工信部消息:我國機器人技術路線圖和機器人產業(yè)“十三五”規(guī)劃,力爭到2020年,形成較為完善的工業(yè)機器人產業(yè)體系谤职,高端市場占有率達到45%以上。 中國機器人產業(yè)聯(lián)盟理事長曲道奎認為亿鲜,隨著人口紅利逐步消失允蜈,我國已成為全球最大的工業(yè)機器人市場。
目前國內在建機器人工廠超過30個竹肚,未來10年將是國產機器人的黃金發(fā)展期帆田。 隨著工業(yè)機器人的發(fā)展,以及機器人智能水平的提高,工業(yè)機器人已在眾多領域得到了應用。目前,中國工業(yè)機器人的使用主要集中在汽車工業(yè)和電子電氣工業(yè)勾勃、弧焊機器人般蚪、點焊機器人、搬運機器人等在生產中被大量采用蝗悼。 工業(yè)機器人的應用,使工業(yè)產品的生產效率忽件、生產成本及產品質量均有所的提高,也在一定程度上促進了我國制造業(yè)的轉型升級禁舌。同時隨著中國人口紅利的消失,中國經(jīng)濟發(fā)展步入“新常態(tài)”,制造業(yè)由“低端制造”向“高端制造”轉移等現(xiàn)象的出現(xiàn),也增加了工業(yè)機器人的使用出募。
工業(yè)機器人和人相比的優(yōu)點不用贅述,因為這些點往往是任何一個自動化設備都享有的权煎,比如質量穩(wěn)定蒂扇,不會辭職,不介意危險骯臟乏味的工作等等狱揩。 此文主要從技術角度喝暂,談談工業(yè)機器人當前的優(yōu)劣勢。
1. 通用性 工業(yè)機器人可編程彻犁,支持多自由度運動叫胁,因此應用較靈活凰慈。雖然不及人類,但相對于很多工業(yè)自動化常見的專機(專為一類工業(yè)應用或一家客戶定制的機電集成方案)驼鹅,工業(yè)機器人還是靈活多了微谓。工業(yè)應用改動不太大時,是可以通過機器人重新編程來滿足新的需求输钩,而無需在硬件上再做大量投資豺型。 但相應的,它的相對不足會是效率买乃。畢竟專機是為一個應用定制的姻氨,因此雖犧牲通用性但實現(xiàn)了效率優(yōu)化,在產量這個客戶非常關心的指標上能完成地很好剪验。
2. 機電性能 工業(yè)機器人普遍能達到低于0.1毫米的運動精度(指重復運動到點精度)肴焊,抓取重達一噸的物體,伸展也可達三四米功戚。這樣的性能雖不一定能輕易完成蘋果手機上一些“瘋狂”的加工要求抖韩,但對絕大部分的工業(yè)應用來說,是足以圓滿完成任務盆篡。隨著機器人的性能逐漸提升豹炊,以前一些不可能的任務也變得可行起來(如激光焊接或切割,曾需要專門的高精度設備來指導激光的走向春异,但隨著機器人精度的提升遂报,現(xiàn)在也變得可依賴機器人本身的準確運動來代替了)。 但相比傳統(tǒng)高端設備氛坪,如高精度數(shù)控機床瞳弱,激光校準設備,或特殊環(huán)境(高溫或特低溫)設備等骡侮,工業(yè)機器人尚力不能及纽债。
3. 人機合作 傳統(tǒng)的工業(yè)機器人是關在籠子里工作的,因為它實在危險(想象一個抓著幾十或幾百公斤的家伙以四米每秒的速度甩著束沼,誰也不想靠近吧)倚痰。主要原因是一般機器人,基于成本與技術的考慮揣誓,不會集成額外的傳感器去感知外部的特殊情況(如突然有人觸碰)系谐,它只會“傻傻”得照著人類編好的程序日復一日的動著,除非有外部信號告訴它停止讨跟。所以常見的方案就是為機器人配備籠子纪他,當籠子門打開時,機器人收到信號便自動暫停晾匠。對安全的考慮茶袒,自然給機器人集成帶來了很多額外的成本梯刚,籠子可能并不貴,但畢竟要為此仔細考慮產線排布薪寓,增加產線面積乾巧,改變人機合作方式等,從而影響生產效率预愤。 所以最近比較受關注的工業(yè)機器人都以能安全地和人一起工作“為榮”沟于,如Rethink Robotics的Baxter,Universal Robots的PR系列植康,以及很多傳統(tǒng)工業(yè)機器人巨頭(abb旷太,kuka,Yaskawa等)的半概念半成品的機器人销睁。而從產業(yè)需求看來祟勿,已通過傳統(tǒng)工業(yè)機器人解決了對精度速度重量等自動化需求后,也的確是時候開始滿足人機安全合作了累筋。
4. 易用性 傳統(tǒng)機器人的工作本質就是不斷地走一個個的路徑點耀旅,同時接收或設置外圍的I/O信號(老和其他設置如夾具,輸送線等合作)书瘤。而指導機器人這么做得過程傅女,就是機器人編程。幾乎每一家領先公司都有自家的編程語言和環(huán)境叙杨,從而需要機器人操作者參加學習培訓原酷。當機器人適用范圍增廣后,這個成本開始顯現(xiàn)了疙鸟。 這些廠商是有理由維護自家的編程環(huán)境的蔼俐,一來工業(yè)機器人四十年前就開始規(guī)模化做了树戴,那時還沒有什么面向對象等現(xiàn)在廣為熟知普遍認同的主流先進編程理念币席,二來萌芽階段自家技術難免會和競爭對手不同,維護一個編程方式也無可厚非万栅,三來因為他們的大客戶往往也是傳統(tǒng)的工業(yè)大客戶佑钾,如大汽車廠商,這些客戶求穩(wěn)申钩,自然不希望你機器人過幾年就趕個熱潮變換編程方式次绘,搞得他們還得扔掉幾十年的經(jīng)驗,重新花大錢培訓學習撒遣。 當然在業(yè)界,大家早已思考編程可否做的直觀簡單些管跺,但在傳統(tǒng)廠家中除了一次次地概念性的展示外(如利用外骨骼义黎,3D圖像禾进,虛擬現(xiàn)實,iPhone等等)廉涕,一直沒什么商業(yè)實用進展泻云,以至于大家再聽到“簡易編程”等關鍵詞都想吐了。 但慶幸地還是有后來者敢于挑戰(zhàn)狐蜕,也從零開始做出成就宠纯,并成為被認可的賣點。對层释,說的就是Rethink Robotics和Universal Robots脏猴!這也鮮活地論證了創(chuàng)新者窘境里為什么顛覆性技術往往不會在領先企業(yè)中成功(盡管他們有足夠的資源),卻總是被后來挑戰(zhàn)者發(fā)揚光大馅拗。因為領先者在顛覆性技術上每走遠一步处鲜,就往往離自己的鐵飯碗遠離一步,內外部阻力都很大宿替! 不管怎么恳岔,機器人的易用性開始得到重視,如何能讓人不經(jīng)任何(或過多)培訓锚渺,就能像玩iPhone一樣很快玩轉機器人谋粱,已經(jīng)變成大廠商們開始大力投資的方向來。
5. 成本 機器人的成本從小型號的幾萬RMB到大型的上百萬RMB都有歪缅。這個成本自然低于高端專業(yè)制造設備浇找,但也可能會高于國內小集成商們拼湊出的自動化方案來。但從一直來西方工業(yè)界及近幾年國內制造業(yè)對機器人的歡迎程度看來就壳,說明機器人自動化的經(jīng)濟優(yōu)勢普遍到了一個臨界點搭为,超過了其他替代方案(人工,或專機)涤伐,看來這個成本還是值得的馒胆。 其實要走傳統(tǒng)機器人的老路,那硬件成本降低空間不大凝果。工業(yè)機器人基本是一個開環(huán)的運動機構祝迂,靠的就是電機和齒輪箱的高精度配合。而大部分領先廠商的這些關鍵零部件都是從日本幾家廠商那買的器净,(這也是國內公司自己制造的機器人型雳,買同樣的零部件,也不會便宜多少山害,因為日本廠商不會為了你這點量給多少折扣)纠俭。除非中國零部件制造商能靜下心來,努力追趕上日本人的技術,從而以價格優(yōu)勢打破多年來的壟斷冤荆,才能真正促進國內機器人廠商的發(fā)展朴则。 另一個就是另辟蹊徑,追求其他技術和市場钓简。如Rethink Robotics當時甚至考慮用塑料的齒輪箱來降低成本乌妒,而通過視覺來彌補運動精度損失,就像人的眼睛來輔助手的精微操作一樣朋蚜。但畢竟不能一步登天日频,所以Baxter機器人暫時在精度和速度上完全無法與傳統(tǒng)機器人相比,但在它能處理的物料抓放的應用中茧滞,卻也足夠了浮块。也許隨著Rethink的努力,會在硬件較差的情況下毙纫,通過軟件的智能化彌補砂彻,來達到與傳統(tǒng)工業(yè)機器人競爭的程度(那就是真顛覆這些傳統(tǒng)大廠商了)。
6. 智能性 之所以將智能型放在最后一點港排,因為相對現(xiàn)在市場對機器人的主流需求(即強搪狗,快,準)筑背,它暫時還不是最迫切的跛究。這也體現(xiàn)了傳統(tǒng)工業(yè)機器人的優(yōu)勢(任勞任怨,保質保量寸靶,是個“干活”的好手)和不足(但很“笨”重虑,老得讓人教)。 但不代表智能型不重要秦士,相反企業(yè)已經(jīng)開始做技術投資了缺厉。比如怎么讓機器人更好的理解人的指揮意圖,相對自主的去理解并規(guī)劃任務隧土,而不需一個點一個點得讓人告訴它怎么走提针;如何讓機器人在外圍環(huán)境發(fā)生變化下(光線變暗影響圖像識別,傳送帶上物品有損壞需要特殊處理)自動適應曹傀;如何通過觸覺視覺聽覺等感知判斷零部件的裝配質量辐脖,等等。 這方面美國人做的比較好(當然他們也是避實擊虛皆愉,因為傳統(tǒng)工業(yè)機器人硬件上的技術和市場已基本被日本歐洲企業(yè)統(tǒng)治)嗜价,ROS Industrial,Rethink Robotics等都在做有領先的嘗試幕庐。
7. 培訓機構 工業(yè)機器人順應時代發(fā)展久锥,行業(yè)前景廣闊,然而,該領域人才供需失衡的矛盾正日益凸顯奴拦。一方面是機器人廠商颖倾、系統(tǒng)集成商以及汽車加工制造業(yè)求賢若渴匀铸,另一方面是人才供給不足天库,難以滿足企業(yè)用人需求。 究其原因讥认,主要是相對近年來國內機器人產業(yè)所表現(xiàn)出來的爆發(fā)性發(fā)展態(tài)勢都泥,高校、職校等培訓機構的課程設置仍然滯后活益,盡管一些機器人廠商提供相關培訓岗蚪,卻存在品牌針對性過強,推廣力度不足漫窑、配套設施不足以及培訓網(wǎng)點有限等短板汰材,難以達成系統(tǒng)的教學流程,尚不能與全國各地求學者的需要很好地契合榴栏,導致眾多有志投身機器人行業(yè)者求學無門像鹤。
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