让工业机器人承担繁复的操作劳动

林金堵

本刊名誉主编

在PCB生产的过程中，由于加工过程工序多而冗长、其重复操作劳动多而繁重，使操作人员感到紧张、乏味和烦躁等，操作者的心理和情绪影响着生产效率和质量（特别是质量或合格率波动变化）。同时，这些重复而紧张的劳动也越来越不受到操作者的欢迎，甚至招聘这些操作者越来越困难！从未来和长远角度看，其唯一的出路就是自动化、机器人直至智能化生产。

我在2015年写的《实施〈中国制造2025〉——中国版的“工业4.0”》一文中提到[1]，“中国制造业是‘大而不强’，传统制造业的比重较大，大多数处在‘工业2.0’和‘工业3.0’阶段”，由于“传统制造业高成本时代的到来，其低成本竞争优势消失，今后的道路只能走‘工业4.0’道路”。

《中国制造2025》就是中国版的“工业4.0”，必然“采用工业技术和信息技术的结合来发展和提升制造业”，而工业机器人正是这种结合的产物。

1 发展制造业工业机器人将具重要地位

在经济发展，特别是制造业发展中，工业机器人的作用和地位将越来越重要。

（1）近10多年来，工业机器人价格持续下降、人工成本急剧上升。

实施“工业4.0”的要素之一是“工业机器人”，从2003年以来机器人的成本是以每年5%速度下降，而劳动力成本却以10%速度上升着（见图1）。加上PCB的原辅材料持续涨价，使制造成本越来越高，而PCB产品价格不涨反降，造成利润空间越来越小。

同时，从管理上和产品质量上看，工业机器人是最上乘的，成本在两年内就可以收回，很显然，工业机器人的性价比的优势越来越明显[2]！因此，我国制造业、特别是PCB工业要生产转型、提高质量等级、扩大利润空间等，重点必须放在采用工业机器人上。

图1 工业机器人价格下降和就业人员工资上升的情况

（2）工业机器人能够承担重复、繁重和危险等的操作劳动。

PCB制造复杂和难于管理，其生产工序冗长、生产过程复杂、牵涉知识专业多而广、重复操作劳动多等特点，继续采用20世纪80年代以来的“人海战术”的生产模式已经不行。这是因为“时过境迁”，我国开始出现劳动力短缺而显现“用工荒”，过去是“老板”挑选“打工仔”，现在变成“打工仔”挑选“老板”[3]，这是由于农村“城镇化”、服务业、农业、乡镇企业等的崛起和发展，已经开始出现“有限供给”劳动力，或者说城市工业已经出现劳动力不足的周期。更重要的是“90后”的青壮年大多数都不愿意干PCB工业中那些烦闷重复、紧张辛苦等的操作劳动。因此，今后我国制造业、PCB工业生产的根本出路是“自动化设备+工业机器人作业”的发展道路[2]。

2 我国工业机器人将呈爆炸性地发展

新时代的中国经济已经从高速增长阶段走向高质量发展阶段。我国是世界上最大的制造业国家，PCB制造业全球的“老大”，必须跟上新时代的发展，因此制造业、PCB工业的新作为是快速走向高质量发展阶段，是走“自动化+工业机器人”的发展道路。

（1）工业机器人是《中国制造2025》的重要基石之一。

实现《中国制造2025》的要素之一是“工业机器人”。根据2013年统计，我国万人工人中拥有工业机器人为23台，而全球平均为58台，仅为全球平均的1/3强。根据公开资料整编，见表1和表2，我国拥有工业机器人低于全球平均值。我国要在2025年走上“工业4.0”，并在不久的将来赶超发达国家，必须加大力度发展工业机器人的速度（见表1、表2）。

由于工业机器人能够承担“任劳任怨”的烦躁、重复、繁重和危险等的工作，保证“始终如一”高效率的工作（产品）质量，可以弥补人工不足和缺陷（疲劳、失误等）。此外，工业机器人的价格持续下降、质量不断改进，工作稳定性持续提高。更重要的是最难管理的是人员（衣食住行等）而带来的庞大的管理体系，而采用工业机器人将明显简化生产管理及其体系，降低生产成本。这就是为什么发达国家的制造业都大力发展工业机器人、特别是缺乏劳动力的日本。

表1 2016年主要国家工业机器人情况（单位：台∕万工人）

表2 2016年主要生产汽车国家工业机器人情况（单位：台∕万工人）

（2）国家政策、政府引导和资助。

为了实现《中国制造2025》等近期“中国梦”，必须加快发展我国工业机器人的速度赶超发达国家：早在国务院的《中国中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》就把“智能机器人列入前沿科技中的先进制造技术”；《十三五规划纲要》提出“大力发展工业机器人、服务机器人、手术机器人和军用机器人”；同时又制定了较长期《中国制造2025》等。政府要求快速地出台具体计划和落实措施，如工信部提出《机器人产业发展规划（2016～2020年）》，科技部提出《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018～2020年）》。因此，在我国很快就形成一个机器人爆发性发展的主要原因！

（3）我国迅速加入工业机器人的发展。

机器人是以数字化、网络化、智能化为特征的工业3.0的有机组成部分，同时又是工业4.0的基础和重要内容。因此机器人将会继续在“深”、“广”得到开始地发展！为了追赶发达国家和实现中国梦，近几年来，中国明显加大发展机器人速度（见图2）。

世界机器人的发展和未来主要是由美国、日本、德国、韩国和中国等主导着。从这些国家的主要优势和目标就可以看出之所以然来（见表3）。

同时，工业机器人将向特种机器人转变。2015年全球工业机器人占世界机器人总量的95%，而近2年来，特种机器人得到了快速的扩展。特别是：在“横向”上的应用领域越来越广，如医疗上做手术和服务，农业上的剪枝、采造水果，巷道掘进、侦察与排雷等，还有水下（潜海、潜水）机器人，空间机器人等等；在“纵向”方面，机器人的种类越来越多，大可以很大，小可到米粒大小、可嵌入人体内部治病防病，机器人的智能化越来越高、越来越聪明！

（4）中国的市场巨大。

我国是世界最大的制造业大国，采用工业机器人是必由之路！因此在《中国制造2025》中明确提出建立机器人产业，到2025年中国机器人工业产值要达到4.5万亿元，其中在提高服务健康和延长个人寿命的机器人产值为2.6万亿元、工业自动化和商业服务的机器人产值为1.4万亿元、家用服务机器人产值达到5000亿元！这说明中国已经把发展机器人作为重点工作来抓！目前中国已经是世界上机器人存有量和市场销售量最大的国家，中国的未来必将成为世界十大的现代（自动）化的国家之一。

图2 中国工业机器人逐年上升情况

表3 主要国家机器人的走势（根据公开资料整理）

从图2中可看出，中国工业机器人自2013年上升速度将远超发达国家，而到了2016年又再出现拐点上升，预计未来几年将呈爆发性地增长！

3 人类与机器人的关系

大多数科学家认为，人与机器人的关系，既不是合作关系、也不是竞争关系，而应该是共生和融合的关系，总之，人类与机器人的未来肯定会形成一个整体——共生关系！

（1）人类是机器人的主导者。

机器人是人类创造出来的，其目的是为人类服务的，因此人类将主导着机器人的行为和服务的内容。但是人类中也存在着“极端分子”、极端团体、甚至有极端国家，也存在着制造“极端机器人”危害人类的生命财产的安全，因此开发和生产机器人的人和单位必须受到“约束”或遵守规定！为此，陆续提出、研究和制定了机器人的“三定律”、“零定律”和增补“三条”定律。其核心是“机器人必须保护人类的整体利益不受伤害”、不得“杀人、放火、抢劫、组建机器人部队等”，“不接受罪犯（不论是机器人罪犯还是人类罪犯）指令”、“只能接受合理合法的指令”等。

（2）人类和机器人将形成“难兄难弟”

人类和机器人都存在着天然的优点，同时存在着难于克服的弱点。人类是具有生物特征的，其弱点是存在着生死病痛等而寿命短暂，其智慧开发都受到极大的限制。机器人没有生物的特征，不会老死、没有感觉，当然也不用休息、可以永远进行学习，有着无限的发展和寿命，但只能靠人类来帮助它进化。因此机器人的强壮的身躯和无限发展的上限，可以帮助人类达到“光速”探索未知的宇宙万物，而“寿命短暂”人类的意识和创意、生存欲望将推动着机器人快速的发展！

（3）融合共生形成一种新的人类。

可以设想，未来人类将意识植入机器人的躯体里，使机器人的网络与人类的大脑共同连接，机器人共享人类的情感，而人类分享机器人所拥有的能力和智慧，这样一来，人类和机器人将融合而形成一种新的人类！或许将推动人类走向新的发展台阶。

总之，机器人是电子技术、机械技术和信息技术等发展的集成（整合）体。信息化程度、应用和拥有量将决定着机器人的类型、发展速度和水平。机器人革命不是独立的革命，是以数字化、网络化、智能化等为特征的第三次工业革命（工业3.0）的有机组成部分，同时又是第四次工业革命（工业4.0）的基础和重要内容！智能机器人可能是最复杂的机器人，未来的智能机器人将会成为人类的机器朋友！