圖：未來(lái)工業(yè)機(jī)器人將與物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新，向云端智能方向發(fā)展。

　　工業(yè)機(jī)器人作為現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵要素，正處于技術(shù)快速革新與市場(chǎng)格局重塑的重要時(shí)期。其技術(shù)的每一次突破，都深刻影響著制造業(yè)的生產(chǎn)模式、效率與品質(zhì)。從早期簡(jiǎn)單的機(jī)械臂用于重復(fù)性工業(yè)操作，到如今融合多種前沿科技實(shí)現(xiàn)高度智能化、柔性化生產(chǎn)，工業(yè)機(jī)器人已成為推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的核心力量。

　　工業(yè)機(jī)器人經(jīng)歷幾個(gè)階段技術(shù)演進(jìn)，當(dāng)下的核心技術(shù)，可分為幾方面：人工智能技術(shù)賦能；傳感器技術(shù)提升感知精度；物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)與遠(yuǎn)程控制；新型材料與機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)化性能。

　　上中下游與技術(shù)突破

　　一，產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了上游核心零部件制造、中游本體制造和下游系統(tǒng)集成及應(yīng)用三個(gè)主要環(huán)節(jié)。

　　產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括控制器、減速器、伺服系統(tǒng)和感測(cè)器等核心零部件的生產(chǎn)制造。這些零部件構(gòu)成了工業(yè)機(jī)器人的核心技術(shù)，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)難度最高的一環(huán)，也是中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵突破點(diǎn)。其中，減速器用于精確控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，對(duì)精度和可靠性要求極高；伺服系統(tǒng)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，提供動(dòng)力支持；控制器則是機(jī)器人的“大腦”，負(fù)責(zé)控制運(yùn)動(dòng)軌跡、動(dòng)作順序等；感測(cè)器用于感知機(jī)器人周圍的環(huán)境資訊和自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為機(jī)器人的決策和控制提供數(shù)據(jù)支持。近年來(lái)這些領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，核心零部件國(guó)產(chǎn)化率逐步提高。

　　產(chǎn)業(yè)鏈中游涉及工業(yè)機(jī)器人的整機(jī)制造，技術(shù)核心在于：（1）整機(jī)的設(shè)計(jì)與加工技術(shù)，旨在提高機(jī)械防護(hù)性、精度和剛度；（2）開(kāi)發(fā)適用于機(jī)器人主體的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)控制演算法，確保機(jī)器人達(dá)到預(yù)期的性能標(biāo)準(zhǔn)；（3）根據(jù)不同行業(yè)和應(yīng)用場(chǎng)景的需求，定制化開(kāi)發(fā)編程環(huán)境和工藝包，以實(shí)現(xiàn)特定的功能。長(zhǎng)期以來(lái)，這一領(lǐng)域由國(guó)際上的四大機(jī)器人巨頭（日本發(fā)那科、日本安川電機(jī)、德國(guó)庫(kù)卡、瑞士ABB）主導(dǎo)，但隨著國(guó)內(nèi)機(jī)器人企業(yè)的不斷崛起，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人已經(jīng)在整機(jī)制造領(lǐng)域建立了具有競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)集群，并實(shí)現(xiàn)了顯著的技術(shù)突破。

　　產(chǎn)業(yè)鏈下游主要為系統(tǒng)集成及市場(chǎng)應(yīng)用，是中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈最早取得進(jìn)展的部分，為推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的本土化應(yīng)用發(fā)揮了重要作用。從汽車制造業(yè)開(kāi)始，逐步將機(jī)器人系統(tǒng)集成技術(shù)推廣到了家電、電子設(shè)備、金屬加工等多個(gè)行業(yè)，培養(yǎng)出了一群在市場(chǎng)上具備競(jìng)爭(zhēng)力的本土機(jī)器人系統(tǒng)集成服務(wù)商，例如埃斯頓、新松機(jī)器人和匯川技術(shù)等。系統(tǒng)集成商根據(jù)客戶的生產(chǎn)工藝和需求，將工業(yè)機(jī)器人本體、控制器、感測(cè)器、軟體等進(jìn)行系統(tǒng)集成，為客戶提供完整的智能制造解決方案。這一環(huán)節(jié)不僅需要具備機(jī)器人技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)，還需要對(duì)客戶的生產(chǎn)工藝和流程有深入了解，能提供定制化的服務(wù)。

　　二，核心零部件技術(shù)突破。第一，減速器技術(shù)突破。減速器是工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵核心零部件之一，其性能直接影響機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度和負(fù)載能力，中國(guó)在這一領(lǐng)域面臨著技術(shù)瓶頸和進(jìn)口依賴的問(wèn)題。近年中國(guó)企業(yè)在減速器技術(shù)研發(fā)方面取得顯著突破，產(chǎn)品性能和品質(zhì)得到了大幅提升，打破了國(guó)外企業(yè)在諧波減速器市場(chǎng)的壟斷局面。

　　第二，伺服系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化提升。伺服系統(tǒng)作為工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能和控制精度起著至關(guān)重要的作用。伺服系統(tǒng)主要由伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和編碼器等組成，其核心技術(shù)包括電機(jī)控制演算法、功率驅(qū)動(dòng)技術(shù)和位置檢測(cè)技術(shù)等。過(guò)去中國(guó)伺服系統(tǒng)市場(chǎng)主要被國(guó)外品牌占據(jù)，近年國(guó)內(nèi)伺服系統(tǒng)企業(yè)加大了研發(fā)投入，在伺服系統(tǒng)技術(shù)方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。匯川技術(shù)、埃斯頓、禾川科技等企業(yè)通過(guò)自主研發(fā)，成功推出了一系列高性能的伺服系統(tǒng)產(chǎn)品，在動(dòng)態(tài)回應(yīng)、控制精度、穩(wěn)定性等方面達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品水準(zhǔn)。其中，匯川技術(shù)作為國(guó)內(nèi)伺服系統(tǒng)行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，其伺服產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域，市場(chǎng)份額逐年提升。埃斯頓則通過(guò)并購(gòu)英國(guó)TRIO公司，獲得了先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，進(jìn)一步提升了其伺服系統(tǒng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化率不斷提高，還在一定程度上實(shí)現(xiàn)了出口，參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

　　第三，控制器技術(shù)創(chuàng)新。控制器是工業(yè)機(jī)器人的“大腦”，負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡、動(dòng)作順序、速度和力度等進(jìn)行精確控制。早期中國(guó)工業(yè)機(jī)器人控制器主要依賴進(jìn)口，近年隨著技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)在控制器技術(shù)研發(fā)方面取得了顯著進(jìn)展，通過(guò)采用先進(jìn)的控制演算法和軟體架構(gòu)，不斷提升控制器的性能和功能，對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的替代效應(yīng)日益明顯。

　　三，前沿技術(shù)融合與發(fā)展。第一，人工智能賦能。人工智能的快速發(fā)展，為工業(yè)機(jī)器人帶來(lái)新的機(jī)遇，使其智能化水準(zhǔn)得到了顯著提升。通過(guò)將人工智能技術(shù)如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、電腦視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理等與工業(yè)機(jī)器人相結(jié)合，工業(yè)機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)更加智能化的操作和決策。

　　在電腦視覺(jué)方面，工業(yè)機(jī)器人通過(guò)搭載視覺(jué)感測(cè)器，利用深度學(xué)習(xí)演算法對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別和分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工件的精準(zhǔn)定位、識(shí)別和抓取，提高生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化程度和精度。例如，在電子制造行業(yè)，工業(yè)機(jī)器人利用視覺(jué)技術(shù)可以準(zhǔn)確識(shí)別微小的電子元器件，并進(jìn)行高精度的組裝和檢測(cè)。在機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)方面，工業(yè)機(jī)器人可以通過(guò)對(duì)大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，不斷優(yōu)化自身的控制策略和運(yùn)動(dòng)軌跡，提高工作效率和品質(zhì)。例如，一些工業(yè)機(jī)器人可以通過(guò)學(xué)習(xí)歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)設(shè)備故障的發(fā)生，提前進(jìn)行維護(hù)，減少停機(jī)時(shí)間。此外，自然語(yǔ)言處理技術(shù)的應(yīng)用使得工業(yè)機(jī)器人能夠與操作人員進(jìn)行自然語(yǔ)言交互，接收語(yǔ)音指令，實(shí)現(xiàn)更加便捷的操作和控制。人工智能技術(shù)的賦能，使工業(yè)機(jī)器人從傳統(tǒng)的程式化執(zhí)行設(shè)備向具有自主感知、學(xué)習(xí)和決策能力的智能設(shè)備轉(zhuǎn)變，為制造業(yè)的智能化升級(jí)提供更加強(qiáng)大支持。

　　第二，5G與物聯(lián)網(wǎng)融合。5G通信技術(shù)的高速率、低時(shí)延和大連接特性，為工業(yè)機(jī)器人與物聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展提供了有力保障。通過(guò)5G網(wǎng)路，工業(yè)機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備、系統(tǒng)之間的高速數(shù)據(jù)傳輸和即時(shí)通信，構(gòu)建起萬(wàn)物互聯(lián)的智能工廠環(huán)境。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，工業(yè)機(jī)器人可以即時(shí)采集自身的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)以及周圍環(huán)境數(shù)據(jù)等，將這些數(shù)據(jù)上傳至云端或邊緣伺服器，通過(guò)數(shù)據(jù)分析和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷和性能優(yōu)化。例如，企業(yè)管理人員可以通過(guò)手機(jī)或電腦，隨時(shí)隨地查看工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并進(jìn)行遠(yuǎn)程維修，大大提高了設(shè)備的利用率和生產(chǎn)效率。

　　同時(shí)，5G與物聯(lián)網(wǎng)的融合還促進(jìn)了工業(yè)機(jī)器人的協(xié)同作業(yè)。多臺(tái)工業(yè)機(jī)器人可以通過(guò)網(wǎng)路實(shí)現(xiàn)資訊共用和協(xié)同控制，共同完成復(fù)雜的生產(chǎn)任務(wù)。在汽車生產(chǎn)線中，不同工位的工業(yè)機(jī)器人可通過(guò)5G網(wǎng)路即時(shí)交互資訊，根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)品需求，協(xié)調(diào)各自的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)高效的流水作業(yè)。此外，5G與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用還推動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人租賃、共用等新型商業(yè)模式的發(fā)展。

　　未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)展望

　　一，人工智能與機(jī)器人深度融合。未來(lái)，人工智能將更深度地融入于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)體系。強(qiáng)化學(xué)習(xí)演算法將使機(jī)器人能在復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境中通過(guò)不斷試錯(cuò)學(xué)習(xí)，自主優(yōu)化操作策略，實(shí)現(xiàn)更高效生產(chǎn)。自然語(yǔ)言處理技術(shù)將讓機(jī)器人與操作人員實(shí)現(xiàn)流暢語(yǔ)言交互，操作人員可通過(guò)語(yǔ)音指令便捷控制機(jī)器人，機(jī)器人也能以語(yǔ)音形式回饋工作狀態(tài)與故障資訊，大幅提升人機(jī)協(xié)作效率。

　　二，工業(yè)機(jī)器人將與物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)進(jìn)一步協(xié)同創(chuàng)新。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，機(jī)器人可與更多智能設(shè)備、系統(tǒng)深度互聯(lián)，構(gòu)建超大規(guī)模智能制造網(wǎng)路，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源優(yōu)化配置與協(xié)同作業(yè)。云計(jì)算為機(jī)器人提供強(qiáng)大計(jì)算能力支持，機(jī)器人可將復(fù)雜數(shù)據(jù)處理任務(wù)上傳至云端，利用云計(jì)算資源快速完成數(shù)據(jù)分析、模型訓(xùn)練等工作，提升機(jī)器人智能決策速度與精度，推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人向云端智能方向發(fā)展。

　　三，微納機(jī)器人與新型機(jī)器人形態(tài)探索。隨著材料科學(xué)、微納制造技術(shù)發(fā)展，微納機(jī)器人研發(fā)成為前沿?zé)狳c(diǎn)。微納機(jī)器人尺寸微小，可在微觀尺度環(huán)境下作業(yè)，如在生物醫(yī)療領(lǐng)域用于細(xì)胞操作、藥物遞送，在微機(jī)電系統(tǒng)制造中進(jìn)行微小零部件裝配。同時(shí)新型機(jī)器人形態(tài)不斷涌現(xiàn)，如軟體機(jī)器人，采用柔性材料制造，能適應(yīng)復(fù)雜、不規(guī)則環(huán)境，在醫(yī)療康復(fù)、災(zāi)難救援等特殊場(chǎng)景具廣闊應(yīng)用前景。

　?。ㄗ髡邽橥赓Y投資基金董事總經(jīng)理）