产这种特种钢材的企业就很少；减速器体积小、负载高，这种精密制造的程度国内企业很难达到。”李俊说。

　　此外，据了解，这几年市场受用工成本大幅增加的刺激，快速膨胀，加之政策鼓励， 国内也产生了一批机器人企业，但产量仍然非常有限。以被视为龙头企业的沈阳新松来说，工业机器人的年产量也就在100台左右，而奇瑞汽车旗下的奇瑞机器人，因为自身需求较大，年产量可以达到200多台，而那些新兴的中小企业，甚至有的一年连10台都不足。和国外几千、上万台的产量完全不在一个量级。

　　“但从成本来说，国外企业批量采购、批量生产的成本可能就比我们低。而他们的产品经过市场验证，用户对他们的可靠性更有信心，这也增加的自有品牌竞争的难度。”李瑞峰说。

　　因此，国内很多机器人企业并不是以生产和制造为主的，更多时候他们是帮助制造企业完成整线的调试，扮演的是一个“解决方案提供商”的角色，但其中要用的机器人，往往被客户指定，采用某个进口品牌。就连位于第一梯队的沈阳新松机器人等企业，也是如此。

　　“针对机器人制造的行业配套产业还没有真正开始发展。以一个‘轴承’来举例，这个轴承在机器人制造行业里是某个特殊规格的，但是因为机器人制造行业本身的体量有限，所以没有专门的上游企业愿意特制这种轴承。但我们发现，在汽车制造业能达到这一精度的轴承已经很成熟了。这是一个需要上下游互相协同的过程。”毕亚雷说，以工业机器人应用较多的汽车生产企业为例，它们需要机器人手臂参与到汽车制造的工艺流程中，这时车企位于下游；但当车企为机器人制造企业提供轴承时，它又成为了上游。而现在的实际情况是，上下游的供应链还没有在市场这只无形的大手下达到信息对称。而这也代表着这一行业上下游配套产业未来广阔的发展空间。

　　让人欣喜的是，最近这两年，产业的成熟度正在提高。在南京、上海、西安等地，已经诞生了几十家专业生产机器人电机和驱动控制设备的企业，“他们现在面临的问题是产品还没有经过市场的考验，可靠性和稳定性还需要再提高。”李瑞峰告诉记者，他愿意相信，很快中国的工业机器人有可以用上自产的、可靠的核心零部件了。

　　策划 执笔 宋辰 李响