从20世纪60年代开始,汽车制造业和工业机器人的兴起对推动日本经济奇迹发挥了不可或缺的作用。到80年代,这种势头加速,以至于评论员开始将1980年称为日本机器人技术的“元年”。以上因素最终将日本推至当今机器人领域的主导地位。
该文章将深入探讨日本机器人,包括回答几个关键问题:
- 这个行业是如何形成的?
- 日本当今在机器人的哪些领域占有优势?
- 机器人技术如何帮助日本应对当前和未来的各种挑战,包括人口下降、经济低迷和新冠肺炎?
工业机器人创造日本经济奇迹
经济辉煌的早期迹象于1964年奥运会后出现
经济快速增长是日本于20世纪60年代的时代精神。池田勇人首相大胆推行收入倍增计划,国内制造业扩张如火如荼,1964年东京奥运会成为日本振兴的象征。在此背景下,日本机器人产业迈出了第一步。
在美国,Unimation公司于1961年与 General Motors 公司合作部署了第一台工业机器人Unimate。1968年,Unimation决定与Kawasaki Heavy Industries建立合作伙伴关系,这是日本工业机器人的一个决定性时刻,仅一年后,Kawasaki-Unimate 成为日本史上第一台国内生产的工业机器人。在此初期阶段,日本公司主要依赖美国合作伙伴提供的研究和设计。
Fanuc 作为未来的工业机器人巨头,在整个20世纪60年代主要专注于数控领域,直到70年代才开始研发机器人。在其他日本未来机器人巨头公司中,Daifuku 在60年代大部分增长来自 Webb 悬挂式输送系统,已经入选《财富》世界100强的 Mitsubishi Electric,主要从事各种电气产品生产。
在20世纪60年代,收入及购买力的增长转化为对私人汽车的需求不断增加。与此同时,尽管快速的城市化将年轻的劳动力从农村带到了城市,但日本仍面临劳动力短缺的问题。这种短缺意味着很难找到工人,尤其是能够并愿意在汽车工厂从事“3D”工作(即肮脏、危险、低级)的熟练工人,比如焊接和喷漆工人。此外,日本公司的终身雇佣制和强有力的工作保障意味着工人们对机器人和自动化的引入不会感到太大的威胁。以上所有因素都促进了汽车工厂的自动化。
当 Kawasaki 的机器人手臂在汽车装配线上辛勤劳作时,早稻田大学成为人形服务机器人领域的先驱。早稻田大学的研究人员在整个60年代对步行腿原型进行了实验,并于1972年创造了第一个完整的人形机器人 Wabot-1。
1980年成为日本工业机器人的“元年”
到上世纪80年代,日本的竞争力和创新潜力已经非常明显。日本的机器人产业亦是如此。在两次石油危机和与美国的贸易紧张局势的影响下,日本的经济增长有所放缓,但对于日本机器人制造商来说,这仍处于一个机遇时代,因为它们在技术上变得更加独立,业务范围也更加国际化。
机器人技术在这个时代迅速发展,因此当今日本评论员经常将1980年称为机器人技术的“元年”。
促成这一扩张的因素之一是从液压机器人转向电动机器人,从直流伺服电机到交流伺服电机的转变和微处理器的进步使更高的精度成为可能。Makino 教授发明的 SCARA 机器人证明了日本的创新能力。凭借不断提高的技术实力,日本机器人制造商在上世纪80年代积极地拓展业务范围。Fanuc 将总部迁至富士山脚下,并与 General Motors 建立了合作伙伴关系,而 Daifuku 则扩展到半导体工厂的自动化领域,并在加拿大、新加坡和英国建立了业务。
后泡沫日本经济萎靡不振,机器人行业依然保持强劲
1991年房地产泡沫破灭后,日本的经济奇迹失去了动力,开启了众所周知的日本经济“失去的二十年”。全球年度机器人供应量数据显示,机器人制造商也未能幸免:1992年供应量突然下降,随后两年停滞不前。正当日本企业试图挽回失去的机会时,个人电脑和互联网的突然崛起推动了对半导体的需求,这为机器人制造商创造了新的机会,直到全球金融危机爆发之前,销售一直保持强劲。
尽管面临日本泡沫破裂的挑战,但日本制造商在20世纪90年代仍占据了全球机器人销量的90%。在此期间,日本国内半导体产业开始相对衰退,但全球半导体产业的增长对日本机器人技术来说是一个福音。人们越来越难以处理用于制造微型半导体的晶片或硅片,半导体工厂需要完美无尘的洁净室。
随着中国在21世纪初期迸发的经济奇迹,工业机器人的需求迅速转移到中国。当今工业机器人的大部分需求来自中国,日本机器人制造商也相应地调整了战略。