從1959年第一臺(tái)現(xiàn)代意義上的機(jī)器人Unimate（發(fā)明人JosephEngelberger，George C. Devol）誕生以來，已有60年的歷史。

在此期間，機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式從液壓變?yōu)殡妱?dòng)，從6個(gè)自由度到53個(gè)自由度，位置精度從1毫米到0.03毫米，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)從磁鼓存儲(chǔ)器到固態(tài)硬盤，應(yīng)用領(lǐng)域從簡單重復(fù)的搬運(yùn)到復(fù)雜曲面的增材制造，應(yīng)用行業(yè)從汽車到電子以及消費(fèi)品，研發(fā)中心從美國向歐洲和亞洲擴(kuò)散，平均銷售單價(jià)從20萬美金到3萬美金（相當(dāng)于現(xiàn)在的價(jià)格），年銷量從幾十臺(tái)到近40萬臺(tái)，制造業(yè)滲透率從0到74臺(tái)/萬名工人……

機(jī)器人已經(jīng)改變了我們生產(chǎn)與制造的方式，并將從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域向服務(wù)業(yè)（家庭，商用）滲透。

技術(shù)的變革與創(chuàng)新必將帶來更加完美或者顛覆性的產(chǎn)品，但從市場的角度來看，更具有影響力（或者說更具有破壞性）的變革是：由新技術(shù)帶來的新商業(yè)模式。

正如同Webex戰(zhàn)勝微軟的NetMeeting絕不僅僅靠提供更高質(zhì)量的音視頻會(huì)議服務(wù)，而是從傳統(tǒng)的軟件授權(quán)模式轉(zhuǎn)向SaaS銷售模式；蘋果的iPhone戰(zhàn)勝同時(shí)代的霸主諾基亞絕不僅僅靠提供更高質(zhì)量的硬件產(chǎn)品，而是從傳統(tǒng)的硬件銷售轉(zhuǎn)向硬件+軟件（服務(wù)）的生態(tài)模式，而且隨著其硬件創(chuàng)新性的下降和市場同質(zhì)化的提升，其營收和利潤越來越依賴于軟件（服務(wù)）。

從這個(gè)層面而言，我們不僅需要關(guān)注機(jī)器人行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢，也需要注意其可能帶來的新商業(yè)模式，技術(shù)與商業(yè)的雙重變革會(huì)極大地改變用戶對(duì)于機(jī)器人使用和機(jī)器人市場的認(rèn)知。

技術(shù)趨勢1：機(jī)器人和信息系統(tǒng)的融合

商業(yè)變革1：提供產(chǎn)品→提供服務(wù)

無論是德國提出的工業(yè) 4.0參考架構(gòu)（RAMI 4.0），還是美國提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)（IIRA），均強(qiáng)化了機(jī)器/設(shè)備與控制/信息系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)連接的互操作性、高級(jí)數(shù)據(jù)分析與信息安全方面的功能，從而為智能制造提供信息感知、傳輸、分析、反饋、控制支撐。

從數(shù)據(jù)/信息/知識(shí)/智慧的DIKW金字塔模型而言，因?yàn)閿?shù)據(jù)都來自于機(jī)器/設(shè)備層，沒有數(shù)據(jù)，則任何工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)或者人工智能算法都會(huì)成為無源之水。因此，對(duì)于機(jī)器人行業(yè)來說，技術(shù)趨勢之一是通過采用最新的ICT技術(shù)，強(qiáng)化機(jī)器人（OT）和信息系統(tǒng)（IT）之間的融合。

圖1：機(jī)器人+信息系統(tǒng)

目前，M2M通信一般采用IEC 61158標(biāo)準(zhǔn)的各種現(xiàn)場總線，但因?yàn)闅v史以及商業(yè)方面的原因，IEC 61158標(biāo)準(zhǔn)化了19種現(xiàn)場總線，而這些現(xiàn)場總線的硬件接口以及物理層/應(yīng)用層均不完全相同，除非采用同一廠家（協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)）的產(chǎn)品，否則在現(xiàn)場無法做到互聯(lián)互通。

從這種現(xiàn)實(shí)困境來說，過多的標(biāo)準(zhǔn)等同于沒有標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）是IEEE 802.1下面的一個(gè)工作組，通過在數(shù)據(jù)鏈路層引入新的時(shí)間同步方面的協(xié)議，解決標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)因?yàn)榉谴_定實(shí)時(shí)傳輸導(dǎo)致無法在工業(yè)現(xiàn)場使用的問題。

從另一個(gè)層面而言，為應(yīng)對(duì)設(shè)備層之間（水平集成）和設(shè)備-云端之間（垂直集成）即插即用的挑戰(zhàn)，在通信層/信息層會(huì)使用獨(dú)立于平臺(tái)和供應(yīng)商、集成式地址空間和信息模型、面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的OPC UA規(guī)范。

機(jī)器人和信息系統(tǒng)的融合會(huì)給一些新商業(yè)模式提供條件，比如目前主流的機(jī)器人維護(hù)模式還是定期巡檢的方式，通過對(duì)機(jī)器人上傳到云端的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，可以從網(wǎng)關(guān)供應(yīng)商轉(zhuǎn)向預(yù)測性維護(hù)服務(wù)提供商；又比如通過對(duì)物流機(jī)器人運(yùn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析，可以從物流行業(yè)機(jī)器人供應(yīng)商（提供機(jī)器人集成解決方案）轉(zhuǎn)向物流服務(wù)（按照搬運(yùn)包裹的使用量計(jì)費(fèi)）提供商。

圖2：制造業(yè)的服務(wù)化轉(zhuǎn)型

技術(shù)趨勢2：機(jī)器人和人工智能的融合

商業(yè)變革2：企業(yè)間市場→消費(fèi)者市場

雖然PLC/PAC行業(yè)有眾多的供應(yīng)商，但是每一家硬件供應(yīng)商提供的集成開發(fā)平臺(tái)均支持IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的編程語言規(guī)范（IL，STL，LD，F(xiàn)BD，SFC）。反觀機(jī)器人行業(yè)，缺乏統(tǒng)一的編程語言規(guī)范，各個(gè)供應(yīng)商不僅集成開發(fā)平臺(tái)軟件不同，語法規(guī)范以及特殊應(yīng)用指令亦不盡相同。

另一方面，目前的機(jī)器人控制器架構(gòu)，只是符合ISO 8373對(duì)于機(jī)器人的定義“自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行”所需實(shí)現(xiàn)的功能（機(jī)器人控制，邏輯控制，安全控制，系統(tǒng)通信），可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，無法實(shí)現(xiàn)智能化。

上述兩個(gè)因素，為機(jī)器人的編程使用和維護(hù)調(diào)試設(shè)定了比較高的門檻，從而導(dǎo)致其應(yīng)用場景目前還主要集中在企業(yè)間市場（to B）。

人工智能技術(shù)的引入，會(huì)大大降低機(jī)器人的使用門檻，比如人和機(jī)器人之間可以通過語音或者可穿戴智能進(jìn)行交互和控制，從而可以使普通消費(fèi)者也能控制使用機(jī)器人；比如通過采集不同任務(wù)情況下產(chǎn)生的人/環(huán)境/機(jī)器的交互數(shù)據(jù)并分析，從而可以自動(dòng)調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑。

隨著各種人工智能芯片（FPGA，GPU，DSP，ASIC）算力的不斷提高和開源平臺(tái)的不斷涌現(xiàn)，我們會(huì)看到集成人工智能的機(jī)器人控制器的出現(xiàn)，使機(jī)器人的使用和維護(hù)變得更加簡單和快捷，從而使其應(yīng)用場景向消費(fèi)者市場（to C）擴(kuò)展。

圖3：機(jī)器人+人工智能

圖4：機(jī)器人消費(fèi)者市場應(yīng)用場景

技術(shù)趨勢3：機(jī)器人和柔性工具的融合

商業(yè)變革3：大規(guī)模生產(chǎn)→大規(guī)模定制

事實(shí)上，機(jī)器人至今依然缺乏柔性，即便以使用最成熟的汽車工業(yè)（某些整車廠的“自動(dòng)化率達(dá)到100%”）為例，現(xiàn)有的技術(shù)方案并不能達(dá)到《德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計(jì)劃實(shí)施建議》白皮書中“支持定制生產(chǎn)：何以滿足客戶個(gè)性化的需求”章節(jié)所預(yù)期的“……各個(gè)客戶的需求，將同一廠家某一產(chǎn)品組的部件加入到另一產(chǎn)品組中”。

從汽車制造業(yè)歷史來看，雖然目前消費(fèi)者可以定制的項(xiàng)目已經(jīng)比福特T型車時(shí)代連車漆都無法改變（“任何顧客可以將這輛車漆成任何他所愿意的顏色，只要它是黑色的”）的處境有了極大的改善，但是，隨著90后和00后逐漸占據(jù)主流消費(fèi)群體時(shí)，他們對(duì)個(gè)性化的要求越來越強(qiáng)烈，越來越注重產(chǎn)品設(shè)計(jì)和使用體驗(yàn)，我們的生產(chǎn)制造系統(tǒng)必須變得更具柔性，才能迎合消費(fèi)者需求變化的大趨勢。

機(jī)器人會(huì)越來越多地和柔性工具相結(jié)合，比如協(xié)作機(jī)器人（HRC）+AGV小車（Autonomous），使得協(xié)作機(jī)器人不再局限于某一個(gè)單元、區(qū)域，而是提升為生產(chǎn)線團(tuán)隊(duì)中的“自由機(jī)器人”，從而使得生產(chǎn)線可以自我組織（“靜態(tài)”的生產(chǎn)線→“動(dòng)態(tài)”的生產(chǎn)線）；協(xié)作機(jī)器人（HRC）+柔性夾具（ Flexible EOAT），使得協(xié)作機(jī)器人可以更好地實(shí)現(xiàn)新功能，以適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要。

圖5：機(jī)器人+柔性工具

圖6：生產(chǎn)模式的歷史演變

機(jī)器人行業(yè)正處于技術(shù)與商業(yè)雙重變革的時(shí)代，而且隨著機(jī)器人技術(shù)不斷地與其它技術(shù)相融合，可能會(huì)從建立在機(jī)械和電氣技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展較平緩的行業(yè)，轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展更為迅速的行業(yè)，在不斷提高產(chǎn)品性能，降低產(chǎn)品使用門檻與綜合成本的同時(shí)，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用場景。

另一方面，正如同克萊頓?克里斯坦森在《創(chuàng)新者的窘境》一書中表達(dá)的宗旨一樣，為了在這種快速變化的環(huán)境下不被顛覆，需要在包含研發(fā)制造、市場營銷和管理流程在內(nèi)的廣泛領(lǐng)域理解并利用這些破壞性創(chuàng)新原則。