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作者簡介

孫懷義，男，高級工程師，重慶市科學技術研究院信息與自動化技術研究中心副主任，主要研究方向為安全控制、機器人技術。

1　引言

人類從誕生之初就一直致力于將自己從繁雜的勞動中解脫出來，從生產工具的技術更新歷史就能說明這一點，從石器到木器到鐵器，不僅僅是生產工具的更新，更是生產技術的革命。最早的生產工具革新，更加注重的是勞動工具的耐久性和勞動效率，始終無法徹底擺脫由人操作的桎梏，毫無疑問的是，人類終極夢想就是能夠制造一種生產工具，完全替代人的工作，完全擺脫人的操控，將人從繁重的生產或者危險的生產環境中解放出來，這正是機器人誕生的歷史使命。

什么是機器人？簡單的說就是能像人一樣完成一種或多種人類行為的機器。它是高級整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學的產物，在工業、醫學、農業、建筑業甚至軍事等領域中均有重要用途，國際上對機器人的概念已經逐漸趨近一致。

一般來說，人們都可以接受這種說法：即機器人是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。聯合國標準化組織采納了美國機器人協會給機器人下的定義：一種可編程和多功能的操作機，或是為了執行不同的任務而具有可用電腦改變和可編程動作的專門系統。國家標準GB/T12643—90將工業機器人定義為：工業機器人是一種能自動定位控制，可重復編程的、多功能的、多自由度的操作機，能拌勻材料、零件或操持工具，用以完成各種作業。

既然機器人是能像人一樣完成一種或多種人類行為的機器，那么，首先機器人必須像人一樣，能夠聽到、聞到、看到所需要的信息，即必須具有相應的傳感檢測裝置。作為檢測裝置的核心，傳感器主要有兩類：一類是內部信息傳感器，用于檢測機器人各部分的內部狀況，如各關節的位置、速度、加速度等，并將所測得的信息作為反饋信號送至控制器，形成閉環控制。一類是外部信息傳感器，用于獲取有關機器人的作業對象及外界環境等方面的信息，以使機器人的動作能適應外界情況的變化，使之達到更高層次的自動化，甚至使機器人具有某種“感覺”，向智能化發展，例如視覺、聲覺等外部傳感器給出工作對象、工作環境的有關信息，利用這些信息構成一個大的反饋回路，從而將大大提高機器人的工作精度。其次機器人必須像人一樣，能夠操作工具，完成預定的動作，即必須具備相應的操作裝置，通常稱之為機械手，需要移動的機器人還必須配備移動裝置。完成操作功能（包括移動功能）的核心是電機，事實上包括兩大部分：驅動裝置和執行機構。機器人要像人一樣完成復雜的動作，就必須具備像人的大腦一樣的裝置，即為機器人的大腦—控制系統，控制系統根據傳感檢測裝置獲取的信息，通過一定的規約作出決策，發布指令，指揮驅動裝置和執行機構完成具體的操作。當然，像人的血管和神經系統一樣，機器人的信息傳輸系統也是機器人不可或缺的組成部分之一。

機器人分類國際上沒有制定統一的標準，有的按負載重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按結構分，有的按應用領域分。我國的機器人專家從應用環境出發，將機器人分為兩大類，即工業機器人和服務機器人。

隨著人類在控制技術、驅動技術、執行技術、檢測技術、傳輸技術等領域的發展和深入研究，機器人技術日趨成熟，大面積使用機器人代替人類完成繁重、危險等工作已經成為可能，機器人產業高速發展的時機已經來臨。

2　重慶機器人產業發展的基礎

隨著科學技術的飛速發展，機器人產業迎來了高速發展的良好機遇，而重慶作為中國的老工業基地，在發展機器人產業方面具有得天獨厚的先天條件，同時有關大專院校、科研單位多年來在機器人領域成果累累，為重慶的機器人產業發展奠定了堅實的基礎。

2.1　領導高度重視

重慶市機器人產業的發展得到市領導的高度重視。重慶市市長黃奇帆在某次會議上強調，“重慶市政府高度重視機器人產業的發展，希望能在重慶形成包括研發、核心零部件制造、總裝、結算在內的全產業鏈的機器人產業。對來渝發展機器人產業的相關企業，市政府將提供完善的政策環境和硬件環境”。

2013年初重慶市長黃奇帆主持召開市政府常務會議，審議通過了《重慶市經濟和信息化委員會關于加快機器人產業發展情況的報告》。《報告》對我市發展機器人產業的基礎環境進行了分析，認為重慶汽車、電子產業均具有較強基礎，而這兩個產業恰恰是工業機器人運用最為廣泛的行業，重慶完全有可能打造千億級的工業機器人產業基地，加上服務機器人市場需求，機器人產業規模將能夠達到1500億元。并且，重慶在相關技術和產業發展方面已有一定的基礎。黃奇帆說，加快發展機器人產業，是一項帶有戰略性、導向性的發展戰略，順應了全球新興產業發展趨勢。機器人產業目前規模還不算大，但發展勢頭強勁，前景廣闊。重慶有雄厚的裝備工業基礎，近些年來，重慶汽車、電子產業迅猛發展，再加上目前世界上知名的機器人公司如KUKA、ABB等都在重慶設有辦事處，這都為重慶發展機器人產業打下了良好的基礎。重慶的奮斗目標是成為國內重要的機器人生產基地。

在重慶直轄16周年、兩江新區成立三周年之際，5家機器人重點企業攜手中科院重慶綠色智能研究院，與兩江新區簽訂正式投資協議，這標志著重慶兩江機器人產業園正式揚帆啟航。市領導黃奇帆、凌月明出席簽約儀式。

根據重慶市委、市政府提出的加快培育發展重慶機器人產業的戰略目標，兩江新區在水土高新園規劃了占地2平方公里的機器人產業園。園區目標是到2015年，集聚30家以上企業，形成4萬臺工業機器人整機及關鍵零部件、年產值200億元的生產能力；到2020年，集聚200家以上企業，形成10萬臺工業機器人、100萬臺服務機器人、1000臺特種機器人的年產能，實現年產值500億元。已經簽約的5家機器人重點企業分別為華創機器人制造公司、華巍中興電氣公司、嘉騰電子公司、海浦洛自動化科技公司、聚研公司，項目計劃在未來5年完成總投資近36億元，實現總產出200億元。

2014年，長泰智能機器人制造產業園項目投資簽約儀式在重慶雙橋舉行。重慶市市委常委、市人民政府常務副市長翁杰明、中共大足區委書記江濤、雙橋經開區黨工委副書記王守華等領導出席本次活動。該項目由中輕集團下屬長泰機器人有限公司和重慶機電集團共同投資建設，總投資約1億人民幣，占地200畝，主要建設10000臺工業及服務機器人生產基地和研發中心，建成后年產值可達20億人民幣。

從發表講話到親自出席有關儀式，充分體現了重慶市領導對機器人產業的重視和關注。

2.2　政策強力支持

重慶市政府2013年11月發布了《重慶市人民政府關于推進機器人產業發展的指導意見》(渝府發〔2013〕74號)；設立重慶市機器人產業發展專項資金，支持機器人產品的示范應用及產業化；加快編制并啟動重慶市工業企業自動化改造計劃，對本地產首臺（套）產品的示范應用和工業企業采購本地產工業機器人給予財稅政策支持；支持整機與零部件研發，推動應用系統開發，重點支持“工業焊接機器人產業科技支持示范工程”和“重慶機器人產業技術創新與服務平臺能力建設科技支撐示范工程”；對工業機器人產品和公共研發平臺建設予以支持；適時啟動其他機器人研發專項。對入駐機器人產業基地的機器人生產企業，租用標準廠房的，給予一定比例的租金補貼。

這些政策的出臺，為機器人產業在重慶的發展提供了強力政策支撐和保障。

2.3　較強的科研基礎

2013年初，重慶市機器人與智能裝備產業發展聯盟正式揭牌成立。該聯盟已聚集了53家成員單位，此外，聯盟還聘請了國家863計劃機器人主題專家組專家、上海交通大學教授劉成良和北京航空航天大學教授陶永擔任高級顧問。聯盟秘書長認為：過去重慶市機器人產業面臨著產學研脫節，各大企業、科研機構“各自為戰”的狀況。作為一個非盈利性組織，聯盟將通過整合機器人與智能裝備產業領域的相關資源，為政府、科研機構和企業提供產業發展規劃咨詢、產業轉化洽談、項目申報、金融等各項服務，加速促進重慶機器人產業發展。

重慶機電控股聯合中輕集團下屬企業長泰機器人有限公司共同投資的機器人項目，早已在雙橋破土動工，“重慶造”機器人將在重慶亮相。中輕集團長泰機器人有限公司服務用機器人樣機已經生產出來了， 該公司的服務用機器人由中國科技大學研發，可用于養老助殘、除險排爆、以及軍用。這款機器人是全球第一款具有學習功能的服務用機器人。它可以閱讀家用電器的說明書，然后操作各種家用電器。

由重慶大學、重慶工學院耗費十年時間聯合研發的仿人智能控制與雙擺雜技機器人成功完成樣機制造。這個機器人高1.6米，展開后寬1.5米。機器人的桿臂可以做彎曲、旋轉、折疊等多種復雜動作。仿人智能控制與雙擺雜技機器人誕生是世界機器人自動化的一個里程碑，以前的機器人往往行動緩慢、不能像人一樣做復雜動作，而仿人智能控制與雙擺雜技機器人技術的出現，則對高性能機器人提供了理論上的支持。

重慶郵電大學成功研發出多種機器人，如滅火機器人、醫療服務機器人、老鼠機器人、雙足競步機器人、跳舞機器人等。其中醫療服務機器人（智能輪椅）已經進入試產階段。

重慶信息與自動化技術研究中心成立于2009年，隸屬于重慶市科學技術研究院，是其重點建設、發展的研發中心之一。中心在汽車電子及控制系統方向成功研發的具有自主巡航與駕駛功能的智能小車（機器人）已經提供給多家單位作為開展智能交通的研發平臺。

重慶工業自動化儀表研究所成立于1966年，原隸屬國家機械工業部，1999年隨全國科技體制改革屬地化后隸屬重慶市科委，重點研究開發自動生產線操作機器人（包括焊接機器人、操作機器人、安裝機器人等），配合自動化控制系統集成，形成工廠流水線自動化生產。

重慶市機電設計研究院創建于1959年，是重慶市屬綜合開發應用型科研院所，自主設計研制的新型鑄造生產線搬運機器人成功下線，已在重慶方汀機械制造有限責任公司安裝調試和試運行。該機器人采用軌道式輸送方式，具有對大型箱工件起重、水平和垂直翻轉、遠距離定位與安放功能，能方便的對鑄造型箱進行有效開合，并帶動鑄造行業實現全自動化，性能領先國內外同類設備，造價僅相當于類似設備的30%。若鑄造工廠采用該設備，可降低綜合成本5%左右，鑄造產品合格率提高10%。

各大專院校、科研機構、企業集團研發團隊針對機器人研發取得的一系列成果，為重慶市機器人產業的發展提供了較為必備的科研支撐和技術保障。

2.4　龐大的市場需求支撐

2013年10月底，重慶市政府發布了“關于推進機器人產業發展的指導意見”，擬定目標：到2015年，重慶市機器人產業銷售收入達到300億元人民幣，機器人產業基地初具規模。到2020年，重慶市機器人產業銷售收入達到1000億元人民幣，機器人產業成為新的支柱產業。機器人正成為重慶新一個投資熱點，兩年內，不僅將有重慶本土制造的焊接、搬運、壓鑄的工業機器人“上崗”，還將出現掃地、照顧老人的服務機器人。

資料表明，汽車工業和電子電器行業作為工業機器人使用量最大的兩個行業，共占據了59%的市場份額。從工業機器人密度（每萬名生產工人占有的機器人數量）分析，我國的汽車和電子市場工業機器人使用量遠未飽和——日本和意大利分別達到1436臺和1299臺，德國為1130，而我國僅141臺。目前，汽車和電子兩個行業占重慶市工業總量的70%，巨大的市場容量，讓重慶市具備了發展機器人產業的先天優勢。預計未來重慶兩大支柱產業工業機器人整機需求在4.5萬臺左右，市場規模將超過200億元。同時，化工、裝備制造、采礦等行業對數控機床和工業機器人組成的工業自動化生產線的需求也越來越高，從而帶動工業機器人產業的發展。

重慶各大支柱產業龐大的工業生產線對機器人的需求，為重慶機器人產業發展提供了強力的市場支撐。

3　產業發展的瓶頸與困惑

3.1　產業化瓶頸

機器人產業發展，三個要素至關重要：一是市場需求規模、投資和利潤回報；二是技術門檻、開發周期和人才聚集，三是大企業和小企業形成的產業鏈和生態環境。若三要素同時具備，機器人產業自然而然會蓬勃發展。但重慶面臨的問題是，從事機器人研發生產的企業仍然太少，總共只有二三十家，并且技術力量還不雄厚；重慶市機器人的研發力量大多集中在高校和科研機構，企業的參與不多，不利于機器人產業的快速推進。因此如何促進產業化，是重慶發展機器人產業的首要瓶頸。

3.2　資金瓶頸

重慶的很多科研機構針對機器人的研究有很多好的創意，但缺乏資金，很難讓這些創意走出實驗室，變成產品。同時科研成果要想走向市場，必須有一個轉化的過程，需要進行產業化研發，既需要大量的資金投入，還需要時間。對于科研機構來說，如果缺乏戰略性投資，成果轉化幾乎難以實現。所以，科研機構必須“傍大款”，爭取足夠的資金支持，才能有效保障相關技術研發的持續性和可轉化性。

對此，重慶成立了機器人產業聯盟：一方面，讓高校、科研機構與大企業對接，以大企業為主導來帶動服務機器人市場的發展；另一方面，培育一些創新型企業，也許規模不大，但更易受到風險投資的青睞，實現成果孵化甚至上市。

3.3　成本瓶頸

重慶市機器人與智能裝備產業發展聯盟2013年出爐的重慶市機器人認知度和需求度調查，結果顯示，在3200名受訪者當中，98.4%的受訪者認為急需機器人，對機器人表現出濃厚的興趣。然而，要為機器人買單，大多數人開出的價格過低。94.9%的受訪者能夠接受的機器人最高單價不超過4000元，其中高達62.3%的人把單價開在了2000元及以下。

推廣普及服務機器人，價格高仍是制約產業化推廣的主要因素。如何降低機器人的成本，還有大量的研究工作有待開展。

4　重慶機器人產業發展思路建議

機器人廣泛應用于工業、農業、軍事等領域，甚至已經進入平常老百姓的日常生活當中。面臨如此產業發展機遇，全國各地無不高度重視，針對如何推進機器人產業發展，各種政策不斷出臺，產業聯盟如雨后春筍不斷涌現。重慶作為我國重要的工業重鎮，如何發展機器人產業，筆者結合自身的探索，提出如下幾點淺見：

4.1　推勢

機器人廣泛應用在產業界已經人所共知，但從機器人的應用來說，服務機器人的產業潛力更大。我國已經逐步進入老齡化社會，用于健康保健和服務老人的健康服務機器人的產業前景十分廣闊。但如何打開這個市場核心在于如何使更多的普通老百姓了解機器人、熟悉機器人，樂于使用機器人。

盡管現在對機器人的宣傳已經很多，但遠遠不夠，必須充分發揮電視、報紙、廣播、網絡等媒體，進一步加大對機器人的宣傳，做一些機器人普及型專題，促使機器人變得家喻戶曉人人皆知。若如此，則必然形成龐大的市場需求，從而能推動機器人產業的高速發展。

4.2　富基

重慶具備了一定的機器人產業發展基礎，但還遠遠不夠，任何產業的高速發展都離不開強大的技術研發團隊支撐。重慶在機器人研究方面盡管取得了一些成果，但支撐產業還顯得十分薄弱，因此必須進一步充實和豐富研發實力。

首先建議成立專業的機器人研發機構，從檢測、傳感、驅動、控制等方面展開全方位的研究，引進國內外先進技術和高層次研發團隊，各大企業集團也應成立相應的研發隊伍，從技術人才隊伍方面建立厚實的人才基礎。

同時加大對機器人技術研發的項目支持力度，設立機器人研發重大專項，從資金、項目、獎勵、激勵等方面擴大支持的強度，助推機器人相關的科技成果的數量和質量的遞增。從而為機器人產業的發展提供足夠的技術成果基礎。

4.3　凝力

團結就是力量不僅僅是一句口號，在產業發展中，只有各方擰成一股繩，力往一處使，才能形成合力，才能使產業又好又快地發展，機器人產業也不例外。

重慶成立了機器人產業聯盟就是凝力的一種具體措施。但聯盟畢竟是一種松散的組織，各參與方涉及不同的利益訴求，在凝聚力方面還存在不足。建議成立專門的機器人產業集團，集融資、研發、生產、銷售于一體，才能令行禁止形成合力，才能有利于推動重慶市機器人產業的發展。

4.4　出奇

雖然機器人產業已經迎來了高速發展的春天，但全國各省市自治區都十分重視機器人產業的發展，機器人產業聯盟、機器人產業園此起彼伏不斷涌現。市場再大也是有個量的局限，千百人同過獨木橋必然形成擁堵、不暢。重慶發展機器人產業面臨如此局面，就不能跟風，和其他地區一樣大力發展工業機器人，必須考慮機器人產業中目前其他地區尚未給予高度重視的服務機器人作為重點和突破口。

以服務機器人作為重點有幾大優勢：首先服務機器人技術含量與工業機器人相比相對較低，研發資金投入和時間投入相對較短，有利于快速形成成果；其次重慶在健康服務機器人研發方面已經取得了一些成果，有利于快速產業化；再次其它地區對服務機器人的重視還不夠，有利于搶先占領市場。當然，服務機器人的產業化還有如何降低成本的巨大瓶頸，還需要科研團隊付出更大的努力。

5　結束語

機器人產業是新興的高新技術產業，其發展是一個繁雜的系統工程。如何發展機器人產業，各省市均有專家做出了發展規劃，在規劃中分別都提出了非常好的觀點和思路。重慶對機器人產業的發展也制定了非常有前瞻性的發展規劃，筆者有幸參與了技術發展規劃的制定，在制定規劃的過程中反復思考，從產業發展的角度提出了自己的幾點建議，拋磚引玉，僅供參考。

參考文獻：

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摘自《自動化博覽》2015年11月增刊