机器人发展及应用

1、机器人发展及应用摘要：生产力在不断进步，推动着科技的进步与革新，以建立更加合理的生产关系。自工业革命以来，人力劳动已经逐渐被机械所取 代，而这种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会 的进步。时至今天，机电一体化，机械智能化等技术应运而生并已经成 为时代的主旋律。人类充分发挥主观能动性，进一步增强对机械的利用 效率，使之为我们创造出愈加巨大的生产力，并在一定程度上维护了社 会的和谐。而工业机器人的出现是人类在利用机械进行社会生产史上的 一个里程碑。在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为 自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、 工程机械等行业已经

2、大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质 量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事 故。全球诸多国家近半个 世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生 产力发展的有效手段。关键字：机器人智能技术一、引言机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自问世以来，就 一直备受瞩目。40余年来，有关它的研究取得了长足的进展。各种形 态、功能的机器人相继面世，而未来的机器人将是一种能够代替人类在 非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器，是集机械学、力学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能和系统工程等 多学科知识于一身的高新技术综合

3、体。正是由于机器人在多方面应用的 可能性，才使得机器人在财会方面也是可以取得成就的。本文拟就机器 人的现状与发展前景，探讨机器人发展的多方面可能性。你初印象中的机器人是什么样子的呢？是不是说一个长的像机器人样子的玩意就是机器人呢？其实说起机器人，我们头脑里马上会 联 想到那些会唱歌跳舞干工作而且有头有手的小东西。其实那只是机器人 的狭意理解。人们提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、 情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。人们提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断 思维的这种机器。可以说与人类类比的话，机器人的完整意义应该是一 种可以代替人进行某种工作

4、的智能程序化及自动化设备二、机器人的现状与发展1.工业机器人技术概念工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测 传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空 间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变 批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动 条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技 术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿 生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益 广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动

5、，而是综合了人的特 长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反 应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环 境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及 非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的 自动化设备。2工业机器人技术发展现状作为人类加世纪最伟大的发明之一，机器人在短短的几十年内发 生了日新月异的变化。近几年机器人已成为高技术领域内具有代表性的 战略目标。机器人技术的出现和发展，不但使传统的工业生产面貌发生 根本性变化，而且将对人类社会产生深远的影响。随着社会生产技术的 飞速发展，机器人的应用领域不断扩展。从

6、自动化生产线到海洋资源的 探索，乃至太空作业等领域，机器人可谓是无处不在。目前机器已经走 进人们的生活与工作，机器人已经在很多的领域代替着人类的劳动，发 挥着越来越重要的作用，人们已经越来越离不开机器人帮助。一直以来，机器人就在逐步融入我们的生活中，每一年我们都可以 看见新的机器人面世，也可以看到越来越多的机器人应用到各个领域。 目前机器人行业的发展与30年前的电脑行业极为相似。今天在汽车装 配线上忙碌的一线机器人，正是当年大型计算机的翻版。而机器人行业 的利基产品也同样种类繁多，比如协助医生进行外科手术的 机械臂、在伊拉克和阿富汗战场上负责排除路边炸弹的侦察机器人、以 及负责清扫地板的家用机

7、器人，还有不少参照人、狗、恐龙的样子制造 机器人玩具。机器人从面世到进入本世纪，发展可以不可以不谓之快，各国对其的研究与投产从未间断。据国际机器人联盟调查，2004年，全球个人机器人约有200万台，至V 2008年，还将有700万台机器人投入 运行。按照韩国信息通信部的计划，到 2013年，韩国每个家庭都能 拥有一台机器人；而日本机器人协会预测，到2025年，全球机器人产业的“蛋糕”将达到每年500亿美元的规模（现在仅有50亿美元）。 与20世纪70年代PC行业的情况相仿，我们不可能准确预测出究竟哪 些用途将推动这个新兴行业进入临界状态。不过看起来，机器人很可能 在护理和陪伴老年人的工作上大展

8、宏图，或许还可以帮助残疾人四处走 走，并增强士兵、建筑工人和医护人员的体力与耐力。3.技术发展趋势随着计算机技术的不断向智能化方向发展，机器人应用领域的不 断扩展和深化以及在系统（FMS、CIMS）中的群体应用，工业机器人 也在不断向智能化方向发展，以适应“敏捷制造”（AgileManufacturing）,满足多样化、个性化的需要，并适应多变的非 结构环境作业，向非制造领域进军。感觉功能、控制智能化、移动功能的智能化、安全可靠性、微型化。三、机器人在国外的应用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

9、社会发展起越来越重要的作用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的新的大型高技术产业。据国际机器人联合会（IFR）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90年代，机器人产品发展速度加快，年增长率平均在10%左右，2000年增长率上升到15%，预计21世纪初，工作在各领域的工业机器人将突 破100万台。正如21世纪日本创建机器人社会技术发展战略报告指 出，“机器人技术（RT）与信息技术（IT）一样，在强化产业竞争力方 面是极为重要的战略高技术领域。培育未来机器人产业是支撑21世纪日 本产业竞争力的产业战略之一，具有非常重

10、要的意义。”最近，韩国也将智能机器人作为十大战略产业之一列入国家发展规划（2003 2007年），现正在实施中。机器人广泛应用于各行各业。主要进行焊接、装配、搬运、加工、 喷涂、码垛等复杂作业。目前，全球现役工业机器人83万台。过去10年，机器人的价格降低约80%，现在继续下降，而欧美劳动力成本 上涨了 40%。现役机器人的平均寿命在10年以上，可能高达15年，它 们还易于重新使用。由于机器人及自动化成套装备对提高制造业自动化 水平，提高产品质量和生产效率、增强企业市场竞争力、改善劳动条件 等起到了重大的作用，加之成本大幅度降低和性能的迅速提高，其增长 速度较快。据国际机器人联合会及联合国欧洲

11、经济委员会（UCENE）统 计，如表I所示，2001年机器人安装量为7.8万台套，年增长率9%。 机器人的应用主要有两种方式，一种是机器人工作单元，另一种是带机 器人的生产线，并且后者在国外已经成为机器人应用的主要方式。以机 器人为核心的自动化生产线适应了现代制造业多品种、少批量的柔性生 产发展方向，具有广阔的市场发展前景和强劲生命力，已开发出多种面 向汽车、电气机械等行业的自动化成套装备和生产线产品。在发达国 家，机器人自动化生产线已形成一个巨大的产业，年市场容量约为1000 亿美元。像国际上著名公司ABB、Comau KUKA、BOSCH、NDC、 SWISSLOG、村田等都是机器人自动化

12、生产线及物流与仓储自动化设备 的集成供应商。据日本工业机器人协会统计，早期的日本工业机器人产业年产值约 为50亿日元，经过70年代的应用期和80年代的普及期，1981年产值 达到1000亿日元，到1991年提高到6000亿日元，到2000年，其产 值达到10800亿日元，2005年将达到18500亿日元。据国际机 器人协 会统计，2003年工业机器人发货量呈现强劲增长势头。与2002年相 比，2003年全球范围内机器人的订货量增长约10%以上。预计，工业 机器人的世界市场将从2002年的68600台套增长到2006年的91100 多台套，年平均增长7.4%。四、我国机器人研究的主要科研所企业目

13、前，我国从事机器人研发和应用工程的单位200多家，拥有量为 3500台左右，其中国产占20%，其余都是从日本、美国、瑞典等40多个 国家引进的。2000年已生产各种类型工业机器人和系统300台套，机器 人销售额6.74亿元，机器人产业对国民经济的年收益额为47亿元，我 国对工业机器人的需求量和品种将逐年大幅度增加。随着世界经济的迅猛发展，信息技术的日益更新，现代会计越来越 受到冲击与挑战。许多传统的会计模型、方法的运用复杂得令人望而却 步，而强大的现代信息科技的硬件支持使从前的会计模型和方法的运用 成为轻而易举的事，与此同时，现代人工智能和决策技术的发展为财务 分析和会计信息系统的创新提供了强

14、有力的支持。五、国外机器人研究所和主要科研所企业实践证明，这些系统可以让没有专业经验的人员有效获得解决某些 具体问题的相关知识。从中我们也可以看到人工智能的引入对于财会工 作的支持与帮助，而事实上，机器人正是人工智能的应用之一。人工智能领域对财会对审计对电子商务等多方面的发展，是在为 专门的机器人的出现夯实基础。在日后，待机器人技术成熟，手工作业 的情况也许不再可见，电脑也可以成为过去。拥有自主思维能力的机器 人将完完全全代替人类工作，全智能化与自动化地处理财会工作，从而 提高工作效率，减少工作失误。术、资金密集型产业，也是工业机器人应用最广泛的行业。在我国, 工业机器人的最初应用是在汽车和工

15、程机械行业，主要用于汽车及工程 机械的喷涂及焊接。2000年开始，受国家宏观政策调控及居民消费水平提高的影响，我国汽车工业进入了一个高速增长期。面对这种局 面，国际汽车巨头纷纷进入中国市场并与我国企业合资设厂或扩大原有生 产规模，国内企业也纷纷转型或加大对汽车行业的投资，整个行业增产 扩能增加了对工业机器人需求。据不完全统计，最近几年国内厂家所生 产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业的 ，海关进出 口增长数据与汽车行业增长数据具有较高的相关度。可知，汽车工业 的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。(2)沿海经济发达地区是工业机器人的主要市场。我国工业机器 人的使用集中在广东、江苏、

16、上海、北京等地，工业机器人的拥有量 占全国的一半以上，这种分布态势和增长趋势符合我国现阶段经济发展 状况。我国经济最具活力的地区已经从珠江三角洲地区扩展到长江三角 洲地区，而且长江三角洲地区在制造业中所占的比重越来越六、工业机器人产业未来发展目前国际机器人界都在加大科研力度，进行机器人共性技术的研 究，并朝着智能化和多样化方向发展。主要研究内容集中在以下10个方 面：机器人操作机结构的优化设计技术：探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载/自重比，同时机构向着模块化、可重构方向发展。机器人控制技术：重点研究开放式，模块化控制系统，人机界 面更加友好，语言、图形编程界面正在研制之中。机器人控制器的

17、标准 化和网络化，以及基于PC机网络式控制器已成为研究热点。编程技术 除进一步提高在线编程的可操作性之外，离线编程的实用化将成为研究 重点。多传感系统：为进一步提高机器人的智能和适应性，多种传 感 器的使用是其问题解决的关键。其研究热点在于有效可行的多传感器融 合算法，特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的多传感器融 合算法。另一问题就是传感系统的实用化。机器人的结构灵巧，控制系统愈来愈小，二者正朝着一体化方向发展。5.机器人遥控及监控技术，机器人半自主和自主技术，多机器 人和操作者之间的协调控制，通过网络建立大范围内的机器人遥控系 统，在有时延的情况下，建立预先显示进行遥控等。虚拟机器人技术：基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场 感技术，实现机器人的虚拟遥操作和人机交互。多智能体(multi-age nt)调控制技术：这是目前机器人研究的一 个崭新领域。主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机 理，感知与学习方法，建模和规划等方面进行研究。七、小结机器人是人类的得力助手，能友好相处的可靠朋友，将来我们会看 到人和机器人会存在一个空间里边，成为一个互相的助手和朋友。随着 社会的发展，机器人将使人们从繁重的体力和危险的环境中解放出来， 给人们带来更好的生活环境，使人们有更好的岗位去工作，去创造更好 的精神财富和文化财富。展望21世纪，机器人将