国际机器人联合会的数据显示，2012年，全球平均工业机器人使用密度（每万名产业工人拥有的机器人数量）为55台。韩国每万名工人拥有347台机器人，日本为332台，而在中国，这一数字仅为21台。

    差距意味着市场。从2002年开始，中国工业机器人年累计安装量增长速度几乎都超过30%。相关数据显示，从2002年的2152台发展到2012年的96387台，即便受金融危机影响的2009年，中国工业机器人累计安装量增长率也达到17.38%。

    在珠三角地区更加突出。珠三角地区机器人使用的年增速已达到30%-60%，尤其在装配、点胶、搬运、焊接等工业领域，从2012年开始加重电子制造自动化板块的拓展后，工业机器人厂商增长非常快。

    全球机器人2013年销量的70%集中在4个国家，即日本、中国、美国和德国。按当前的发展趋势，国际普遍预测今年，中国将成为第一大机器人需求市场。

    本期《伺服与运动控制》将对这几个国家的工业机器人发展进行盘点。

德国：借助物联网对下一代工业机器人进行远程管理
    2012年，德国推行了以“智能工厂”为重心的“工业4.0计划”，依此计划，通过智能人机交互传感器，人类可借助物联网对下一代工业机器人进行远程管理。这种机器人还将具备生产间隙的“网络唤醒模式”，以解决使用中的高能耗问题，促进制造业的绿色升级。

    德国政府在20世纪70年代中后期便开始推行一项名为“改善劳动条件计划”的政策，强制规定部分有危险、有毒、有害的工作岗位必须以机器人来代替人工，以行政手段将机器人的应用真正推向市场。

    从20世纪50年代到80年代，联邦德国的经济始终保持在年均4.5%左右的适度增长，稳定性高于美国等工业国家；通货膨胀率则稳稳地控制在3.7%左右，低于其他主要工业国。这在一定程度上为工业机器人的后续发展提供了土壤。

    1985年，德国政府提出了要向高级的、带感觉的智能机器人领域进军的计划。

    其后，机器人开始进入德国的各个产业。除了应用于汽车、电子等技术密集型产业外，工业机器人还广泛装备于传统产业。在德国传统产业转型升级的过程中，机器人有效地降低了生产成本，并提高了产品质量。

    据德国《图片报》报道，2012年，德国工业界每万人机器人拥有量为273台，相当于法国的两倍多，是英国的4倍多。而国际机器人协会发布的数据显示，2013年，机器人在德国的销量比2012年提高了4%，超过了1.8万个。

    目前，机器人在德国制造业中的应用率相对较高，每四个就业岗位就有一个工业机器人。德国机器人产业化模式的主要特点在于分工合作，即将具备一定智能化的机器人个体，通过数据交互从而实现高度智能化。

    按照设想，“工业4.0”连接的是生产设备，即生产的“一体化”。把不同的设备通过数据交互连接到一起，让工厂内部，甚至工厂之间都能成为一个整体。实际上，这种“一体化”是为了“分散化”。在“工业4.0”中，工业生产将“由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变”，“分散化”后的生产将变得更加灵活。在这种模式下，不同的生产设备既能够协作生产，又可以各自快速地对外部变化做出反应。这完全是信息时代产生的大量个性化需求反映到生产端的结果，工业生产将告别上一个时代的标准化，走向个性化。

美国：应用落后于理论
    2011年6月，奥巴马宣布启动《先进制造伙伴计划》，明确提出通过发展工业机器人提振美国制造业。根据计划，美国将投资28亿美元，重点开发基于移动互联技术的第三代智能机器人。

    如果按照机器人发明和生产的先后顺序来算，美国是绝对的“老大哥”。

    早在上世纪50年代，美国科学家便提出了工业机器人的概念，并在1962年开发出第一代工业机器人。

    不同于德国政府的积极与强势，美国政府在发展机器人时极少采取行政手段以扶持。在1967年以后，美国遭遇了高失业率和通货膨胀并存的尴尬局面，失业人数占美国人口总数10%左右。正因为此，第一代工业机器人并没有立即投入广泛使用。

    直到20世纪70年代末，大量使用工业机器人的日本汽车企业对美国构成威胁，美国政府才取消了对工业机器人应用的限制，加紧制定促进该技术发展和应用的政策。此后，美国企业通过生产具备视觉、力觉等的第二代机器人，实现了市场占有率的较快增长。但是，与德国注重实际应用相反，美国发展工业机器人时将侧重点放在了理论上面，导致的结果是既没有摆脱“重理论、轻应用”的问题，也未能打破日本和欧洲的垄断格局。

    相比德国高达25%的应用比率，机器人在美国制造业中的应用相对较低，仅为11%。2008-2013年间，机器人在美国的销量以平均每年12%的速度增长，仅2013年，美国的机器人装机量就上升了6%，达到了将近24万个。不过，2013年美国工业机器人生产商的全球市场份额仍不足10%，且国内新增装机量大部分源于进口。

    值得注意的是，迅速发展的智能工业机器人市场也吸引了诸多创新型企业。以谷歌为代表的美国互联网公司也开始进军机器人领域，试图融合虚拟网络能力和现实运动能力，推动机器人的智能化。就在2013年，谷歌强势收购多家科技公司，已初步实现在视觉系统、强度与结构、关节与手臂、人机交互、滚轮与移动装置等多个智能机器人关键领域的业务部署。

中国：核心技术成软肋
    “校企合作”是目前中国机器人研发比较普遍的模式。整个研发过程需要两到三年，不过收效明显。和一些发达国家相比，我国机器人研发的软肋仍在核心技术上。

    “一个原因是，没有从基础开始研发。比如电机、减速器、数控技术，这些单元技术（基础元器件）是制约我国机器人发展的一个瓶颈，目前主要依赖进口。就像手机一样，摄像头是国外的，GPS也是，核心技术都是国外的，利润都被别人拿走了。”北京航空航天大学机器人研究所所长毕树生说。相比之下，国外机器人发展的历史较长，技术积累雄厚，一些公司原来从事的就是伺服电机、减速器、数控系统等单元技术的研发。这些恰恰是机器人的关键，很容易应用到机器人上。

    此外，政策支持和软件差距也在一定程度上制约了机器人的发展。前者的作用不言而喻，但和机械本体相比，如何设计一个程序有效地控制机械也尤为重要。

    在日本，有相关研究机构的大学共计107所，相关研究所的总数达到293间。这一数字大大高于国内的十数家机器人研究所（沈阳自动化研究所、上海交大机器人研究所、哈尔滨工业大学机器人研究所、中国科学院自动化研究所、西安交大人工智能与机器人研究所、北航机器人研究所、北京理工大学智能机器人研究所、北京机械工业自动化研究所、南京机器人研究院、机器人技术研究中心）。而且，中国的研究机构与产业中心相距甚远，在一定程度上，也导致了他们难以接上产业集群的地气。

    从研究所出来的机器人新品，到生产线大规模应用，还需经历“二次开发”。

    这个“二次研发”的过程，理想情况下应由企业完成。因为高校产业化经验不足，并不擅长测试可靠性、安全性等重复性工作。相比之下，国际上一些大型机器人公司，如ABB、库卡，都有上百人规模的研究院。其中美国的模式是由高校、研究所设立项目，政府择其优者进行扶持，到了一定程度企业开始介入继续培育。有些企业会提前很多年资助高校的项目，积累的时间比较长，土壤比较成熟。

    国际机器人技术联合会（IFR）的数据显示，尽管2013年中国共采购了36560台工业机器人，首次超过日本成为全球最大的工业机器人市场，但是领先的4家中国工业机器人制造商的产品，仅占中国市场5%的份额，而日本公司的产品，却占据了中国市场一半的份额。

    在中国，近两年对机器人产业政策支持也逐步加码：2012年3月至4月，科技部相继发布《智能制造科技发展“十二五”专项规划》和《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》。2012年7月，国务院发布《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，提出要大力推进自动控制系统、工业机器人、关键零部件等装置的开发和产业化。2013年12月30日，工业和信息化部正式下发了《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》，明确，到2020年，形成较为完善的工业机器人产业体系，培育3-5家具有国际竞争力的龙头企业和8-10个配套产业集群；工业机器人行业和企业的技术创新能力和国际竞争能力明显增强，高端产品市场占有率提高到45%以上，机器人密度达到100以上，基本满足国防建设、国民经济和社会发展需要。

日本：工业机器人生产与应用之最
    6月19日，日本首相安倍晋三先后视察了埼玉县加须市的Glory公司工厂（一家铸币企业）和东京都内的护理院。在随后的记者采访中安倍强调，将把机器人产业作为经济增长战略的重要支柱，希望通过发掘机器人的可能性实现日本经济的增长。

    日本目前仍然是使用工业机器人数量最多的国家。据统计，2012年，日本拥有31万台工业机器人，居世界第一，中国拥有量约为9.6万台。

    在日本，代表性的机器人企业不乏历史悠久、技术积累雄厚的大公司。除了东芝、川崎重工、三菱重工等人们熟悉的大型工业企业外，还有一批以机器人制造闻名世界的企业。如世界最大的机器人制造商FANUC，人们经常可以在电视新闻上看到该公司的焊接机器人，它们被用于多家日本汽车制造商的流水线上。另一个著名企业是1977年研制出全世界第一台全电动工业机器人的安川，其拥有超过30多年的工业机器人研究及投产历史。安川是最早将工业机器人应用到半导体生产领域的企业。

    据日本机器人工业协会发布的《21世纪日本机器人机器人产业》报告，由于优质的工业机器人具有国际竞争力，出口持续增加。2000年以后，出口已占日本工业机器人产业的过半产量。

    尽管安倍提出机器人战略，容易让人以为日本是一个后发国家，但实际上在机器人产业和研发领域，日本可以说是绝对意义上的发达国家，甚至可以说是第一机器人大国。

    1967年，日本川崎重工首先从美国引进机器人及其技术，并于1968年试制出第一台国产工业机器人“Unimate”。1980年，日本工业机器人的产值达700亿日元，同比增长185%，该年被产业界人士称为“工业机器人普及元年”。

    2008年，日本生产的工业机器人有62%用于出口；而到2010年，这一比例上升至73%。据日本机器人工业协会统计，2013年日本工业机器人生产总额约为4000亿日元，其中出口2800亿日元。

    日本机器人产业和科研的发展，离不开一系列政府法规的促进。

    早在1971年，日本就颁布了《机电法》，规定了工业机器人制造业的应用对象行业和种类。1980年又先后制定了“财政投资融资租赁制度”和“中小企业设备现代化贷款制度和设备借款制度”，成立了日本机器人租赁公司（由机器人制造商和保险公司共同出资），国家和地方政府也设立了专门的基金为企业提供设备贷款。1984年，制定了机电一体化税制，1985年又制定了高技术税制，让机器人研发和应用得到税务优惠。

    这一次，安倍希望日本机器人产值比现在增加3倍。他的计划在日本获得了多方面认同。