機器換人這是一個大工程。在中國制造看來這個工程已經勢在必行，勞動力的缺乏讓機器人市場充滿商機。就浙江而言，計劃5年投資5000億元實施“機器換人”工程，如此大手筆加上這陣勢，機器人的時代或許真的不再是專家口中隨便說說的“元年”和“指數暴漲”了。

從年初開始企業就開始抱怨招工難，招到工人又留不住，企業面對“招工”一籌莫展，無奈之下智能選擇機器代人的方式維持生計。“近期東部沿海地區出現機器換人的現象，多數是在用工壓力下采取的應對措施。”人力資源和社會保障部勞動科學研究所鄭東亮所長說。機器人換人對于企業來說也面臨著一些挑戰。

“招工難成了年年例牌，原來一千五六的普工工資現在漲到三四千，倉庫搬運工每天搬運100噸-150噸，包裝崗位也要搬運四五十噸，工資開到8000多都鮮有年輕人愿意做。”環球石材公司高管表示，“人口紅利結束”以及“勞動力價格上漲”等各種因素夾擊，企業減員增效已經到了勢在必行的時候。

“機器換人”工程存在五大難題

調研顯示，目前機器換人存在著五大難題，一是企業對“機器換人”的認識不夠深入；二是資金和人才成為制約企業“機器換人”的兩大主因；三是已引進設備的使用率有待提高；四是缺乏專業化服務機構；五是某些關鍵共性技術亟需攻克。

機器換人中造成減少勞動力的使用，這中狀況會一直持續，尤其是在制造業中。富士康在2010年就已經減少招工，大量的投入工業機器人。在東莞政府鼓勵“招工難”的企業“機器換人”但是這一現象也讓很多擔心，這種做法會不會影響就業。其實從長遠角度來看，機器換人是制造轉型升級最佳途徑，但是這是一個循序漸進的過程并不能一蹴而就。工業機器人雖然在很大程度上能給企業帶來紅利，但是傳統的人工做工并不能被完全代替。

在我國，雖然媒體一直在宣傳人口紅利的下降，但是我國勞動力總量依舊很大，雖然供不應求但是還不至于到達媒體所宣傳的招無人可用的地步。據數據顯示，對全國100個大中城市的調查顯示，求人倍率（崗位需求/求職人數）今年一季度達到1.11，即111個崗位對應著100個求職者。機器換人要換的人就是這11人嗎？顯然這不可能。

此外，供求關系微波變化讓勞動力價格上漲。主要體現在東部的沿海經濟較為發達地區，在浙江，廣東等地的勞動密集型產業中。這些企業長期依靠大量的勞動力來制造微薄的利潤，企業本身的生存就相比其他產業要艱難。現如今成本以提高，利潤再次壓縮，工資都難以付出。這樣的企業能招到人還了得。同時也有業內人士表示為什么都是沿海地區招工不成，還有一部分原因在與中西部地區經濟的快速發展。當地勞動力意識到不用背井離鄉在周邊地區就能獲得不錯的收益，加上沿海地區待遇也不怎么樣。這也是造成招工難又一大因素。

機器換人出現之后伴隨著一個就業問題，技術的進步革新是不是就意味這未來技術性人才就失去了飯碗？那技術性的院校還有必要存在嗎？金模網機器人產業研究專家羅百輝表示，不需要過分夸大機器人換人的作用。在短期來看機器換人是滿足了企業的用工荒，但是并不是所有企業都能夠這么豪爽的花重金購買機器人來作業。

“大規模的機器換人時代還遠遠沒有開始。現在最多也就是在沿海經濟技術已經成熟的企業中，在謀求產業轉型升級時不得不提高生產效率來增加企業競爭力。”羅百輝認為，相對一些比較經濟實力較差或者并非是勞動密集型企業，前者沒有實力購置機器人，那么人工就會是最后選擇；而或者對機器人的依賴較小，更多依靠頭腦吃飯，這樣笨拙的機器人暫時還無法到達這樣的程度。

企業的老技術工對于一個企業來說都是“寶貝”一樣的存在，就算是機器換人也不可能換掉這部分人，拓野機器人技術專家認為，目前機器換人換掉了也只是部分可有可無的人。在這樣的過度階段，想不被機器人換掉就要通過自身學習，不成為可有可無的人，企業自然不會傻到用“無腦”機器換到一個“大腦”。

拓野機器人控制系統解讀

隨著中國“用工荒”的進一步上演，越來越多的企業考慮用機器人來替代工人以應對這種局面，這也使得工業機器人市場需求進一步加大，各地紛紛結合自有優勢發展工業機器人產業。而中國的機器人市場也在近兩年迅速增長，在2013年的工業機器人購買量是全球銷售量的五分之一，歷史上首次超過了以技術的利用見長的日本。總部位于德國的行業組織國際機器人聯合會的數據指出，中國在2012年買入36560臺工業機器人，同比增幅高達60%。

去年工信部發布了《關于推進工業機器人產業發展的指導意見》，明確提出了我國工業機器人發展目標，即開發滿足用戶需求的工業機器人系統集成技術、主機設計技術及關鍵零部件制造技術，突破一批核心技術和關鍵零部件，提升量大面廣主流產品的可靠性和穩定性指標，在重要工業制造領域推進工業機器人的規模化示范應用。

拓野機器人系統的結構由機器人的機構部分、傳感器組、控制部分及信息處理部分組成。其中控制系統是機器人產業的一個核心環節，如何設計好一個機器控制系統是行業發展的關健。目前，拓野機器人控制系統將向著基于PC機的開放型控制器方向發展，便于標準化、網絡化，伺服驅動技術的數字化和分散化。

近幾年，日本、美國和歐洲一些國家都在開發具有開放式結構的機器人控制器，如日本安川公司基于PC開發的具有開放式結構、網絡功能的機器人控制器．我國863計劃智能機器人主題也已對這方面的研究立項。

機器人控制器研發現狀

近年來隨著微電子技術的發展，微處理器的性能越來越高，而價格則越來越便宜，目前市場上已經出現了1-2美金的32位微處理器。高性價比的微處理器為機器人控制器帶來了新的發展機遇，使開發低成本、高性能的機器人控制器成為可能。

為了保證系統具有足夠的計算與存儲能力，目前機器人控制器多采用計算能力較強的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片組成。此外，由于已有的通用芯片在功能和性能上不能完全滿足某些機器人系統在價格、性能、集成度和接口等方面的要求，這就產生了機器人系統對SoC（SystemonChip）技術的需求，將特定的處理器與所需要的接口集成在一起，可簡化系統外圍電路的設計，縮小系統尺寸，并降低成本。例如，Actel公司將NEOS或ARM7的處理器內核集成在其FPGA產品上，形成了一個完整的SoC系統。在機器人運動控制器方面，其研究主要集中在美國和日本，并有成熟的產品，如美國DELTATAU公司、日本朋立株式會社等。其運動控制器以DSP技術為核心，采用基于PC的開放式結構。

目前國際上還沒有專用于機器人系統中的伺服通信總線，在實際應用過程中，通常根據系統需求，把常用的一些總線，如以太網、CAN、1394、SERCOS、USB、RS-485等用于機器人系統中。當前大部分通信控制總線可以歸納為兩類，即基于RS-485和線驅動技術的串行總線技術和基于實時工業以太網的高速串行總線技術。

在控制器體系結構方面，其研究重點是功能劃分和功能之間信息交換的規范。在開放式控制器體系結構研究方面，有兩種基本結構，一種是基于硬件層次劃分的結構，該類型結構比較簡單，在日本，體系結構以硬件為基礎來劃分，如三菱重工株式會社將其生產的PA210可攜帶式通用智能臂式機器人的結構劃分為五層結構；另一種是基于功能劃分的結構，它將軟硬件一同考慮，其是機器人控制器體系結構研究和發展的方向。

在機器人軟件開發環境方面，一般工業機器人公司都有自己獨立的開發環境和獨立的機器人編程語言，如日本Motoman公司、德國KUKA公司、美國的Adept公司、瑞典的ABB公司等。很多大學在機器人開發環境(RobotDevelopmentEnvironment)方面已有大量研究工作，提供了很多開放源碼，可在部分機器人硬件結構下進行集成和控制操作，目前已在實驗室環境下進行了許多相關實驗。

從機器人產業發展來看，對機器人軟件開發環境有兩方面的需求。一方面是來自機器人最終用戶，他們不僅使用機器人，而且希望能夠通過編程的方式賦予機器人更多的功能，這種編程往往是采用可視化編程語言實現的，如樂高MindStormsNXT的圖形化編程環境和微軟RoboticsStudio提供的可視化編程環境。

隨著機器人控制技術的發展，針對結構封閉的機器人控制器的缺陷，開發“具有開放式結構的模塊化、標準化機器人控制器”是當前機器人控制器的一個發展方向以下我們看下目前國際幾家巨頭的控制系統。

ABB機器人控制系統

ABB機器人IRC5控制器（靈活型控制器）由一個控制模塊和一個驅動模塊組成，可選增一個過程模塊以容納定制設備和接口，如點焊、弧焊和膠合等。配備這三種模塊的靈活型控制器完全有能力控制一臺6軸機器人外加伺服驅動工件定位器及類似設備。如需增加機器人的數量，只需為每臺新增機器人增裝一個驅動模塊，還可選擇安裝一個過程模塊，最多可控制四臺機器人在MultiMove模式下作業。各模塊間只需要兩根連接電纜，一根為安全信號傳輸電纜，另一根為以太網連接電纜，供模塊間通信使用，模塊連接簡單易行。

控制模塊作為IRC5的心臟，自帶主計算機，能夠執行高級控制算法，為多達36個伺服軸進行MultiMove路徑計算，并且可指揮四個驅動模塊。控制模塊采用開放式系統架構，配備基于商用Intel主板和處理器的工業PC機以及PCI總線。由于采用標準組件，用戶不必擔心設備淘汰問題，隨著計算機處理技術的進步能隨時進行設備升級。

完善的通信功能是ABB機器人控制系統的特點。其IRC5控制器的PCI擴展槽中可以安裝幾乎任何常見類型的現場總線板卡，包括滿足ODVA標準可使用眾多第三方裝置的單信道DeviceNet，支持最高速率為12Mbps的雙信道ProfibusDP以及可使用銅線和光纖接口的雙信道Interbus。

控制模塊作為IRC5的心臟，自帶主計算機，能夠執行高級控制算法，為多達36個伺服軸進行MultiMove路徑計算，并且可指揮四個驅動模塊。控制模塊采用開放式系統架構，配備基于商用Intel主板和處理器的工業PC機以及PCI總線。由于采用標準組件，用戶不必擔心設備淘汰問題。

KUKA機器人控制系統

KRC4的革新理念為自動化的明天打下了堅實的基礎。降低了自動化方面的集成、保養和維護成本。并且同時持久地提高系統的效率和靈活性。所以庫卡開發了一個全新的、結構清晰且注重使用開放高效數據標準的系統架構。這個系統架構中集成的所有安全控制（SafetyControl）、機器人控制（RobotControl）、運動控制（MotionControl）、邏輯控制（LogicControl）及工藝過程控制（ProcessControl）均擁有相同的數據基礎和基礎設施并可以對其進行智能化使用和分享。使系統具有最高性能、可升級性和靈活性。引領時代、開創未來—而且并不僅限于庫卡機器人。

另外，新型KUKAsmartPAD在超大高清無反射觸摸屏上以最佳的效果顯示出如何直觀地操控機器人。庫卡smartPAD重量僅有1公斤，不僅能夠提供久經考驗的操作控制元件，如6D鼠標，還能夠為用戶提供一系列全新的、人性化的功能，如配置了USB端口，從而方便用戶直接在控制面板上存儲和裝載數據。總的來說，smartPAD使用8.4寸超大、高清、防反射、操控鍵少的觸摸屏。運動操作鍵和以前的相比，該操作面板可以方便地控制八軸，而無需來回切換。

KUKA機器人控制軟件運行于WindowsXP+VxWorks平臺，既可以提供良好的人機交互界面，又能提供精確的實時控制。KUKA.WorkVisual軟件架構的模塊化結構把一個項目的所有步驟融合到同源的軟件環境中，它可被同時用作工作單元配置的規劃工具和通用編程環境。從規劃到編程，再到優化，WorkVisual通過為所有的工具配置統一的外觀而簡化了所有的自動化任務。與MSOffice相比，WorkVisual擁有標準的用戶接口和菜單導航，能夠在諸如復制、粘貼、拖放代碼段等方面為用戶帶來更多的方便。此外，基于跨程序的目錄和項目數據，還能確保數據的一致性和連貫性。有了這些決定性的優勢，當后臺運行這些功能時，程序代碼已經過了邏輯檢測。這也意味著項目的所有錯誤將被消滅在萌芽狀態中。

KEBA機器人控制系統

KEBA工業自動化公司（Automationbyinnovation）成立于1968年，總部位于奧地利林茨(Linz)市，是一家為實現工業自動化服務的一流高科技公司，其商業領域包括塑料行業、機器人、機械和過程自動化、移動和操作等。現在已發展成為一家在全世界范圍內取得成功的電子公司。

Keba與ABB和庫卡不同，她不是機器人生產商，他的產品是工業級伺服控制系統，能夠實現多自由度機器人的控制，該控制系統中通過VxWorks平臺或者Windows+RTX實時擴展平臺保證軟件運行環境的實時性，通過運動規劃和運動控制單元可以實現對總線式伺服驅動器的控制，從而達到對機器人的精確控制。通過上述分析，可以得到如下表所示的各國機器人標桿廠商其機器人控制系統在實時性，運動控制功能以及可擴展性等方面的比較。

KeMotionr5000系列控制器是一套完整的面向多軸運動控制系統軟硬件模塊化控制器。硬件包括KeMotion控制器，以及各種外圍模塊組成，它們通過以太網或總線的形式與控制器連接，實現面向各種應用的搭配。控制系統軟件的核心部分是運行在控制器硬件平臺（x86嵌入式微處理器）上一整套軟件。自底向上的看，首先底層的OS是VxWorks實時操作系統，這為系統的實時性和可靠性提供了一個基礎，同時也為應用軟件提供運行環境。

VxWorks中運行了兩套軟件，分別是RobotControl和SoftPLC，它們組合在一起構成了控制系統軟件的核心。其中RobotControl是負責機器人的運動控制，包括機器人的軌跡規劃和插補操作，而SoftPLC則負責外圍信號采樣、邏輯控制等功能。

在工業自動化業務領域，KEBA優化了機械自動化，機器人以及移動終端。KEBA工業自動化針對客戶的不同需求為機械及機器人控制系統提供快速有效的模塊化的解決方案。

發那科機器人控制系統

FANUC首臺機器人問世以來，FANUC致力于機器人技術上的領先與創新，是世界上唯一一家由機器人來做機器人的公司，是世界上唯一提供集成視覺系統的機器人企業，是世界上唯一一家既提供智能機器人又提供智能機器的公司。FANUC機器人產品系列多達240種，負重從0.5公斤到1.35噸，廣泛應用在裝配、搬運、焊接、鑄造、噴涂、碼垛等不同生產環節，滿足客戶的不同需求。

發那科機器人控制系統FANUCRobotR-30iA集中了發那科各種最先進的新一代機器人控制器，具有性能高，響應快，安全性能強等特點。作為唯一集成了視學功能的機器人控制器，將大量節約為實現柔性生產所需的周邊設備成本。基于FANUC自身軟件平臺研發的各種功能強大的點焊、涂膠、搬運等專用軟件，在使機器人的操作變得更加簡單的同時，也使系統具有徹底免疫計算機病毒的功能。

R-30iA減輕了自重，并通過巧妙的設計改變了示教盒的重心，改善了整體的平衡性，使示教、操作變得更輕松。通過金屬接頭及塑料護套加強了電纜接頭處的防護，再也不用擔心由于拉拽刮擦造成的電纜損壞。增加了附加軸切換的快捷鍵及電源指示燈，簡化了操作步驟。