蔡鹤皋：我国工业机器人发展困局
——专访中国工程院院士蔡鹤皋
- 发布时间：2016-04-15
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工信部赛迪研究院公布的报告亦指出，在政策扶持和人工成本倒逼下，预计中国机器人产业2012年到2022年十年间的增长率为年均23%至36%，潜在市场规模达千亿元级别。
在中国制造业正向转变、承接国际先进制造、参与国际分工的背景下，工业机器人也被寄予厚望，期待成为推动转型的重要力量。
中国工程院院士蔡鹤皋
作为哈尔滨工业大学机器人研究所名誉所长，蔡鹤皋是国产工业机器人事业的开创者之一。1985年，他研制成功中国台弧焊机器人。该项目在北京的中国军事博物馆展出时，被用以与人造卫星媲美。
此次专访中，蔡鹤皋再次强调，只有解决工业机器人的发展问题，中国才有可能实现从制造大国向制造强国的转变。
1亿人完成1000万人的工作
记者：工业机器人是一个什么概念?它有什么作用?
蔡鹤皋：上世纪60年代，美国首先研制成功台工业机器人。当时美国工业发展很快，但劳动力不足、劳动力成本不断提高。他们就考虑研究一种机器，能够在工厂里代替人进行各种作业，比如焊接、喷漆、搬运、装配……这种机器人开始看起来就像人的手臂，有大臂、有小臂、有手腕、有手，根据编程可以做各种动作。手里拿着焊枪就可以焊接，拿着喷枪就可以喷漆，有手爪的可以搬运。当时美国汽车工业发展很快，机器人首先用在汽车上。
日本在战后也面临劳动力缺乏和劳动力成本高的问题，很快就引进了这项技术。政府出台扶持政策，工业机器人产业很快就发展起来。对机器人制造厂，政府给补贴，以减少制造机器人的风险，因此刺激了工厂的积极性。用户购买和使用机器人也会得到政府补贴，用的越多获得的补贴越多。如今，日本已成为世界上生产和使用工业机器人多的国家。
日本将1980年叫做“机器人元年”，他们在这一年基本做到了产业化和推广应用。
工业机器人后来在欧洲也得到发展，像德国、瑞典发展得很快。瑞典的ABB公司、德国的库卡公司，都是在这样的历史背景下发展起来的。
中国在上世纪80年代初开始把机器人列入国家计划，后来也列入“863计划”和自然科学基金项目。从那时到现在也有30多年了，我们已经能造工业机器人，但产业还没有发展壮大，规模也很小，只能说还在萌芽阶段。中国目前还没有像库卡、ABB、安川那样大规模生产机器人的企业。但是这30年当中，我们在工业机器人方面也取得了一定成绩。
记者：现在西方国家工业机器人的应用到了什么程度?
蔡鹤皋：像日本，每一万名工人对应的机器人数量是300多台，中国还不到20台。从这方面来看，中国潜在的市场很大。因为中国是一个制造大国，2010年我们的制造业总量已经超过美国。但我们是用1亿工人来完成的，美国是1000万工人完成的，这个数字说明我们的生产效率还不到美国的十分之一，生产手段还非常落后。
2010年，我到沿海的一些企业看，虽然产品可以出口、产量很大，但都是手工作业、劳动密集型。到车间一看，很多人在那用手工焊接、装配、制作。
这几年中国也出现了过去西方国家、发达国家曾遇到的问题——劳动力短缺和劳动力成本高。中国没有那么多廉价劳动力了，今后怎么发展?中国正面临产业转型升级，要从制造大国变成制造强国。所以，目前已经出现了一个工业机器人的需求高涨期。
有人说，中国的工业机器人市场将成为世界大的需求市场，因为中国制造业非常庞大，要提升到像美国、日本、德国那样的自动化程度，需要几百万台工业机器人。
正因为这样，外国几家大的机器人企业，像库卡、ABB、安川都跑到中国来，在上海、成都、沈阳、北京等地建厂。他们已经发现，必须要用廉价产品来和中国竞争，就利用中国的劳动力就地生产，减少远途运输成本。
我们不能把中国的机器人市场拱手交给外国人，要发展自己的工业技术产业，用具有自主知识产权的国产机器人占领中国市场。所以现在国家、地方政府和企业家都积极创办机器人产业，从全国来看有数百家这样的企业正处在萌芽阶段。
关键元器件必须从外国进口
记者：目前中国的工业机器人产量如何?
蔡鹤皋：2013年有统计，但数字不是特别准确：中国新销售的机器人总量约11万到12万台。其中中国造的机器人可能占到十分之一，90%是进口的——库卡的、ABB的、安川的。到上海汽车厂、汽车厂、第二汽车厂、北汽、南汽这些大汽车厂一看，机器人用得很多，基本都是外国的。
如果中国要到达美国的生产效率，就得装备300多万台工业机器人，缺口还有几百万台。外国这几大厂家生产不出来这么多，所以中国工业机器人产业的发展空间很大。
记者：国产工业机器人在价格、性能、技术等问题上存在挑战吗?
蔡鹤皋：这还真是很严重的问题。中国能造机器人，造出来也能用，但是造一台6个自由度的工业机器人，就需要6台伺服电机。伺服电机中国造不了，得进口。另外，每一个关节上都有一个精密减速器，也得从日本进口。进口电机和减速器价钱很高。
虽然我们的劳动力便宜，但是国产企业想降低机器人制造成本非常困难——关键元器件必须从外国进口，这个因素就使我们的工业机器人产业的发展受到制约。
中国也在努力自己造伺服电机和减速器，但还没有完全解决。我们的目标是性能起码能达到外国水平，价格是外国的三分之一。
记者：如何看现在工业机器人的发展情况?
蔡鹤皋：工业机器人分三代。代机器人是示教再现型，给它编程，教它干什么活，它会忠实地按程序做，一千遍、一万遍不走样。但这种机器人没有感觉系统，假如外界环境变了，它没有感觉，更没有思维功能，不能规划自己的行为。国外工业机器人应用多的还是代机器人。具有感知功能的是第二代机器人，现在的应用还不如代机器人那样普遍。
第二代，也就是具有感知功能的机器人，比如说有视觉功能，它能判断零件的位置和运动的方向，甚至可以将圆形、方形、三角形等不同形状的零件放到不同的箱子里。具有感知功能的机器人在生产中已经应用了，只是还比较少，现在90%都是代。
发射到火星上的探测机器人是有智能的，可以自主判断、决定自己该怎么做。完全自主的机器人还没有出现，这种机器人是属于第三代智能机器人。
工业机器人受到高层重视
记者：有人说，工业机器人的应用给美国等带来了很高的失业率，你如何看这种说法?
蔡鹤皋：整个生产发展的趋势就是要让生产作业走向自动化和机械化。像美国、日本、德国这些发达国家，虽然很多都已用机器人自动化完成，但仍有很多劳动作业还是靠人，比如建筑、农业、采矿。总的趋势是体力劳动越来越少，但是可以从事脑力劳动。
对于中国来说，到底是用人好还是用机器人好?这不是说我们想怎么做就怎么做，这与整个国家的历史发展、经济发展、生产力发展都有密切关系。
过去中国的劳动力非常多、农业人口非常多，但中国不能总是这个状态。由于经济条件改善、劳动力数量萎缩，出现了要用机器人替代人的新发展趋势。
在这种情况下，如果还要走过去的老路是走不通的，只有走自动化的道路。这和过去的发达国家，如美国、日本、德国的历史太像了。中国经济要转型升级，要从制造大国变成制造强国，这是历史发展阶段的一个必然。想走这条路也得走，不想走也得走。
记者：通过工业机器人实现自动化生产，你觉得中国实现这个目标还要多长时间?
蔡鹤皋：有人说在2025年。在中国要实现制造强国的梦想，我认为有可能，但是很艰巨。要从上到下，从各级政府到各个企业，各个科研和学校部门，大家共同努力才能解决这个转型升级，才能达到建成制造业强国的目标。
我们也要培养制造强国企业所需的高技术人才，会使用、会操作、会维修工业机器人的技术人才，整个生产的技术队伍和人才队伍都要是高水平的。
在院士大会上的报告中谈到了机器人，把机器人作为具体问题来讲，这是历史上次。我听了这个报告非常振奋，从层面都这么重视，中国的工业机器人有希望了。
现在各地发展势头都很猛，温度很高，有点像雨后春笋。但后谁能做成?就要看谁能做成规模生产，必须像库卡、ABB、安川这样要有相当大的产量、相当多的用户，这才叫成功。
日本也经过了这个阶段，初从美国引进技术，出现了五花八门的机器人公司，甚至每个汽车厂都造机器人，都成为机器人制造厂。发展了20多年后，现在就是安川等几个大厂成功了，它们逐渐吞并了小厂，形成了大企业。
现在日本的机器人企业没那么多，但是他们更成功了，变成了的企业。在市场竞争中去努力，我相信在中国有几个机器人企业会成为参天大树。