1.3 工業機器人發展史

1.3.1 國外工業機器人發展史

1.美國工業機器人的發展

1960年，美國聯合控制公司買下美國機器人發明者喬治·德沃爾（George Devol）的專利，成立優尼梅生（Unimation）公司，生產出了第一批工業用途的機器人，稱為優尼曼特（Unimate）。而“工業機器人”（Industrial Robot）一詞由美國《金屬市場報》于當年提出。在20世紀70年代中期以前，美國是工業機器人最大的生產、出口和技術轉讓國。此后，由于政府減少了研究開發方面的資助，一些具有重大突破性的機器人技術則由美國公司以與國外公司合作或引進相關技術而得到。因此，美國市場中國產機器人的比例一再下降，Unima_- tion公司更是在1988年被瑞士的史陶比爾（Staubli）集團收購。

從1986年開始，美國的工業機器人產量的增長率開始下降，當時最大的機器人制造公司GMF閑置了三分之一的勞動力。但同時，美國的Adept公司和CA公司的機器人產量卻逐年上升。原因是這兩家公司針對美國家電和電子行業的需求，發揮自身專長，生產出帶有視覺功能的裝配機器人，利用下一代技術迎合了用戶的新需求，占領了美國60％的機器人市場。因此，與其說當時機器人市場飽和，不如說當時主流機器人產品的性能滿足不了客戶的實際需要。20世紀80年代很多美國公司和研究機構都認為，在自動化生產中是否使用機器人，應根據自身的實際需要，不能盲目追求高新技術。實際上，要主動貼近市場需求并開發出適合的產品是不容易的。

機器人技術和產品最先在美國出現并非偶然，它是美國社會技術和經濟發展的必然結果，也是在社會需求的刺激下經歷了相當長的儲備時間之后才實現的。但是由于美國過分強調基礎研究，沒有重視將機器人技術與本國的經濟發展和社會需求相結合，因此后續也就沒有能夠形成更具市場競爭力的工業機器人產業。

2.法國工業機器人的發展

法國曾是歐洲的機器人強國。雖然法國在20世紀70年代末才大規模開展機器人技術的研發，比美國和日本晚了很多，但隨后其發展卻非常迅速。根據國際機器人聯合會（IFR）公布的數字，法國的機器人總數在1986年時已處于世界第4位，歐洲第2位。當時法國大概有50家機器人制造公司和23個機器人研究中心。法國機器人的應用水平和應用范圍也達到了世界先進水平，個別應用場合甚至超過了日本。汽車產業是法國工業機器人最大的用戶，大約占法國機器人用戶總數的40.9％。在法國汽車產業的機器人中，77.6％是國產機器人。這主要是由于汽車集團內部自研自用所導致的，同時投資的良性循環也引發了機器人的大量安裝。

法國機器人的研制和開發能夠在起步較晚的情況下奮起直追，除了其原有較強的工業基礎之外，主要還有以下幾方面的原因：一是法國政府大力支持研發計劃，建立了完整的科學技術體系。法國很重視通過附屬于政府機構的機器人實驗室來開展研究工作。當時政府每年投資1億多美元用于機器人的研制；二是法國注重基礎研究和專業人員的培訓。幾乎所有的大學都設有機器人學系，使之成為像計算機科學那樣普及的一門課程。法國政府在1983～1985年的三年中，曾投資3.5億美元用于機器人的研究開發和專家培訓；三是法國注重國際合作與技術交流。法國在機器人的研發上走聯合之路，即注重國際間，特別是歐洲國家之間的合作與交流。原法國總統密特朗提議的“尤里卡”計劃的合作項目中，涉及機器人的有9項之多；四是法國注重計劃性。法國制定的機器人研發計劃，雖然也和許多國家一樣是以政府為核心來協調各部門、組織和企業等機構，但非常重視對不同的研究領域和需求，制定不同的、有針對性的計劃。

3.德國工業機器人的發展

比起1967年日本從美國就已進口第一臺工業機器人，德國起步較晚，同時面臨重重困難。1970年，在聯邦德國開始涉足機器人領域時遇到了經濟環境不景氣的壓力，研發經費不足，設備投資逐漸下降。但政府認識到他們在技術積累上的優勢，應該實行以技術促進經濟發展的政策。當時，聯邦德國的一位技術研究部部長認為：“世界上一切發達國家都在利用技術手段改進經濟狀況。國家間的差距關鍵在于是否開展被工業利用的技術革新。通過研發活動增強國際競爭力能很好地改善聯邦德國的整個經濟狀況?！焙髞?，聯邦德國的實踐與成就證實了他的預言。

1972年聯邦德國還沒有一家制造機器人的工廠。但在以技術競爭作為國家發展戰略的大環境影響下，到1978年時聯邦德國已出現了42家制造機器人的公司。聯邦德國政府更是將機器人技術列為20世紀80年代首要的攻關項目，并制定了專門的研發計劃。根據國際機器人聯合會的信息，截至1986年，聯邦德國使用機器人的總臺數已超過了1萬臺大關，總數量占歐洲第1位，世界第3位，僅次于美國和日本。短短15年間，聯邦德國就成為世界上屈指可數的工業機器人大國。現今，德國庫卡（KUKA）機器人更是成為國際工業機器人領域的“四大巨頭”之一。

4.日本工業機器人的發展

日本在1968年由川崎重工業公司從美國優尼梅生（Unimation）公司引進了機器人和機器人技術，建立起生產車間，并于當年試制出第一臺川崎的優尼曼特（Unimate）機器人。日本對機器人的研發與大量應用，源于20世紀70年代汽車產業對生產質量、成本、產能和人工的需求，各大汽車廠商紛紛引入機器人進行規?；?、集群化生產，之后日本便實現了工業機器人“全天守候”和夜間“無人工廠”。除了日本汽車產業長期的高度競爭以外，在當時的社會背景下，經濟的需求更加刺激了工業機器人的成熟和發展。1973年10月爆發的第一次石油危機迫使日本降低其經濟增長速度，這使得勞動力市場的緊張程度大大緩解。但是，較高的石油價格和其他自然資源漲價導致商品價格大幅度增長，勞動力成本隨之提高。另外，工廠設備的生產能力也受到工作形態轉變的影響。當收入條件轉好時，日本工人對夜班的工作意愿很低。工業機器人的出現則適時地達到了節約生產成本和提高生產力的雙重效果。

日本政府注意到要想抑制這種成本推動型通貨膨脹，就需要提高勞動生產率。為此，日本政府非常重視機器人的產業化、商品化，積極鼓勵私人企業向自動化領域投資，并在政策、獎金、稅收等方面給予扶持。經過不斷地努力，日本于1980年就取得了顯著成效。工業機器人的產值達700億日元，比上一年增長了185％。于是1980年被產業界人士稱為“工業機器人普及元年”，以示紀念。實際上，在日本機器人產業的長期發展中，政府直接牽頭和參與的程度較小，更多的是依靠日本機器人廠商背后關聯產業的支持（主要包括電子電機類、機械類、運輸類和鋼鐵類四種產業），以及機器人廠商根據自身特點采取不同的垂直整合策略。日本機器人產業背后，是各個重要上游產業的支撐。而其他國家沒有像日本這樣具有完整的機器人產業集群。在這個產業集群中，機器人制造企業和上游供應商、下游應用客戶之間聯系緊密，在很多時候，他們的關系是一體多面的，彼此的密切配合加速了該產業的創新。

日本企業最開始研究機器人，是為了解決自20世紀60年代起出現的人工嚴重不足的問題。之后機器人能夠在日本順利發展得益于終身雇傭制度保障前提下的工會支持，大量工程師出身的管理層較少受到短期盈利壓力的影響，可以長期決策。企業重視長期改善機器人的質量，以及自動化生產、工作流程修改和產品質量提升等新生產形態的要求。

日本在1987年就成為全球最大的工業機器人生產國和出口國，大約有300家日本企業生產出3000億日元的工業機器人，在產品的深度和廣度上已站在世界前列。世界四大工業機器人巨頭日本占其二，分別是發那科（FANUC）和安川電機（YASKAWA）。到目前為止，日本累計生產的工業機器人總數占世界工業機器人總數的40％左右。

1.3.2 我國工業機器人發展史

古代的中國就可以找到機器人的影子，如三國時期的“木流牛馬”、周朝的“歌舞藝人”等。直到20世紀70年代，現代機器人的研究才在中國起步，并于“七五”期間實施了“863”計劃。

短短的三十多年，中國的機器人技術在世界上已占有一席之地。在制造業中陸續出現了噴涂、搬運、裝配等機器人。但受市場、資金等因素的制約，與發達國家相比還存在很大差距。今后，走產業化道路是推動中國工業機器人發展的動力。

在特種機器人方面，自第一臺水下機器人研制成功后，“瑞康一號”“探索者一號”相繼誕生。特別是“CR-01”6000米水下機器人，能在深水中錄像，進行海底地勢勘察和水文測量，自動記錄各種數據等，曾兩次在太平洋圓滿完成了各項海底調查任務，為中國進入水下機器人的先進行列立下了功勞。另外，核工業中還研制成功了壁面爬行、遙控檢查和排險機器人。

中國機器人技術正朝著微型機器人和智能機器人發展。最近，2毫米微電機研制成功和第一臺“導游小姐”服務機器人的誕生，有利地推動了中國機器人的發展與應用。