工业进化论：人到机器再到“人”（图）

　　18世纪从英国发起的技术革命是技术发展史上的一次巨大革命，它开创了以机器代替手工工具的时代，也是工业从人到机器的开端；而机器人的出现，却也标示着工业的新时代来临——机器到“人”（机器人）的时代。

　　人到机器

　　人到机器的时代主要是第一次工业革命和第二次工业革命时代。

　　第一次工业革命

　　这不仅是一次技术改革，更是一场深刻的社会变革。这场革命是以工作机的诞生开始的，以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志的。从生产技术方面来说，工业革命使工厂制代替了手工工场，用机器代替了手工劳动；从社会关系来说，工业革命使依附于落后生产方式的自耕农阶级消失了，工业资产阶级和工业无产阶级形成和壮大起来。同时给制造业带来了一个全新的时代。

　　英国是工业革命的发源地。英国工业革命从18世纪60年代开始，到19世纪40年代基本完成。工业革命从英国开始不是偶然的，这是有深刻政治前提、社会经济前提和科学技术前提的。

　　第一次工业革命对各国的影响

　　工业革命最早开始于英国。在论及英国工业革命的条件时，人们总不忘提及它的农业革命、海外贸易、殖民掠夺、国债制度、税收政策等等方面，这当然是正确的。不过还有一点必须补充进去，那就是市场的扩大。正由于市场上商品需求量的扩大，才直接成为增加生产的导因，才产生出强烈的提高劳动生产率的追求，从而引发了机器的发明。关于英国工业革命的进程，包括凯伊、哈格里夫斯、阿克莱特、克隆普顿、卡特莱特以及瓦特等人的发明等等，这里就不去叙述了。需要略加说明的是，继英国之后，美、法、德等不少国家也都开始了工业革命，体现了资本主义发展的共同规律。

　　与英国一样，美国的工业革命也开始于棉纺织业。还在18世纪末，美国人便仿造了珍妮纺纱机。不久又发明了轧棉机，将清理原棉的效率提高近百倍。19世纪初又从英国引进织布技术。东北部的新英格兰地区迅速发展为棉纺织业中心。随后，服装、制革、玻璃、毛纺等行业也实现了使用机器生产。

　　法国工业革命的最大转机，是在法兰西第二帝国建立之后。由拿破仑三世统治的第二帝国以强力的手段稳定了形势，又以种种顺应经济发展的政策为工业革命提供了良好的环境。第二帝国时期被称作"农业黄金时代"。到60年代后期，重工业、机器制造业发展迅速，表明法国的第一次工业革命已经完成。

　　工业革命开始时，德意志还是个四分五裂的国家，有数十个邦国和自由市。同时，各地发展极不平衡，并非所有邦国都同时开始了工业革命。以普鲁士为带头人，并不断扩大在全德意志的影响，从而推动了经济的发展，是德国工业革命的一大特点。

　　19世纪30年代德国工业革命开始起步。普鲁士的资产者逐步引进英国的机器，使用机器的纺织厂开始建立。

　　第二次工业革命的标志

　　随着第一次工业革命逐渐接近尾声，其作用也显现出来，首先是蒸汽机的应用为当时社会从农业转向工业时代打下了坚实的基础，也促进了制造业的迅速发展，积累了大量的物质条件。在这种前提下，19世纪的科学技术发展突飞猛进，各种新技术、新发明层出不穷，并被迅速应用于工业生产，大大促进了经济的发展。而这一时期也就是我们所说的第二次工业革命(SecondIndustrialRevolution）。当时，科学技术的突出发展主要表现在四个方面，即电力的广泛应用、内燃机和新交通工具的创制、新通讯手段的发明和化学工业的建立。控制论创始人维纳提出的概念是第二次工业革命典型特征为自动化。

　　第二次工业革命对制造业的影响

　　由于第二次工业革命诸多新兴科学技术的发明，大大促进了经济的发展，形成许多新工业部门，如电子工业和电器制造业、汽车工业、石油开发业和石油化工工业，以及新兴的通讯产业，特别是电力的广泛应用，更是为制造业打开了方便之门，提高了制造业的劳动生产率，促使工业生产趋向于自动化、产业化发展。

　　首先，第二次工业革命制造业的进步是随着当时科学技术的突破性发展而逐渐显现出来的。在19世纪里，热力学、电磁学、化学等方面的新发展，开始与工业生产紧密地结合起来，特别是电力的应用促使了电机的迅速进步，使得制造业逐渐走向自动化，大量生产的技术得到了改善和应用，生产效率也得到了大幅度提高。由于在技术上取得了一系列重大突破，并带动了相应的许多新兴工业部门的兴起，因此，第二次工业革命期间科学与技术的结合使得制造业取得了更大的成果。

　　其次，在第一次工业革命时期，与制造业相关的新机器和新生产方法都是在英国发明的，就世界范围来看则是以英国制造业为中心，通过新技术的逐步传播来带动后进国家，致使全球制造业发展进程缓慢而不平衡。而第二次工业革命几乎是同时发生在几个先进的资本主义国家。英国虽然也有一些重要的发明，但内燃机、柴油机、发电机和电动机等的发明和改进，却大部分是德国人干的；而环锭纺织机、缝纫机、打字机、白热丝灯和电话，则是美国人发明的；发明橡胶轮胎，制成汽车的是法国人。因此，新的技术和工业革命一开始就超出一国的范围，使得全球制造业可以整体发展，相比于第一次工业革命，技术的普及和经济的发展都更加迅速。

　　最后，第二次工业革命于19世纪60-70年代开始时，除英国、美国北部和法国已完成第一次工业革命外，其他国家有的正处于它的高潮期，如美国的南部、德国和俄国；有的则刚刚起步，如远东的日本和中国。因此，对一些后进的国家来说，两次工业革命是交叉进行的。以德国为例，它一方面积极地吸收、消化第一次工业革命的技术成果，另一方面又直接利用第二次工业革命的新技术，因而其国内制造业的发展速度异常迅速。起步更晚的日本，则同时吸收两次工业革命的技术成果，在短期内就取得跳跃式的发展。

　　时至今日，人类已经经历了三次工业革命。前两次已从人们的视线里渐渐远去，而第三次工业革命就是现在。工业革命的发展扩大了人类改造自然的活动领域，提高了人类向自然作斗争的能力，从而把人类社会的物质文明和精神文明推进到一个前人所无法想象的新高度。有的学者认为，现如今正在发生的第三次工业革命，不仅把现代科学技术的发展推向了一个新阶段，而且使西方一批发达国家在20世纪50至60年代先后实现了高度工业化，走完了工业社会的最后历程。而我国制造业也在第三次工业革命的影响下，正逐渐的从“世界工厂”走向了“创造之都”，要想实现中国制造业的腾飞，就决不能错过这次难得的机遇。

　　机器到“人”（机器人）

　　机器到“人”（机器人）主要体现是：“数字化智能制造”为核心的第三次工业革命即将到来，而“数字化智能制造”的主体就是工业机器人。

　　机器人

　　英国经济学家保罗麦基里认为，以互联网、新材料和新能源为基础，“数字化智能制造”为核心的第三次工业革命即将到来，而“数字化智能制造”的主体就是工业机器人。机器人的核心技术是运动控制技术。工业机器人基本沿着两个路径在发展：一是模仿人的手臂，实现多维运动，在应用上比较典型的是点焊、弧焊机器人；二是模仿人的下肢运动，实现物料输送、传递等搬运功能，例如AGV搬运机器人。随着微电子、新材料、控制、传感交互等新技术的发展，通过软件优化，机器人的功能将更加强大。

　　随着我国人工成本的递增，工业机器人与之相比，便有了巨大的优势。使用自动化设备或使用工业机器人替换人工将成为未来的趋势，而对工业机器人的需求量也急剧增加。

　　被称为“史上最难就业年”的2013年，也是备受自动化领域的企业和专家们期待的“机器人爆发之年”。全球制造业自动化转型需求，极大的带动自动化装备市场的发展，在第三次工业革命推动下，全球或将引爆工业机器人市场需求。OFweek行业研究中心最新发布的《2013-2017年全球与中国工业机器人市场研究及预测分析报告》（下简称《报告》）显示，2012年全球工业机器人销量创出历史第二高，超过15.9万台；截至2012年末，全球工业机器人累计安装量达118.7万台，同比增长5.9%。《报告》进一步预计，2017年全球工业机器人销量将达到22万以上，年均增长率达6%。

　　作为机器人增长最快的市场，2012年中国已成为仅次于日本的全球第二大机器人市场。在存量方面，《报告》显示，2002-2012年中国工业机器人年累计安装量几乎都以超过30%的速度增长，从2002年的2152台发展到2012年的96387台，即便是受金融危机影响的2009年，中国工业机器人累计安装量增长率也达到17.38%。截至2012年，中国占全世界正在服役工业机器人总量达8.12%。

　　我国已经进入了工业机器人产业化加速发展阶段。从政策层面来看，国家对机器人产业政策支持力度也在逐步加码。2012年以来，国家部委制定的规划和专项政策陆续出台，使得工业机器人产业的发展轮廓得到进一步的明晰：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》，提出重点研发工业机器人、自动化生产线、流程工业的核心工艺和成套装备，重点发展公共安全机器人、医疗康复机器人、仿生机器人平台和模块化核心部件等；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。截至2013年7月，工信部正积极推进工业机器人产业化发展，《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》正上报发改委和科技部及其他有关部委，相关政策出台在即。

　　工业机器人的发展现状

　　工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会和国际机器人联合会(IFR)的统计，世界机器人市场前景看好，从20世纪下半叶起，世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代，机器人产品发展速度加快，年增长率平均在10％左右。2004年增长率达到创记录的20％。其中，亚洲机器人增长幅度最为突出，高达43%。

　　工业机器人的应用领域日渐广泛

　　经过四十多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压铸、)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机人智能化水平的提高，机器人的应用范周还在不断地扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。此外，在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多，如无人侦察机(飞行器)、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人均有应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。

　　工业机器人的发展趋势

　　工业机器人在许多生产领域的使用实践证明，它在提高生产自动化水平，提高劳动生产率和产品质量以及经济效益，改善工人劳动条件等方面，有着令世人瞩目的作用，引起了世界各国和社会各层人士的广泛关注。在新的世纪，机器人工业必将得到更加快速的发展和更加广泛的应用。

　　1、工业机器人的技术发展趋势

　　从近几年世界机器人推出的产品来看，工业机器人技术正在向智能化、模块化和系统化的方向发展，其发展趋势主要为：结构的模块化和可重构化；控制技术的开放化、PC化和网络化；伺服驱动技术的数字化和分散化；多传感器融合技术的实用化；工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。

　　2、工业机器人的产业发展趋势

　　据UNECE/IFR预测，至2007年，全球新安装装机器人的数量将从2003年的81800套增至2007年的106000套，年平均增长7%。其中，日本2003-2007年工业机器人的销售将从2003年的31600增长至2007年的41000套；欧洲2003-2007年工业机器人将从2003年的27100套增长至2007年的34000套；北美2003-2007年工业机器人市场每年平均增5.8%，至2007年将增长到16000套。

　　随着机器人的发展，技术的成熟，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志，同时市场对工业机器人的需求量也急剧增加，机器人代替传统机器将成为必能趋势。