2016年，作為 “十二五”規劃結束，“十三五”規劃的開始之年，同時又作為《中國制造2025》啟動之年，被列為三個核心的關鍵智能制造裝備之一的工業機器人，受到了極大的重視（另兩個關鍵智能制造裝備為高檔數控機床和增材制造設備——3D打印）。發展機器人制造工業，要走創新驅動的發展道路，也要補齊短板，強化基礎。后者主要是指要發展基礎材料、基礎工藝、基礎零部件和基礎技術（“四基”），這說明了我國已看到產業發展的基礎和細節，只要重視，注入減速器、伺服電機等被國外壟斷的現象一定會得以改進。

美國《機器人商業評論》（Robotics Business Review，RBR）公布了第五屆2016 年度RBR50強名單，即全球最有影響力的50 家機器人公司，有三家中國公司躋身其中，它們分別是深圳市大疆創新科技有限公司（12名），富士康科技集團（18名）以及新松機器人自動化股份有限公司（38名），這是根據是否具備創新且具有突破性的應用軟件、是否取得商業成功，或具有商業潛力等主要因素而評定出來的。其他47強中，美國占據24家，日本9家，德國、加拿大、英國各3家，丹麥、印度、以色列、韓國和瑞士各為1 家。這一排名與2015年相比，中國、印度、以色列都是新興國家。美國在醫療機器人、醫藥物流供應商、倉庫自動化、視覺引導機器人、地下管道機器人、互動型伴侶盒家庭助手的家庭機器人等方面成為新面孔，從而為整個行業選擇了未來的主導方向。

美國制造業生產力與創新聯盟指出2020年全球工業機器人市場規模將達到400億美元，復合增速達到了7%，中國工業機器人市場復合增速有望連續超過20%。

我國工信部于今年的4月27日發表了《機器人產業發展規劃（2016-2020年）》。規劃中指出，到2020年，我國工業機器人年產量將達到10萬臺（目前年產量為2萬臺），服務機器人年銷售收入將超過300億元，而且行業內將培育三家以上的龍頭企業，打造5個以上機器人配套產業集群，形成較為完善的機器人體系。

年初兩會期間，全國人大代表、科大訊飛總裁劉慶峰發言中指出，人工智能（AI）大規模的應用將在近階段3-5年之間，將人工智能寫入“十三五”是正確的決策。中國人工智能的發展路徑是由語音、語言為切入點，注重機器人的理解、交互和預測能力。我們當下在人工智能領域與全球保持同步中，只要再加一把火，就能形成我們的全局優勢。

《國際醫藥商情》2015年《制藥行業應關注機器人產業發展》一文中，作者曾提到機器人高級控制，并指出智能控制是指遞階控制、模糊控制、神經控制、專家控制、學習控制、進化控制等，并指出智能控制可以理解是人工智能和自動控制的交接領域或稱為交集。現在看來人工智能不只是可把機器人動作控制更好，而是讓機器人有更高的智慧。人工智能實質是讓機器人執行某些與人的智能有關的復雜功能（如判斷、模式識別、理解、學習、規劃和問題求解）的能力，即用機器人去代替人的腦力勞動。現在自學習等方面的成果已用在機器人中，所以劉慶峰等人才能做出如此明確的判斷。私以為這就是機器人的發展趨勢吧。

現狀

機器人制造產業已經有40 多年歷史，服務機器人、仿生機器人等正緊隨工業機器人之后形成產業。

世界四大機器人企業巨頭中，日本獨占其二（發那科FANUC、安川電機YASKAWA），歐洲占另外兩家（瑞士ABB、德國庫卡KUKA），美國作為世界上成功研制第一臺工業機器人的國家，現仍在研發方面占有一定優勢，其他如百特，Adept等企業開始向世界四大機器人巨頭發起挑戰。發那科是世界最大的專業數控系統生產廠家，占據了全球70%的市場份額，安川電機到2013年為止已出售超過28萬臺機器人，成為全世界機器人銷售冠軍；庫卡每年生產四千多臺機器人。

我國工信部于2014年出臺了《關于推進工業機器人產業發展的指導意見》。2009年-2014年，中國機器人市場銷售量以年均58.9%的速度增長，僅2014年中國大陸就售出5.6萬臺工業機器人，占全球銷量的四分之一，成為全球第一大市場，預測到2017年我國工業機器人銷售量將達到10 萬臺，約占全球市場份額的35%。2014年中國大陸工業機器人12050， 同比增長26.2%；2012-2014，我國工業機器人的年平均增長率高達44.6%，預計3-4年內中國機器人應用規模將居世界第一。

國際機器人聯合會（IFR）研究顯示，2017年中國工廠使用機器人數量將超過其他任何國家，但在中國制造業中，每萬名工人仍只對應30臺機器人，與之相比，韓國、日本、德國、美國分別對應的機器人數量為：437,323,282,152臺。

由于缺乏核心技術，大多數國產機器人制造商還停留在低端應用水平，如集中于搬運、上下料等。而這些領域僅占機器人市場份額的10% 左右。下文將具體展開討論。

工業機器人

（1）工業機器人按機械結構分類，有直角坐標型、圓柱坐標型、球坐標型和關節型。工業機器人技術參數一般包括：自由度、工作空間、運動速度、承載能力、定位精度、自重比、程序編制與存儲容量、工作環境以及平均無故障時間等。廣東伯朗特智能裝備股份有限公司是專業生產線性機械手及工業機器人的企業。該公司表示智能裝備是由80%線性機械手+20%工業機器人構成的。所以我們必須注意多關節機器人必須配合各類機械手。

（2）針對不同工種、不同行業的機器人各有特點。與制藥工業有關的有智能型注塑機器人、履帶式行走管道機器人、螺旋輪式行走管道機器人、脹閘活塞式行走管道機器人、多腳式行走管道機器人、還有危險作業機器人等等。目前應用比較廣泛得智能移動式機器人，也叫自動導引車（AGV），是應用于自動化物流系統的移動機器人裝備，特別是GPS定位導航技術在大型（最大可達40噸）AGV已有應用案例。

服務機器人

隨著智能化的發展，服務機器人發展很快。其需求也因為人民生活水平的提升而日益增加。一般分為家用服務機器人、娛樂機器人和醫療機器人三類。公共事業和救援救災等方面的機器人需求也在增長，這類亦劃分為家用服務機器人一類。

表1 日本康復工程用品銷售額

（1）家用服務機器人：2004年，美國加利福尼亞州舉辦的機器人展“Robo Nexus”上開拓了服務機器人市場。該展會發起者iRobot 公司于2002年9月推出了低價位機器人吸塵器“Roomba”，兩年內就成功售出了50萬臺。2005年1月16日我國第一臺具有自主知識產權的家用服務機器人“自主吸塵機器人”由浙江大學研制成功。沈陽新松機器人自動化股份公司研制了名為“亮亮”的家用機器人，它不僅能唱歌，會說相聲，還能報警、發短信并教兒童英文。在國外，德國的Casero老人護理機器人、日本家庭機器人保姆、美國Erector Spykee 監控機器人、日本“牛若丸”家用服務機器人等等均由相應市場。

表2 日本康復機器人銷售額

（2）醫療機器人：它是一種智能機器人，能夠獨自編制操作計劃，依據實際情況確定動作程序，然后把動作變為操作機構的運動。這并不是代替手術醫生，而是作為一種輔助工具來拓展醫生的手術能力，提升手術質量，減輕醫生的工作強度。按用途分類可以分成診斷用機器人、外科手術機器人、輔助治療型機器人、康復機器人、助老助殘機器人、護理機器人、醫用教學機器人、采血及其他機器人等。

發展熱點有骨科手術機器人（如微創手術計算機輔助外科技術等）、血管介入治療機器人、消化道內窺鏡機器人、康復機器人等。日本康復工程用品銷售額（表1）和康復機器人銷售額（表2），我國在實現殘疾人人人有康復服務這方面還任重道遠。

我國在微創這方面科研和應用都有不少成效。僅微創手術機器人系統臨床應用方面，2004年深圳市人民醫院利用美國ZEUS系統，成功完成了國內首例遠程遙控機器人膽囊全切外殼手術；2007年解放軍總醫院心血管外殼成功運用機器人“Davinci”為一名女患者實施開胸的心臟手術。

目前最先進的醫療機器人有爬行攝像膠囊機器人、游動攝像膠囊機器人、遠程診斷機器人、護士機器人、結腸診療機器人、采血機器人、達芬奇手術機器人。達芬奇手術機器人現已成為熱門話題。2000年獲得美國FDA 批準進入臨床，這是21世紀微創外科醫學技術、遠程遙控手術技術的革命性標志。2011年6月全世界共有1,933臺達芬奇機器人，其中1,411臺在美國，并有了11年的臨床經驗，美國85%以上的前列腺癌根治手術是通過使用達芬奇機器人完成。

還有娛樂機器人這一大類，基于篇幅有限，就不在此贅述。

仿生機器人

從1960年第一屆仿生學討論會之后，仿生學已成為把各種生物系統所具有的功能原理和作用機理作為生物模型，進行研究并改善現代技術設備、創造新工藝技術的科學。它與機器人學科的結合形成了仿生機器人。分類方法按模仿特性可分為仿人類肢體和仿非人類生物兩大類；按照空間工作環境可分為空中、陸地、和水下仿生機器人等。

1）陸地仿生機器人：陸地仿生機器人又可分為仿人機器人、蛇形機器人、足式機器人。最具創新的成果是采用神經震蕩子模型CPG的控制策略，或稱為中樞模式發生器。該類中的仿壁虎機器人，腳部利用結構可控的直立型碳納米管陳列制成，這又給出納米界石材料等納米材料在仿生學和仿生機器人方面的應用成果。

2）空中仿生機器人：其飛行原理可分為固定翼飛行、旋翼飛行和撲翼飛行器，其中“極其蒼蠅”已應用于環境監測。廢墟救援及軍事間諜等領域。

3）水下仿生機器人：眾所周知馬航370 事件已成功應用機器魚。國內中國科技大學、華中理工大學、哈爾濱工程大學、哈爾濱工業大學、中科院沈陽自動化研究所、北京航空航天大學、北京大學都開展了研制工作。另外謝廣明、何宸光在《仿生機器魚》一書中，講解了采納CPG 控制策略的細節。該書的仿生機器魚是中國素質體育機器人運動會水中專項全局視覺組競賽項目指定的標準競賽機器人。這也是科學的實踐活動，科學的普及一定會帶動生產力的發展。

趨勢

1. 前文引言中已指出未來五年我國的發展目標，并指出其中六軸以上機器人年產量將達到5 萬臺。

2. 在未來五年中技術水平提升，工業機器人速度、載荷、精度、自重比等主要技術指標達到國外同類產品水平，平均無故障時間（MTBF）達到8萬小時；醫療健康、家庭服務、反恐防暴、救援救災、科學研究等領域的服務機器人技術水平接近國際水平。一旦機器人技術取得突破，精密減速器、伺服電機及驅動器、控制器的性能精度、可靠性將達到國外同類產品水平；完成30個以上領域綜合應用解決方案，機器人密度達到150以上。

3. 未來五年主要任務

1) 重點發展弧焊機器人、真空（潔凈）機器人、全自助編程智能工業機器人、人機協作機器人、雙臂機器人、重載AGV等大型標志性工業機器人產品。

2) 重點發展消防救援機器人、手術機器人、智能型公公服務機器人、智能護理機器人共四種標志性產品，推進專業服務機器人實現系列化、個人/家庭服務機器人實現商品化。

3) 在關鍵零部件方面，針對六個自由度及以上工業機器人用關鍵零部件，從優化設計、材料優選、加工技術、裝配技術、專用制造設備、產業化能力等方面入手。全面提升高精密減速器，高性能機器人專用伺服電機和驅動器、高速高性能控制器、傳感器、末端執行器等五大關鍵零部件的質量穩定性和批量生產的能力，突破技術壁壘，打破長期依賴進口的局面。

4) 在產業創新能力方面，加強共性關鍵技術研究。針對智能和工業轉型升級，對工業機器人的需求和智慧生活、現代服務和特殊作業隊服務機器人的需求重點，突破制約我國機器人發展的共性關鍵技術。積極緊隨機器人未來發展趨勢，提早布局新一代機器人技術的研究。建立健全的機器人創新平臺、標準體系、檢測認證體系。

5) 在應用示范方面，加強質量品牌建設，開展機器人應用示范，分步驟、分層次開展時間細分行業的推廣應用，培育應用系統集成商及綜合的解決方案服務商，充分利用外包服務，新型租賃等模式拓展工業機器人和服務機器人的市場空間。

6) 在培育龍頭企業方面，支持互聯網企業與傳統機器人企業緊密結合，加快培育管理水平先進，創新能力強，市場競爭力強的龍頭企業。

4. 加強科學研究，重點在智能學習方向，與大數據、云計算結合，要走在世界的前列。

5. 研究仿生機器人的發展，對軍事機器人、農業機器人的領域加強布局，開創原創性的有關機器人的研究。

應用

1、在現狀這一章節中關于服務機器人的第三小節已經講到醫療機器人，其應用可見一斑，但距離國內自主制造、自主應用的要求，還差得很遠。

2、工業機器人在制藥工業中的應用情況稍好，一般性質的勞動密集型工作，例如包裝、拾料、貨盤堆垛、物流、倉儲運輸及生產線上外形、顏色等檢測還比較常見，但潔凈機器人的使用還不普及，在研究和產品開發等部門中配制化學溶液等方面的機器人的使用剛剛開始。其他智能化程度高的應用也僅處于嘗試階段。

3、在生產線上已見新的大型機器人中應用機器人或機器人技術，如葛蘭素史克外資企業在中國的工廠中就有全自動裝盒機、粉針生產線自動包裝機、水針凍干機智能分揀機、軟袋大輸液自動生產線及自動制丸機、提取濃縮生產線、各種大型藥品檢測設備。它們無不是通過自動化軟件、機械手、伺服電機控制、自動運轉、自動控制來完成各種高精度、高質量或高危險的生產工藝及驗證要求。具體如7500型軟袋大輸液自動生產線為例，從包裝膜自動成型、自動灌裝、加閥蓋、自動焊接成成品的一條自動流水線均滿足藥品GMP的生產要求，速度可以達到7500袋/小時。該產線大量使用機器人技術、PLC自動控制。

4、制藥企業應該對自有的醫藥生產裝備需求如何與機器人技術相結合做全面的規劃。作為“智能制造2025”的一個分支，為生命科學的大發展打好基礎，爭取成為智能制造中的一支“奇葩”，并爭取在下一個科學浪潮中，為中國立于世界民族之林的第一方隊做出貢獻。