用户和系统集成商在机器人行业的创新

用户和系统集成商在机器人行业的创新

张炜编译

1日本以利用机器人实现产业革命为目标

2014年6月24日，日本公开发表《日本复兴战略》修订版，提出要紧抓作为创新象征之一的机器人技术，使制造业、医疗、看护、农业、交通等不同产业发生变化，并且提出到2020年，要实现制造领域中机器人市场扩大到现在的2倍，服务等非制造领域扩大到现在的20倍的目标。

《日本复兴战略》发表后，笔者在与机器人行业、制造行业的相关人员的会话中发现，关于利用机器人实现产业革命的话题备受关注。从“逐步出现”、“还没出现”到“不断出现”，有各种各样的反应。因为日本以前多次提出创造机器人新产业却未实行，所以相关人员有质疑此次目标实效性的倾向。但是，笔者和诸多相关人员还是期待着这次能够开辟成功的道路。

今年夏天，日本政府设立了“机器人革命实现会议”，论述了技术开发、放宽管理条例和标准化等内容，计划、策划、规定作为行动计划的“五年计划”。以前倍受期待却未实行的服务机器人，以及常常被认为已经是成熟产业的工业机器人，它们两者都有可能引起很大的创新，不过今后五年才能分出胜负。

2重新审视机器人技术

听到机器人，各位读者会想起什么呢？从ASIMO那样的人型机器人到工厂里使用的工业机械臂，再到无人自主移动清扫机器人，这些都被称作机器人。

目前，机器人还没有明确的定义。不过，世界上最常使用的是具有手臂形状的工业机械臂，针对此类机器人，现有国际标准化机构和日本工业规格已给出定义。但是，对于今后付诸实施的多数服务机器人来说，这一定义却并不适用。

2006年，日本经济产业省发布的《机器人政策研究会报告书》中，提出要紧抓机器人技术。故机器人通常被定义为“具有传感器、驱动系统、智能控制系统的三个技术要素（机器人技术）的机械系统”。

或许很多人觉得这个定义太宽泛，但这主要是因为机器人技术的通用性。机器人技术开始在机器人清扫机、自动排泄处理设备等上有了特定的用途后，机器人才有了明确的定义。

图1 机器人政策研究会中机器人技术的定义

人们要求机器人能够替代人从事辛苦的工作，能够补充扩大大脑的信息处理和身体功能，能够实现人不可能完成的工作，以及聚集了先进的自动化技术，但是重要的是如何把它们组合起来利用。用户和系统集成商是掌握创新的关键部分。

那么，具体在怎样的领域之中实现创新呢？以下针对工业、服务、灾害对应的三个领域进行讨论。

3不同领域创新的可能性

1）工业机器人：扩大用途，提高系统集成商的重要性

工业机器人市场是机器人市场中最早确立的市场，根据日本经济产业省的统计数据，2011年，全球机器人市场总额约85亿美元，这仅仅是机器人本体的市场总额，推测加上机器人系统的机器人总额大约是300亿美元。其中，日本机器人企业的出口总额占全球机器人市场总额的50.2%（约43亿美元）。可以说，日本机器人企业在工业机器人市场中发挥着很重要的作用。

自19世纪70年代始，焊接和涂装机器人在汽车产业中开始被应用，发展至今，使得工业机器人一直被认为是一项成熟的产业。不过，可以从以下三方面来扩大机器人的用途。

① 机器人的智能化、多用途

机器视觉、力传感器等传感检测方法的发展成熟是实现智能化和多用途的一个原因。这些传感检测方法一方面将机器人运用到装配困难的作业中，另一方面促进机器人实现可承担多数工程作业的多用途。

②人机交互

人机交互中，机器人持有重物，人指挥机器人完成的动作，并且人与机器人进行货品交接，这些已经在展会等经常看见。2013年12月24日，修订的劳动安全卫生规则中的国际规格，在适当的风险评估和安全对策之下，即使没有设置护栏，人与机器人也是可以共同作业，未来人机交互还有很大的发展空间。

③应用于三大产业（医药品、化妆品、食品）。

这三大行业会涉及多品种的生产，生产过程以前一直采用专用的机械设备，现在采用机器人，并且可以达到在提高管理的基础上，人不介入的情况下，实现无人化工程作业。

掌握新开拓的这些用途的关键在于通过组合机器人与周边设备组装成自动化系统的系统集成商。

其实，工业机器人制造商的基本工作是销售，但是机器人最终应该怎么被使用，他们也并没有全部教会用户。作为机器人制造商，需要把以多数工业机器人作为必要设备的汽车行业等的大型用户的产品开发作为重点。

还有一点，用户不习惯使用新买机器人，以及之前的机器人也没有这些高级的用途（智能化、多用途、人机交互），使得用户无法掌握如何使用好机器人的理论知识。

弥补这些缺陷正是系统集成商需要做的工作。据统计，日本系统集成商有1000多家，大多都是中小企业，都未能掌握机器人使用的总体情况。机器人行业既不存在行业团体，也没有形成网络化，勇于创新的人应该更加关注和支持机器人的使用情况。

系统集成商在各种技术的进展中都发挥着重要作用。为了实现不是通过专用的控制装置而是通过个人电脑来控制机器人的这项中间软件技术，首先要完成简易机器人示教和程序设计或是免机器人示教和程序设计，进而利用存储在机器人等生产系统中的数据，进行自我诊断、完善，达到最佳技术。

在推进产业互联网化的美国和推进产业4.0的欧洲中，信息技术高度利用的趋势很明显。日本的观点是偏向于硬件方面。在这里，我们应该进一步认识到信息技术和工厂自动化的融合能够影响今后的产业竞争力。

图2 系统集成商的定义

3.2服务机器人：看护机器人是其发展的试金石

发展服务机器人是少子高龄化社会的一个解决方案，因此，服务机器人被寄予很高的期望。据日本经济产业省以及NEDO（新能源、产业技术综合开发机构）预测，2035年，机器人产业总额将达到9.8兆日元，其中，服务机器人市场总额为5兆日元。但是，实际上，在经济产业省的调查中，2011年服务机器人市场总额仅有600亿日元，其中还包含了用于物流行业的码垛机器人和无人搬运车，所谓的服务机器人一般仅限于能够想象的领域，且规模很小。

服务机器人至今未被市场接受的原因有许多，最主要的是投资回报率低和风险利益不好预估。

说到投资回报率，当前机器人的价格略高，使得机器人回报率较低。例如，过去看护机器人实际价格可能为数百万日元，但往往提出的机器人议案就会超过1000万日元。销售机器人本体愿望非常强烈，但提高回报率方法的议案却被忽视。之前，日本经济产业省与厚生劳动省共同推进机器人设备与医疗保健方面的机器人，投资金额约为10万日元（实际上也不一定是这个数，主要指的是以这个价格区间为目标）。松下公司的搬运机器人就是其中一个很好的案例。那些价格便宜的机器人，实际上是一些功能被减化功能的机器人，为了更好地提供机器人的解决方案，需要在了解用户业务的基础上，提供机器人的使用方法。

另外，说到对风险利益的预估，由日本主导制定的护理机器人国际标准ISO13482已于2014年发布。对于尚未有具体标准的机器人安全性、风险，已经发现了一定的方法，但是这些并不是完全以制造安全机器人为目的。当然，不是仅限于机器人，包括许多工业制品中，在与利益比较的情况下允许存在一定的风险。也就是，制造商需要预估用户在机器人的使用中所产生的风险利益。

服务机器人市场化的要点是对用户的了解，可以说用户才是掌握创新的关键。现在，日本经济产业省和管理用户方的厚生劳动省已经联合推进重点领域的看护机器人的开发和应用。不是通过制造商的角度而是用户的角度来推进服务机器人的发展，尽早创造出成果才是最重要的。

图3 机器人看护设备的重点领域

在高龄化社会中，考虑到老年人身体功能和识别功能的维持或者支援恢复及其重要，但是现在的重点领域中却没有包含康复辅助和老年痴呆症辅助。这些也是国内外需求的领域，期待今后的研究。

除了看护机器人，日本经济产业省和国土交通省合作共同致力于检查基础设施的机器人。这些都是基于用户需求确定的重点领域，期待今后的发展。检查机器人可以完成人不能完成的工作（比如，对狭隘部位的检查、对人抽样检查的地方进行全面检查、检查次数的增多和对数据在维修中的使用），工作量虽然不大，但依然是一个发展成熟的领域。不是所有的任务都会被机器人化，人与机器人配合完成各自擅长的检查工作，半自动化的投资回报率的改善才是关键。

3.3灾害对应：从福岛推向全世界

对于福岛第一核电站为首的多次日本灾害事件，日本的机器人技术的投入落后成了大家的话题。实际上，日本掌握着很多机器人技术，由于福岛第一核电站的爆炸事件，日本已经推进了各种机器人远程设备的开发和运用。日本今后将设立整顿原子能紧急情况救援的相关机构，促进紧急情况下防备的机器人配置。

通过这个，日本研发了不少能在发电站等灾害现场使用的机器人以及机器人的运用技术、操作人员的训练技术等。震灾时，造成日本机器人的投入迟缓的原因之一在于没有设立机器人独立运行的机构。以此为教训，期待着日本今后成为海外机器人使用的先驱。

4总结

如本文开头介绍，日本首相安倍在OECD 会议上表示，机器人作为增长战略之一，日本将利用机器人实现产业革命。到现在为止，被寄予很大期望但却没有付诸实用的服务机器人，与尽管有创新的余地但已被视为成熟产业的工业机器人，接下来的5年间，能够完成什么样的创新和产业创造，我们拭目以待。

机器人技术被应用于制造业、服务业、灾害对应等各类行业中，但每个领域都有共同之处，即不是仅局限于新技术构思和销售构思，了解用户的情况，通过具体操作和解决方案来改善投资回报率和对风险利益的预估。

因此，作为政府和业界，听取和扶持早期对机器人有热情的用户，推进完成用户和制造商的系统集成的扶持和培养，这都是非常重要的。

当然这也是用户所希望的，不仅是直接根据自己的情况应用机器人技术，而是首先分析出提高自身效率和价值的空间，然后在应用机器人技术的基础上改善自己的商业模式和运作方式。另外，制造商所希望的不仅限于新科技的需求，而是不要过多地限制用户，需要不断跟随用户的变化。

笔者通过日常的工作，深切感受到那些热衷于采用机器人提高生产线效率和提高对顾客服务品质的用户（不仅限于日本，还包括东南亚），还有摸索先进的应用程序的系统集成商，他们采用机器人的意识进一步提高。这一次为了让机器人产业得到更好的发展，日本从连接新技术需求和顾客需求的立场出发，鼓励用户和系统集成商主导的创新。