國(guó)內(nèi)制造業(yè)逐漸轉(zhuǎn)型 協(xié)作機(jī)器人智能化時(shí)代來臨

來源:大京網(wǎng)

年來,先進(jìn)制造、智能制造等話題逐漸成為全球的焦點(diǎn)。

隨著國(guó)內(nèi)制造業(yè)的逐漸轉(zhuǎn)型,工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化的需求開始從單機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)向全自動(dòng)設(shè)備、全自動(dòng)生產(chǎn)線,并提出了對(duì)全自動(dòng)化生產(chǎn)線柔化的需求。柔化需求的出現(xiàn)使得調(diào)整能力差、智能化程度低的傳統(tǒng)機(jī)器人逐漸不適應(yīng)產(chǎn)線,并誕生了適應(yīng)柔制造的智能協(xié)作機(jī)器人。靈活、安全、小巧的智能協(xié)作機(jī)器人不僅能滿足企業(yè)柔化的生產(chǎn)需求,還解決了傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人投資規(guī)模大、投資回報(bào)期長(zhǎng)、靈活度有限等問題,讓不同規(guī)模的企業(yè)都能輕松實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化,加速“智能制造”的普及和落地。

當(dāng)今世界,各主要發(fā)達(dá)國(guó)家都在競(jìng)相開發(fā)和改進(jìn)新技術(shù),讓智能制造技術(shù)應(yīng)用更廣泛,以獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。伴隨著智能制造時(shí)代的到來,柔制造系統(tǒng)應(yīng)用將日益廣泛,智能協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)必將成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

很難想象會(huì)出現(xiàn)這樣的場(chǎng)景:在一個(gè)工作臺(tái)上,一邊是工人,一邊是機(jī)器人,他們配合嫻熟、交流順暢,像一對(duì)合作多年的搭檔,親密交流、高效作業(yè)。協(xié)作機(jī)器人的出現(xiàn)正在讓這一切成為可能,小巧玲瓏的協(xié)作機(jī)器人克服了傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的笨重遲鈍,使得機(jī)器人也能從“牢籠[ 這里主要是指?jìng)鹘y(tǒng)工業(yè)機(jī)器人在工作時(shí)需要進(jìn)行安全防護(hù),一般會(huì)用防護(hù)網(wǎng)將一個(gè)個(gè)機(jī)器人隔離開來,與工作人員保持一定的安全距離。]”中走向人類世界,尤其是新一代的智能協(xié)作機(jī)器人還能成為人類的得力助手。

一、五大優(yōu)勢(shì)讓協(xié)作機(jī)器人與眾不同

協(xié)作機(jī)器人是指被設(shè)計(jì)成可以在協(xié)作區(qū)域內(nèi)與人直接進(jìn)行交互的機(jī)器人。就其工作模式而言,協(xié)作機(jī)器人有人機(jī)協(xié)作、人機(jī)配合以及單獨(dú)作業(yè)三種工作模式,單獨(dú)作業(yè)時(shí)機(jī)器人與人相隔一定距離,與工業(yè)機(jī)器人的工作模式相似;人機(jī)配合時(shí)機(jī)器人與人執(zhí)行不同工作任務(wù);人機(jī)協(xié)作是目前應(yīng)用最廣泛的工作模式,需要機(jī)器人與工作人員進(jìn)行動(dòng)態(tài)交流互動(dòng),達(dá)到提質(zhì)、增效、降本的目的。

供給側(cè)改革正在向需求側(cè)改革遞進(jìn),以“小批量、多品種、定制化”為特點(diǎn)的新需求趨勢(shì)正在取代單一化、規(guī)?;枨?,對(duì)機(jī)器人的靈活要求更高,傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人越來越難以適應(yīng)這一市場(chǎng)需求,尤其是對(duì)于中小企業(yè)來說,傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人高昂的成本和復(fù)雜的操作往往讓中小企業(yè)望而卻步。協(xié)作機(jī)器人具備靈活部署、投資回收快、安全高等優(yōu)勢(shì),能夠更好滿足新市場(chǎng)新需求。

與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人相比,協(xié)作機(jī)器人具備五大優(yōu)勢(shì):

(一)靈活、方便、體型小,柔生產(chǎn)不可少

化生產(chǎn)需要機(jī)器人能夠靈活部署,并適應(yīng)多品種的生產(chǎn)需求。浙江大學(xué)熊蓉教授在一次研討會(huì)上曾經(jīng)指出“協(xié)作機(jī)器人由于方便示教便于安裝等特,使其能快速適應(yīng)各類生產(chǎn)需求,從人機(jī)協(xié)作產(chǎn)線到純粹無人自動(dòng)化產(chǎn)線,尤其在汽車產(chǎn)線已經(jīng)大量使用。”

傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的部署涉及到生產(chǎn)線的自動(dòng)化改造、機(jī)器人外圍支持設(shè)備的設(shè)計(jì)等多種工作,至少需要一周甚至更多的時(shí)間。協(xié)作機(jī)器人結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,體積更小、質(zhì)量更輕,市場(chǎng)上主流協(xié)作機(jī)器人自重一般在數(shù)千克到數(shù)十千克不等,僅為傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人自重的1/10或更低,可多角度、多位置靈活快捷部署。

(二)簡(jiǎn)單便捷易上手,降本增效小能手

傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人除需要進(jìn)行安裝之外,還需對(duì)機(jī)器人進(jìn)行特定的配置和編程,往往需要系統(tǒng)集成商針對(duì)客戶生產(chǎn)特點(diǎn)制定相應(yīng)解決方案,大大增加客戶使用成本。而企業(yè)關(guān)心的是“高效、快捷、方便、實(shí)惠”,相比傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人,協(xié)作機(jī)器人易于編程,且具備手動(dòng)引導(dǎo)功能,企業(yè)可自行安裝,并通過簡(jiǎn)單的培訓(xùn)即可自行操作使用。

(三)人機(jī)協(xié)作很“親密”,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)安全行

由于無法保障操作人員的安全,傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人一般會(huì)被隔離開來獨(dú)立工作,人機(jī)之間交互較少甚至零交互。而協(xié)作機(jī)器人在安全方面更有保障,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EN ISO 10218對(duì)啟動(dòng)人機(jī)協(xié)作的安全方面制定了四個(gè)明確的要求:

相比傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人,協(xié)作機(jī)器人一般安裝有力反饋和碰撞檢測(cè)等應(yīng)用,一旦協(xié)作機(jī)器人在工作過程中與人發(fā)生接觸,會(huì)停止運(yùn)動(dòng),可避免或減輕對(duì)工作人員造成傷害,協(xié)作機(jī)器人在安全能方面的終極追求是對(duì)人零傷害。

(四)投資回收期很短,回本快,效益漲

工業(yè)機(jī)器人的投資成本包括機(jī)器購(gòu)買價(jià)格和部署成本,以高負(fù)載能力為例,傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人價(jià)格一般在30-40萬元之間,由于在大規(guī)模生產(chǎn)線上進(jìn)行部署,項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間少則幾周多則幾個(gè)月,有時(shí)甚至需要停工停產(chǎn),投資回收期一般需要幾年的時(shí)間。

協(xié)作機(jī)器人價(jià)格較低,約為十幾二十萬元不等,協(xié)作機(jī)器人部署時(shí)間一般數(shù)天或一周時(shí)間,投資回收也在一年以內(nèi),對(duì)于中小企業(yè)來說,能夠更快實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。

(五)智能人機(jī)協(xié)作,“電子工友”不僅是機(jī)器換人

機(jī)器人永不疲倦,協(xié)作機(jī)器人可以重復(fù)執(zhí)行簡(jiǎn)單動(dòng)作而不會(huì)降低工作質(zhì)量,其工作精度可將故障和產(chǎn)品缺陷的可能降低到幾乎為0,在保證工作質(zhì)量的同時(shí)大大提升工作效率。

智能化協(xié)作機(jī)器人還可通過自身攜帶的攝像頭對(duì)成品零件、精密加工件等進(jìn)行快速自動(dòng)化檢測(cè)并迅速獲得檢測(cè)結(jié)果,保障企業(yè)產(chǎn)品的高質(zhì)量生產(chǎn)。

隨著協(xié)作機(jī)器人技術(shù)的愈加成熟,其相對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)也將更加凸顯,尤其是智能技術(shù)的加持將推動(dòng)傳統(tǒng)協(xié)作機(jī)器人向智能協(xié)作機(jī)器人演變。智能協(xié)作機(jī)器人將更加重視機(jī)器人與人之間的深度互動(dòng)、實(shí)時(shí)交互,在未來的工作場(chǎng)景中,機(jī)器人可迅速對(duì)工作人員的指令(包括口頭、動(dòng)作等)做出應(yīng)變,并能與人以及其他機(jī)器人進(jìn)行深度交流學(xué)習(xí),大幅度提高生產(chǎn)效率。

二、發(fā)展動(dòng)能十足,協(xié)作機(jī)器人行業(yè)喜迎“春天”

(一)黨和國(guó)家高度重視發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)

機(jī)器人是未來智能世界的基石,是制造業(yè)向自動(dòng)化、智能化轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動(dòng)力,黨和國(guó)家高度重視機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)政策。

2015年,國(guó)務(wù)院出臺(tái)的《中國(guó)制造2025》明確了制造升級(jí)的發(fā)展方向,工業(yè)機(jī)器人是重中之重。2017年發(fā)改委頒布《增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力三年行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020年)》,計(jì)劃八大重點(diǎn)領(lǐng)域中包含智能機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,重點(diǎn)開發(fā)基礎(chǔ)、關(guān)聯(lián)、開放的機(jī)器人操作系統(tǒng)等關(guān)鍵共技術(shù)。

2019年,發(fā)改委制定《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019年本)》,在鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)機(jī)械部分增加“機(jī)器人用關(guān)鍵零部件:高精密減速器、高能伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器、全自主編程等高能控制器、傳感器、末端執(zhí)行器等”“工業(yè)機(jī)器人RV 減速機(jī)諧波減速機(jī)軸承”等內(nèi)容。2020年發(fā)改委出臺(tái)的《關(guān)于支持民營(yíng)企業(yè)加快改革發(fā)展與轉(zhuǎn)型升級(jí)的實(shí)施意見》明確提出實(shí)施機(jī)器人及智能裝備推廣計(jì)劃。

機(jī)器人產(chǎn)業(yè)扶持政策的不斷出臺(tái)為我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了良好的外部條件,協(xié)作機(jī)器人將在工業(yè)4.0時(shí)代背景下的智能制造中迎來更大發(fā)展契機(jī)。

(二)成本下降、“機(jī)器替人”雙重疊加

一是協(xié)作機(jī)器人價(jià)格愈加“親民”。市場(chǎng)發(fā)展初期,由于核心零部件受國(guó)外廠商制約,協(xié)作機(jī)器人的市場(chǎng)價(jià)格普遍超過20萬元/臺(tái),令不少中小企業(yè)“望而卻步”,年來隨著協(xié)作機(jī)器人技術(shù)的日益成熟及核心零部件的國(guó)產(chǎn)化替代,國(guó)內(nèi)協(xié)作機(jī)器人的市場(chǎng)價(jià)格變得逐漸“親民”,極大降低了中小企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)門檻,拓展了協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。

二是“機(jī)器替人”優(yōu)勢(shì)逐步凸顯。隨著我國(guó)適齡勞動(dòng)力人口數(shù)量的不斷減少,人力成本開始逐年提升,人口紅利取得的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)開始逐漸消失。年來,人工成本的逐年上升以及協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)價(jià)格的下探使得兩者之間的成本差距進(jìn)一步擴(kuò)大,使用協(xié)作機(jī)器人替換人工的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸顯。2019年,協(xié)作機(jī)器人單位小時(shí)成本僅有6.80元/小時(shí),而人工成本已經(jīng)上升至32.33元/小時(shí)。

(三)安全生產(chǎn)容不得半點(diǎn)兒馬虎

自工業(yè)機(jī)器人誕生應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之日起,工業(yè)機(jī)器傷人的事件就不曾斷絕,根據(jù)美國(guó)OSHA一項(xiàng)報(bào)告顯示,1984-2017年發(fā)生了38起與機(jī)器人相關(guān)的事故,其中有27起導(dǎo)致工人死亡。協(xié)作機(jī)器人不同于傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人,其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上是更為本質(zhì)、更為高級(jí)、更為安全的協(xié)作方式—Power and force limiting(功率和力限制),本身就從功率和力方面對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了限制(傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的功率高達(dá)數(shù)千瓦,而協(xié)作機(jī)器人的功率只有百瓦左右),從根源上避免傷害事件的發(fā)生。

三、核心零部件“卡脖子”,但下游應(yīng)用前景廣闊

協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈包括上游核心零部件供應(yīng)商、中游機(jī)器人本體供應(yīng)商及下游系統(tǒng)集成供應(yīng)商。

協(xié)作機(jī)器人作為工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)分支,二者產(chǎn)業(yè)鏈大多相同,但也有差異。差異主要表現(xiàn)在上游材料方面,工業(yè)機(jī)器人的上游一般是控制器、傳感器、減速器和伺服電機(jī)等,而協(xié)作機(jī)器人的上游零部件則更精細(xì)化,涉及的零部件也更多一些。

(一)上游零部件“受制于人”局面逐步緩解

協(xié)作機(jī)器人上游核心零部件主要包括中空直流電機(jī)、安全控制器、力矩傳感器、減速器、制動(dòng)器、編碼器等。我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)起步較晚,趙杰[ 趙杰,哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所所長(zhǎng)、機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、原哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院院長(zhǎng)。]表示,目前機(jī)器人行業(yè)仍然有多項(xiàng)被卡脖子,內(nèi)容涵蓋核心部件、芯片、軟件、工藝、系統(tǒng)等多方面。尤其在伺服電機(jī)、減速器和控制器三大核心零部件方面,國(guó)外廠商幾乎占據(jù)九成市場(chǎng)份額。

年來,隨著國(guó)產(chǎn)廠商在技術(shù)研發(fā)的持續(xù)投入,國(guó)內(nèi)協(xié)作機(jī)器人廠商技術(shù)日益成熟,部分核心零部件正在逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,已經(jīng)有越來越多的協(xié)作機(jī)器人廠商開始嘗試應(yīng)用國(guó)產(chǎn)零部件,其中不乏優(yōu)傲這樣的外資廠商,已經(jīng)大批量采用國(guó)內(nèi)廠商綠的諧波的減速器。同時(shí),還有以大族機(jī)器人為代表的部分廠商基于自身技術(shù)積累,已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)核心零部件的完全自主研發(fā)。總得來看,協(xié)作機(jī)器人核心零部件的國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程正在提速,國(guó)產(chǎn)技術(shù)水日益提升。

(二)中游本體及系統(tǒng)集成商入局者增加

中游本體是指協(xié)作機(jī)器人本體、機(jī)械臂制造,系統(tǒng)集成主要是指協(xié)作機(jī)器人本體與噴涂、上下料、裝配等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的集成應(yīng)用,綜合解決方案供應(yīng)商主要以本體制造商為主。

隨著2013年中國(guó)協(xié)作機(jī)器人行業(yè)的開啟,以本體制造為主要業(yè)務(wù)的廠商不斷增多,遨博、大族機(jī)器人、節(jié)卡等新興本體制造商的布局,也吸引新松等一大批傳統(tǒng)機(jī)器人公司的加入,目前,行業(yè)企業(yè)數(shù)量保持穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),據(jù)高維咨詢統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示,2020年,中國(guó)協(xié)作機(jī)器人廠商已經(jīng)達(dá)到70余家,在未來的1-2年內(nèi)有望突破100家。

(三)下游應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富

王喜文認(rèn)為“不僅是在工業(yè)領(lǐng)域,機(jī)器人在人工智能的帶動(dòng)下,還可以在國(guó)防、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用,催生新的業(yè)態(tài)和商業(yè)模式,引發(fā)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的深刻變革。”[ 王喜文,《機(jī)器人+:戰(zhàn)略行動(dòng)路線圖》,2016年4月。]作為工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的分支之一,協(xié)作機(jī)器人憑借其靈活、便捷、安全、高效的優(yōu)勢(shì),其創(chuàng)新應(yīng)用模式不斷涌現(xiàn),應(yīng)用場(chǎng)景日益多元化。

1.汽車制造

汽車玻璃涂膠是汽車生產(chǎn)工藝中非常重要的環(huán)節(jié),其涂膠的質(zhì)量會(huì)影響汽車的密封能和粘接姿態(tài),所以為了得到良好的膠形,大部分主機(jī)廠會(huì)選擇機(jī)器人涂膠。但傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人涂膠線,基于工廠安全的需求,該生產(chǎn)線的全部設(shè)備需由護(hù)欄包圍,此區(qū)域禁止操作人員進(jìn)出,且占地面積非常大,大量占用線旁空間而只完成單一工作造成對(duì)場(chǎng)地資源的浪費(fèi),而且嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)節(jié)拍。

華晨寶馬汽車有限公司研究證明[ 《人機(jī)協(xié)作機(jī)器人在汽車總裝行業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展》,《精密制造與自動(dòng)化》,2020年3月],如果在上述涂膠工藝中使用協(xié)作機(jī)器人將可以完美的解決上述問題,將協(xié)作機(jī)器人部署在汽車涂膠車間,不但占地空間較小,而且操作者可以在其工作區(qū)域活動(dòng),而不會(huì)產(chǎn)生安全問題,并且在協(xié)作機(jī)器人執(zhí)行涂膠動(dòng)作的同時(shí)放置需要涂膠的新零件并取走已經(jīng)完成涂膠的產(chǎn)品,加快企業(yè)的生產(chǎn)節(jié)拍。

2.3C制造

螺絲鎖縛是3C電子產(chǎn)品組裝過程中必不可少的環(huán)節(jié),目前這一工序主要以人工為主,也有少量廠家采用3軸機(jī)械手進(jìn)行螺絲鎖縛裝配,從效果來看,前者耗時(shí)費(fèi)力且效率低下,后者設(shè)備活動(dòng)自由度小,不適應(yīng)3C領(lǐng)域復(fù)雜的流水線組裝任務(wù),不能滿足高效自動(dòng)化生產(chǎn)需求。國(guó)內(nèi)廠商研發(fā)的協(xié)作機(jī)器人可以連續(xù)幾個(gè)小時(shí)以相同的精度和速度重復(fù)同一個(gè)動(dòng)作,均工作效率比人工高出人工200%,且機(jī)械手臂的重復(fù)精度可以保持在±0.01mm,空間絕對(duì)精度±0.1mm、軌跡精度±0.2mm的技術(shù)水。

3.物流

隨著工廠內(nèi)部制造復(fù)雜程度的日益提升,對(duì)于自動(dòng)化設(shè)備柔化的程度也越來越高,相比于AGV和機(jī)械臂的單一功能,集二者于一身的復(fù)合型移動(dòng)協(xié)作機(jī)器人顯然更能滿足企業(yè)的智能物流需求。搭載5G、云數(shù)據(jù)、激光導(dǎo)航AGV的復(fù)合型移動(dòng)協(xié)作機(jī)器人,在大型倉(cāng)庫(kù)中可自主規(guī)劃路徑運(yùn)送貨物,同時(shí)可以跟隨人運(yùn)動(dòng),在小型倉(cāng)庫(kù)中協(xié)助人取貨,甚至可以直達(dá)工位,精準(zhǔn)取送貨物。

協(xié)作機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)物流傳送

4.醫(yī)療

在人口老齡化和慢病群體迅速增長(zhǎng)的時(shí)代,傳統(tǒng)的輔助醫(yī)療器械已經(jīng)日益無法滿足現(xiàn)代醫(yī)療的需求,具備高安全、高靈活、高穩(wěn)定的協(xié)作機(jī)器人開始全面進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域, Renaissance、ROSA Spine、Excelsius GPS機(jī)器人、大族機(jī)器人、天璣骨科手術(shù)機(jī)器人、達(dá)芬奇機(jī)器人等協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品已經(jīng)在醫(yī)療領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。[ 《脊柱微創(chuàng)外科協(xié)作機(jī)器人技術(shù)的臨床應(yīng)用及展望》,《中國(guó)微創(chuàng)外科雜志》,2020年9月。]

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)正在往個(gè)化及智能化的方向發(fā)展,越來越多的醫(yī)療機(jī)器以及AI技術(shù)開始被應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,幫助解決手術(shù)里存在的問題。當(dāng)前,人工智能成為新一輪科技革命的突破口和產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力,已從理論層面加快向各行業(yè)、各領(lǐng)域特征的具體應(yīng)用場(chǎng)景延伸。在醫(yī)療領(lǐng)域,智能協(xié)作機(jī)器人是人工智能技術(shù)應(yīng)用的重要硬件臺(tái),表現(xiàn)出人機(jī)協(xié)作、深度學(xué)習(xí)、自主操控的應(yīng)用特征,逐漸成為醫(yī)療服務(wù)高質(zhì)量發(fā)展的重要推手。未來,智能協(xié)作機(jī)器人必將在醫(yī)療領(lǐng)域扮演“重要角色”。

四、出貨量成倍增長(zhǎng),行業(yè)市場(chǎng)正當(dāng)“百花齊放”

2008年是協(xié)作機(jī)器人行業(yè)發(fā)展的元年,優(yōu)傲于當(dāng)年推出全球第一臺(tái)協(xié)作機(jī)器人UR5,打開了協(xié)作機(jī)器人行業(yè)的大門。到如今,協(xié)作機(jī)器人行業(yè)發(fā)展已歷時(shí)13載,行業(yè)體量不斷增大,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇,逐漸形成了“群雄并起、諸侯割據(jù)”的局面。2021年是協(xié)作機(jī)器人向智能化轉(zhuǎn)型的元年,大族機(jī)器人于今年3月份推出了全球第一臺(tái)真正意義上的智能協(xié)作機(jī)器人MAiRA,率先打開智能協(xié)作機(jī)器人時(shí)代的大門。

(一)出貨量屢創(chuàng)新高,2020年超過7500臺(tái)

協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)被普遍看好。國(guó)際研究機(jī)構(gòu)Transparency Market Research在2017年的發(fā)布的一份報(bào)告中指出“到2024年底,全球協(xié)作機(jī)器人的市值將達(dá)到950億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率30%”,巴克萊銀行分析師認(rèn)為“到2025年,協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模能夠增長(zhǎng)至115億美元。”

國(guó)內(nèi)協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)發(fā)展如火如荼,2015-2017年,國(guó)產(chǎn)廠商紛紛入局協(xié)作機(jī)器人行業(yè),大族機(jī)器人、遨博、新松機(jī)器人、珞石科技、節(jié)卡等一大批先行者先后推出其首款協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品,并在5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的更新?lián)Q代,逐漸形成了與國(guó)外廠商相抗衡的技術(shù)實(shí)力。

2016年,國(guó)內(nèi)協(xié)作機(jī)器人出貨量約1714臺(tái),2017年達(dá)到3618臺(tái),同比增長(zhǎng)了1倍多,而后的三年,協(xié)作機(jī)器人的出貨量更是一年一個(gè)新臺(tái)階,2020年出貨量達(dá)到7514臺(tái),相比2016年增長(zhǎng)3.38倍,5年的年均復(fù)合增速高達(dá)45%。

(二)協(xié)作機(jī)器人競(jìng)爭(zhēng)新賽道即將開啟

入局企業(yè)不斷增加,協(xié)作機(jī)器人行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)程度也在不斷加深,從現(xiàn)有市場(chǎng)份額來看,以優(yōu)傲為代表的較早入局的廠商在出貨量上占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì),但市場(chǎng)形勢(shì)瞬息萬變,尤其是技術(shù)的更新迭代帶動(dòng)產(chǎn)品不斷升級(jí),智能協(xié)作機(jī)器人即將成為協(xié)作機(jī)器人行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的新賽道,掌握智能協(xié)作機(jī)器人核心技術(shù)的廠商將在未來市場(chǎng)上擁有更多話語權(quán)。

未來機(jī)器人將含有AI,沒有AI的機(jī)器人就是個(gè)機(jī)器。[ 2017深圳國(guó)際機(jī)器人與智能系統(tǒng)院士論壇——《AI時(shí)代與機(jī)器2.0》]我們認(rèn)為,智能協(xié)作機(jī)器人將顛覆協(xié)作機(jī)器人行業(yè)現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)格局。智能協(xié)作機(jī)器人相比傳統(tǒng)協(xié)作機(jī)器人更具優(yōu)勢(shì),以安全能為例,通過對(duì)比市場(chǎng)上流行的協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品,絕大部分的協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品在碰撞檢測(cè)方面僅停留在“接觸人員后停止運(yùn)動(dòng)”這一層面,無法預(yù)判碰撞行為的發(fā)生,對(duì)工作人員仍有一定的安全隱患。

而智能協(xié)作機(jī)器人能夠預(yù)判碰撞行為的發(fā)生可避免傷害事故。以大族機(jī)器人發(fā)布的智能協(xié)作機(jī)器人MAiRA為例,MAiRA搭載了大族機(jī)器人自主研發(fā)的人體探測(cè)傳感技術(shù)和智能傳感器,能夠看、聽和感知外部環(huán)境,具備“預(yù)判碰撞行為發(fā)生”的功能,可有效避免傷害發(fā)生。

五、MAiRA“橫空出世”,協(xié)作機(jī)器人將邁入智能時(shí)代

(一)協(xié)作機(jī)器人向智能化轉(zhuǎn)型是大勢(shì)所趨

當(dāng)前協(xié)作機(jī)器人需按照后臺(tái)程序預(yù)設(shè)實(shí)現(xiàn)作業(yè),其操作精度完全取決于核心零部件控制精度,在更換任務(wù)時(shí)需人工重設(shè)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)軌跡,這在很大程度上影響了協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用及推廣。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器視覺、生物識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)的日益成熟,未來協(xié)作機(jī)器人將是集人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)于一身的綜合體,使其具備自主判斷、感知、學(xué)習(xí)、分析決策和人機(jī)交互能力。

機(jī)器人向智能化轉(zhuǎn)型是必然。丁漢院士[ 丁漢,中國(guó)科學(xué)院院士,機(jī)械電子工程專家,華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、院長(zhǎng),數(shù)字制造裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。]表示,在未來,隨著人類對(duì)機(jī)器人的要求不斷提升,機(jī)器人一定會(huì)在制造業(yè)里面扮演越來越重要的角色,機(jī)器人發(fā)展是永無止境的。而人工智能和機(jī)器人是密不可分的,未來人工智能一定會(huì)助推機(jī)器人,所以人工智能將是機(jī)器人的翅膀。有研究認(rèn)為協(xié)作機(jī)器人正從“人機(jī)協(xié)作”走向“人機(jī)共融”,即未來的協(xié)作機(jī)器人與人可以相互理解、相互感知、相互幫助[ 《中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展與應(yīng)用觀察》,《企業(yè)管理》,2021年4月。]。有學(xué)者提出協(xié)作機(jī)器人四大研究方向,首個(gè)便是人機(jī)交互,不僅僅局限于語音和肢體上的交互,還包括協(xié)作機(jī)器人的“觀察”、深度學(xué)習(xí)等,讓協(xié)作機(jī)器人更加智能[劉洋、孫愷,《協(xié)作機(jī)器人的研究現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展分析》,《北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》,2017年4月。]。

人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的融合將強(qiáng)化協(xié)作機(jī)器人的智能化應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)基于深度學(xué)習(xí)的物品識(shí)別與分揀,完成凌亂堆放物件的智能識(shí)別及抓取位姿判斷;實(shí)現(xiàn)儀表讀數(shù)識(shí)別及文字OCR、機(jī)械臂預(yù)測(cè)維護(hù)等數(shù)據(jù)采集及分析等,成為真正能干活的無需二次開發(fā)的“智能協(xié)作機(jī)器人”。通過與新技術(shù)的融合,智能協(xié)作機(jī)器人會(huì)在深度學(xué)習(xí)、感知、決策和執(zhí)行等層面持續(xù)進(jìn)行技術(shù)升級(jí),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自由流動(dòng),機(jī)器人生態(tài)系統(tǒng)也將隨之進(jìn)行突破,萬物互聯(lián),促進(jìn)智能協(xié)作機(jī)器人將面臨更好的能、更高的智能和更廣闊的發(fā)展空間,成為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動(dòng)力。

(二)誰將成為智能協(xié)作機(jī)器人引領(lǐng)者?

我們認(rèn)為,協(xié)作機(jī)器人進(jìn)入到智能化時(shí)代,誰擁有強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和成熟的產(chǎn)品體系,誰將在協(xié)作機(jī)器人的智能化時(shí)代大潮中傲立潮頭。2021年,大族機(jī)器人率先推出全球第一臺(tái)智能協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品——MAiRA,這意味著,大族機(jī)器人已經(jīng)掌握智能協(xié)作機(jī)器人的核心技術(shù),最有可能成為引領(lǐng)協(xié)作機(jī)器人行業(yè)進(jìn)入智能化時(shí)代的領(lǐng)導(dǎo)品牌。

技術(shù)實(shí)力領(lǐng)先。大族機(jī)器人起源于大族電機(jī),設(shè)立于2017年,依托大族激光(002008,股吧)十幾年的工業(yè)積累,大族機(jī)器人逐步掌握了包括電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)控制等在內(nèi)的多個(gè)核心零部件的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。與行業(yè)內(nèi)同類公司相比,大族機(jī)器人是少有的能夠自主研發(fā)伺服系統(tǒng)、直驅(qū)電機(jī)、光柵編碼器、力矩傳感器、機(jī)器人控制器等核心零部件的廠商,是行業(yè)內(nèi)名副其實(shí)的技術(shù)領(lǐng)頭羊。

產(chǎn)品理念先進(jìn)。成立至今,大族機(jī)器人已推出三大協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品系列,產(chǎn)品體系日益豐富。2017年,大族機(jī)器人推出第一代協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品—Elfin系列,2020年推出Elfin-P系列,2021年推出MAiRA系列,而MAiRA作為行業(yè)顛覆產(chǎn)品,主打高智能化、人機(jī)深度交互的先進(jìn)理念,是全球第一款真正意義上的智能協(xié)作機(jī)器人。

MAiRA是智能協(xié)作機(jī)器人時(shí)代的“開篇之作”,她的誕生是協(xié)作機(jī)器人行業(yè)即將邁入智能化時(shí)代的標(biāo)志。MAiRA革新了人機(jī)交互的廣度與深度,高度集成了最新型的傳感器,控制系統(tǒng)和應(yīng)用中完美實(shí)現(xiàn)前所未有的人工智能集成,具備生物識(shí)別、移動(dòng)追蹤、手勢(shì)控制、3D視覺感應(yīng)、聲控交互協(xié)作、高靈敏安全檢測(cè)等高端機(jī)器能,蘊(yùn)含無限的應(yīng)用可能。

標(biāo)簽: 國(guó)內(nèi)制造業(yè) 協(xié)作機(jī)器人 智能化時(shí)代 工業(yè)生產(chǎn)

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