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第三次工业革命与第三代工业机器人

时间:2012/8/6 10:13:00五金机械网点击率:92 字号:
[摘要]  在科技创新的推动下,一场新的变革正在孕育。一些欧美学者将其与以蒸汽机为代表的“第一次工业革命”,以电气化、内燃机为代表的“第二次工业革命”相提并论,并作为上世纪90年代开始的信息网络技术革命的延伸

  在科技创新的推动下,一场新的变革正在孕育。一些欧美学者将其与以蒸汽机为代表的“第一次工业革命”,以电气化、内燃机为代表的“第二次工业革命”相提并论,并作为上世纪90年代开始的信息网络技术革命的延伸和发展,认为将带来“新工业革命”。

  工业机器人是集机械、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的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来,机器人技术及其产品发展很快,已成为柔性制造系统、自动化工厂、计算机集成制造系统的自动化工具。即使在目前严峻的经济形势下,仍有面向各个新应用领域的机器人不断涌现出来。在制造业方面,尽管增长速度受到资金的限制,机器人的数量仍在不断增加。另外,医疗、服务、空间和军事领域等机器人市场也在增长中。与此同时,曾经是科幻小说素材的消费机器人时代已随着清扫机器人的出现而到来并开始改变我们的日常家庭生活。

  中国机器人研究起步于20世纪70年代初期,经历了70年代的萌芽期,80年代的开发期和90年代以后的实用化期。上世纪80年代,中国在“七五”科技攻关计划中将工业机器人列入了发展计划,由当时的机械工业部牵头组织了点焊、弧焊、喷漆、搬运等型号的工业机器人攻关,形成了中国工业机器人第一次高潮。90年代的“863计划”,确定了特种机器人与工业机器人并重的发展方针,开发了7种工业机器人系列产品,102种特种机器人。

  从20世纪60年代中世界第一台机器人诞生到现在,全球已出现了三代机器人。第一代是“示教再现型机器人”,是一种没有感知能力的机器人,更像一种精密机器。20世纪60~80年代在工业化国家的生产线上迅速得到普及。第二代是“感知型机器人”,具有一些对外部信息进行反馈的能力,诸如触觉、视觉等,特别适合完成矿井、海底、高温高压高腐蚀环境下的勘探、操作、科学考察等任务。这类机器人80年代开始进入成熟应用期,目前已开始普及。第三代则是“智能机器人”或称“仿人机器人”,它不仅外形像人,具备各种感知能力,还拥有类似于人类的判断、处理能力。

  迄今为止,第三代机器人尚未进入大规模工业化普及时代。除了技术上的难点,这代机器人造价高昂,结构过于精巧,容易损坏难以修理,是普及和推广的难点。制动器和传感器技术也是制约机器人发展的重要因素。制动器用于控制机器人的移动,但目前的制动器不是制动能力欠佳、体积太大就是噪音太高。虽然有科学家提出“人造肌肉”的解决方案,但在掰手腕测试比赛中,“人造肌肉”的力量还抵不过年轻女孩。

  机器人技术还有很多创新有待完成。如果该技术继续沿着目前的道路前行,我们将会看到这样的机器人,成千上万甚至上百万的传感器连接到一些较小的处理节点,这些节点连接到更大的中央处理节点,后者通过远程链接与中心站及其它机器人进行通讯。这些传感器将向机器人提供反馈,机器人利用这些信息驱动轻巧的执行器迅速高效地完成手头的任务,并在此过程中通过自学习不断改进控制方法。

  “工业机器人可以承接生产线精密零件的组装,可替代人工在不良工作环境中完成喷涂、焊接、装配等工作,还可与数控超精密铣床等工作母机结合制造模具;当医生决定修复牙齿时,工业机器人可通过计算机生成牙齿的模具造型,并按照指令用精密仪器将粉末材料熔合,当场制造出一个小部件安装或填制在牙齿上,其严丝合缝的程度甚至比经验丰富的牙医做出来的人工牙齿部件还要精密;温州立本企业投入的机器人焊接工作站代替了以往的人工焊接,一个机器人的效率顶得上20个工人,有效缓解了用工难的问题……我国人口红利已进入减弱期,伴随制造业的升级,这些代替和武装人工甚至高级技术人员的机器人,愈来愈受到市场欢迎。或许,我国制造业大规模研发制造机器人的时代即将到来。”国际模协秘书长罗百辉表示,目前我国的工业机器人主要应用在汽车及汽车零部件的制造领域,随着我国制造产业的升级和人口红利的减弱,工业机器人的应用领域将逐渐向电子信息产业以及模具机床、建筑、采矿等领域延伸。此外,由于自动化立体仓库以每年40至60座的水平快速增长,用于物流、搬运的移动机器人的需求年增幅也将不低于20%。近年来,我国工业机器人及其自动化生产线相关产品年产销已突破10亿元。

  伴随着第三代工业机器人普及的是第三次工业革命带来的生产方式“巨变”,当前脱胎于制造业“自动化”和“大规模生产”时代的国际分工体系将可能被扬弃,取而代之的新国际分工可能更有助于发达国家重拾制造业竞争力。

  虽然目前我们仍然对“人类已经进入第三次工业革命”的判断持谨慎态度,但是支撑第三次工业革命的一系列技术、装备逐步趋于成熟,专业人才的储备不断增加,又让我们有较为充分的理由认为“第三次工业革命”并非子虚乌有。再考虑到这里所指的第三次工业革命是人类生产方式的“巨变”,所以也不至于像其它以某种基础技术突破为“第三次工业革命”依据的观点那样昙花一现。更为重要的是,第三次工业革命将对国家间的比较优势、二三产业关系、世界经济地理和国家间收益分配机制产生深远的影响,不可避免对我国产业的高端和低端环节都带来巨大的挑战。但历史经验也表明,每一次工业革命都为后发国家成功实现“赶超”打开“机会窗口”,如英、德、美、日等都是善于利用工业革命机遇的成功者。为此,我国必须尽早做好迎接第三次工业革命的各项准备。而有效的政策部署必须围绕着作为第三次工业革命主题的制造业“数字化”和“大规模定制”展开。

 

(来源:互联网)

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