目前,全球已經(jīng)進入了工業(yè)4.0智能工廠時代。工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)以極快的速度發(fā)展,預(yù)計2017年全球工業(yè)機器人銷量仍會以呈現(xiàn)大幅的增長。
隨著近幾年我國制造業(yè)勞動力成本的大幅攀升、工業(yè)制造業(yè)朝著集約化智能化的方向升級以及國家出臺一系列產(chǎn)業(yè)政策支持工業(yè)機器人領(lǐng)域發(fā)展,將支撐我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)及市場規(guī)模持續(xù)擴大。自2013年起,中國成為世界最大的工業(yè)機器人市場,不過當(dāng)前我國機器人人均使用密度依舊低于全球平均水平。隨著機器人研發(fā)技術(shù)的進步,我國工業(yè)機器人市場具備較大的滲透密度提升空間。《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》提出到2020年,自主品牌工業(yè)機器人年產(chǎn)量達到10萬臺,意味著2016-2020年,我國自主品牌機器人年復(fù)合增長率達到35%。在國內(nèi)工業(yè)機器人市場前景廣闊、增速居前、國產(chǎn)化率不斷提升的背景下,國內(nèi)相關(guān)機器人廠商競爭力、盈利能力不斷增強。可從三個方面選擇投資標(biāo)的:一是具有一定核心零部件開發(fā)能力的本體及集成公司,二是其產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域面向家電、3C等新增長領(lǐng)域的公司;三是核心零部件產(chǎn)業(yè)化方面走在前列的公司。智能工廠時代來臨.
隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展,導(dǎo)致人力成本資源也不斷上升,數(shù)據(jù)顯示我國城鎮(zhèn)企業(yè)工人的平均工資對比十年前飆升了四五倍,如此高的勞動力成本讓不少企業(yè)都開始向智能制造化轉(zhuǎn)型發(fā)展,直接促使著工業(yè)機器人行業(yè)的進步。未來,工業(yè)機器人代替普通工人完成流水線操作已經(jīng)成為了大勢所趨,而這也是中國未來發(fā)展制造也的重大戰(zhàn)略之一。目前,全球已經(jīng)進入了工業(yè)4.0智能工廠時代。工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)以極快的速度發(fā)展,預(yù)計2017年全球工業(yè)機器人銷量仍會以呈現(xiàn)大幅的增長。而我國作為制造業(yè)大國,勞動力成本的影響尤為重大,這也導(dǎo)致我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速,畢竟在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的大背景之下,機器人替代人已經(jīng)是未來趨勢。
尤其是近年來,我國政策大力推動工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展,出臺了相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃指導(dǎo),進一步確認我國未來將以機器人作為智能制造業(yè)的重要途徑。在2017年兩會政府報告中,就提到了要加快培育壯大新興產(chǎn)業(yè),其中人工智能更是被首次寫入政府報告,說明智能制造已經(jīng)上升到了國家戰(zhàn)略層面,而機器人是人工智能+智能制造的具體體現(xiàn),直接對整個制造業(yè)乃至更多領(lǐng)域起到促進轉(zhuǎn)型升級的作用。由此可見,未來產(chǎn)業(yè)機器人行業(yè)前景無限。國家撐腰,龐大的國內(nèi)市場、數(shù)量可觀的人才儲備,這些都是發(fā)展工業(yè)機器人行業(yè)的優(yōu)勢條件,隨著更多資本的進入,整個行業(yè)會迎來一個爆發(fā)期。
值得一提的是,目前階段我國工業(yè)機器人使用率依然偏低,整個行業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間,需要更多的資本介入來促使其進步。根據(jù)《中國工業(yè)機器人行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測與轉(zhuǎn)型升級分析報告》顯示,2016年全年工業(yè)機器人的年總產(chǎn)量就達到了72426套,同比增長34.4%;預(yù)計2017年我國工業(yè)機器人年產(chǎn)量就將突破8萬臺大關(guān),而到了2018年,中國工業(yè)機器人市場銷量有望超越15萬臺將繼續(xù)成為全球市場增長的最強勁驅(qū)動力。未來隨著國家政策的不斷推進,敢于第一批吃螃蟹的龍頭企業(yè)將獲得可觀的紅利機器人融合人工智能技術(shù)
在過去的幾年里,工業(yè)化機器人生產(chǎn)規(guī)模越來越大,服務(wù)機器人也應(yīng)用也逐漸增多。從技術(shù)水平看,機器人和人工智能技術(shù)(AI)的融合已經(jīng)不是難題,機器人制造業(yè)或許將進入2.0時期。數(shù)據(jù)顯示,2016年度全球機器人產(chǎn)業(yè)較上一年度增長超過一成,機器人市場總資產(chǎn)達數(shù)百億美元。預(yù)測到21世紀(jì)20年代,機器人市場規(guī)模將翻倍。單看中國機器人業(yè),2017年度中國工業(yè)化機器人使用量估計在全球占比超4成,主要應(yīng)用于汽車業(yè)以及電子金屬業(yè)等。而人工智能產(chǎn)業(yè)目前總資產(chǎn)數(shù)十億美元,預(yù)測至2020年將增長到近500億美元。業(yè)內(nèi)人士認為,這兩個市場規(guī)模都很大的兩個高科技產(chǎn)業(yè)的交叉,首先AI機器人研發(fā)資金是有保證的。至于技術(shù)層面的問題,人工向智能機器人需要大量數(shù)據(jù)的支持以及高性能技術(shù)的研發(fā)。未來實現(xiàn)AI機器人或許大規(guī)模用于工業(yè)同時,或許還可以在公共鄰域初步實現(xiàn)AI機器人服務(wù)。知情人士表示,人工智能機器人的關(guān)鍵在于將人工智能的技術(shù)與機器人制造相互融合,切實做到機器人智能化同時加快機器人、人工智能兩大產(chǎn)業(yè)相互促進發(fā)展。目前我國機器人行業(yè)應(yīng)用較少未來成長潛力大,而且相關(guān)部門也出臺了一系列有利政策,為AI機器人業(yè)的發(fā)展實現(xiàn)政策支持,這些都為機器人產(chǎn)業(yè)新一輪發(fā)展壯大提供有利條件。中國機器人應(yīng)用存在局限
目前用于生產(chǎn)環(huán)境的工業(yè)機器人用的是成熟的控制技術(shù)+先進的制造技術(shù)+嚴謹?shù)脑O(shè)計。為什么先要明確這一點,因為分析國內(nèi)機器人的水平無非就是弄清楚這個行業(yè)里面哪些是國人可以做到的,哪些是做不到的。上述三點會在后面逐一分析,先說一下目前國內(nèi)工業(yè)機器人的應(yīng)用場合。據(jù)我了解,大概有一下幾種(個人水平有限,歡迎各位拍磚補充):
高強度加工制造業(yè),比如汽車制造業(yè)(焊接機器人,組裝機器人…)只是部分工段使用了工業(yè)機器人,國外汽車制造業(yè)自動化水平更好另當(dāng)別論;工業(yè)機器人的使用是為了解決良品率和效率的問題。特殊工作環(huán)境(不適宜工人施工的場合),比如水下機器人(我目前正在研究的方向);人去太危險,或者靠人根本就實現(xiàn)不了,機器人做的要比人更好。其實自動化的問題很久以前就已經(jīng)解決了,當(dāng)然那種自動化生產(chǎn)線是專門設(shè)計的,為了某一類甚至某一種型號的產(chǎn)品設(shè)計的流水線。這樣就出現(xiàn)了一個問題,它不能滿足小批量或者中小批量個性化的制造需求。工業(yè)機器人是在這種前提下被炒的火熱,工業(yè)機器人也是一種自動化的機器,由工程師預(yù)先設(shè)置好工作流程,和數(shù)控加工中心其實很類似。之所以說他是柔性的,是因為可以通過不同的代碼及命令組合實現(xiàn)復(fù)雜的加工過程。
那既然工業(yè)機器人這么靈活,可以滿足這么多的需求,那就一定也有他的弱點吧?答案是肯定的,工業(yè)機器人之所以能夠?qū)崿F(xiàn)柔性制造,實現(xiàn)看起無限的可能,那么對他自身的要求也是極高的(參考一代大咖達芬奇)。說機器人是制造業(yè)皇冠上的明珠不為過,但是未來明珠上面也可能鑲嵌鉆石。工業(yè)機器人的設(shè)計生產(chǎn)的難點在哪里呢。這就要講到最開頭說到的三個問題:控制,制造,設(shè)計。前面說到工業(yè)機器人用到的是成熟的控制技術(shù),為什么這么說。工業(yè)環(huán)境中最重要的是穩(wěn)定性,大家可能也了解到目前機器人領(lǐng)域各種視覺算法,人工智能算法,人形機器人… 很炫,但是也很遺憾,目前基本都處在實驗室階段,只有很少一部分用于實際生產(chǎn)環(huán)境,比如攝像頭也僅僅用于輔助定位和簡單識別物體。這些控制技術(shù)中國是可以做到的,而且看中國的軟件行業(yè)的發(fā)展,我們有實力做到甚至做好。先進的制造技術(shù)是機器人關(guān)鍵部件的生產(chǎn)制造,影響機器人精度的電機,減速器,軸承…這類組件目前基本都被國外企業(yè)壟斷。大力矩永磁電機或者直流AC伺服控制器,那都是相當(dāng)?shù)馁F,而且不敢用國產(chǎn)的。不是崇洋媚外,而是國內(nèi)做的參數(shù),指標(biāo),穩(wěn)定性上不去呀,即使有的宣稱的參數(shù)是符合的,但是也不敢用呀,因為社會公信力,因為國家標(biāo)準(zhǔn),因為檢驗和測試。就說一點大家就能清楚:在國內(nèi)選購電機和諧波減速器都沒有一家像樣的正規(guī)網(wǎng)站呀,要知道國外廠商會把他們做的各個細節(jié)的所有參數(shù)做篩選,而且可以根據(jù)你需要的參數(shù)做在線設(shè)計,羅列合適的型號,甚至電機的工程圖,三維圖也供下載,設(shè)計人員起來輕松加愉快。人機協(xié)作掀起新制造革命
在帶領(lǐng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的過程中,機器人產(chǎn)業(yè)被寄予厚望。工業(yè)機器人是智能工廠、無人工廠中的核心裝備,汽車制造、機械制造、電子器件、集成電路、塑料加工等較大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)都涉及工業(yè)機器人的應(yīng)用。在工業(yè)發(fā)達國家,工業(yè)機器人經(jīng)歷近半個世紀(jì)的迅速發(fā)展,其技術(shù)日趨成熟,已在諸多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會和國際機器人聯(lián)合會的統(tǒng)計,從20世紀(jì)下半葉開始,世界機器人產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)步增長的良好勢頭,世界工業(yè)機器人市場前景很好:1960年~2006年年底,全球已累計安裝工業(yè)機器人175萬余臺;2005年以來,全球每年新安裝工業(yè)機器人達10萬套以上;2008年以后,全球工業(yè)機器人的裝機量已超過百萬臺,約為103.57萬臺且這一數(shù)據(jù)還在增長。在這股全球范圍內(nèi)的智能工廠和生產(chǎn)數(shù)字化通信產(chǎn)品的風(fēng)潮中,在產(chǎn)品制造中找回人性化的一面將是新趨勢。這是產(chǎn)品個性化需求的趨勢。丹麥優(yōu)傲機器人(Universal Robots)首席技術(shù)官艾斯本·奧斯特加更將之超前地概括為“工業(yè)5.0”。在未來的智能化工業(yè)中,對于機器人在制造生產(chǎn)中扮演的角色也將有新的要求。工業(yè)機器人之父,恩格爾·伯格(Engel Berger)曾指出,如果一個自動的設(shè)備只做一件事情,那這個設(shè)備就不能稱為機器人,只能叫做自動化,真正的機器人應(yīng)該具有做各種不同工作的能力。“以汽車行業(yè)為例,鑒于市場的發(fā)展演變和顧客對所購商品的高度個性化需求,人類創(chuàng)造性的重新加入勢在必行。” 艾斯本·奧斯特加認為,盡管機器人善于以標(biāo)準(zhǔn)化流程大批量制造標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,但如果想要讓每件產(chǎn)品都有一點與眾不同,就需要人類對機器人給予指導(dǎo)。因而,在生產(chǎn)過程中,機器人只有與工人或操作人員的良性協(xié)作,其自動化才能更好地發(fā)揮潛能。
根據(jù)頂尖咨詢公司埃森哲(Accenture Consulting)的一項調(diào)查顯示,85%的制造商預(yù)計:到2020年,制造業(yè)的技術(shù)焦點將轉(zhuǎn)向“人機協(xié)作”。傳統(tǒng)工業(yè)機器人在自動化生產(chǎn)中,往往需要繁雜的編程和漫長的精力做設(shè)定,而能夠做到的也僅僅是按照既定的程序進行工作。然而,新型協(xié)作機器人能夠直接與人類員工并肩工作。在人機協(xié)作領(lǐng)域中,人與機器得以互補和促進。工人可以加入人性化元素,使產(chǎn)品個性化,而協(xié)作機器人可以事先進行產(chǎn)品加工,或是為工人備妥需要加工的產(chǎn)品。“機器人的使用不代表工人將被替代,而是增強工人的能力,并且讓他們能夠使用協(xié)作機器人作為多功能的工具;工人則可以發(fā)揮創(chuàng)造性,處理更為復(fù)雜的項目。” 艾斯本·奧斯特加強調(diào)。2016工博會期間,本土機器人制造公司新松機器人推出了一款具備柔性多關(guān)節(jié)技術(shù)和可動雙目視覺系統(tǒng)的雙臂協(xié)作機器人。兩條伸展開近3米長的雙臂,共14個關(guān)節(jié)的靈活柔性和可動雙目視覺系統(tǒng),能夠?qū)θ穗p臂做出的任意動作即學(xué)即會,還可以裝配手表甚至穿針引線……這款雙臂協(xié)作機器人具有高靈活性、安全性、自主避障等特點,可以為用戶提供更加集成化、柔性化的解決方案,可以快速布局于自動化工廠、倉儲分揀、自動化貨物超市,實現(xiàn)物料自動搬運、物品上下料、物料分揀等。它改變了傳統(tǒng)工業(yè)機器人的操控方式,無需編程,通過拖拽的方式就能讓機器人記住運行軌跡,下一次就可以自動運行。同時每條臂有七個自由度,更能適應(yīng)狹小的空間,對于目前中國的工廠來說,可以很方便地實現(xiàn)生產(chǎn)線改造,進行漸進式的升級替代。智能化的浪潮正席卷中國制造業(yè)。這背后需要強大的智能裝備支撐,包括強大的工業(yè)自動化軟件、基于機器人的自動生產(chǎn)線、一站式解決方案等等。這是一個漫長的過程,也是傳統(tǒng)制造業(yè)長期努力的方向。而從機器人到自動化的生產(chǎn)線,到智能工廠,再到全面的智能制造,漸進式的升級轉(zhuǎn)型更符合中國制造業(yè)的現(xiàn)狀。
隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展,導(dǎo)致人力成本資源也不斷上升,數(shù)據(jù)顯示我國城鎮(zhèn)企業(yè)工人的平均工資對比十年前飆升了四五倍,如此高的勞動力成本讓不少企業(yè)都開始向智能制造化轉(zhuǎn)型發(fā)展,直接促使著工業(yè)機器人行業(yè)的進步。未來,工業(yè)機器人代替普通工人完成流水線操作已經(jīng)成為了大勢所趨,而這也是中國未來發(fā)展制造也的重大戰(zhàn)略之一。目前,全球已經(jīng)進入了工業(yè)4.0智能工廠時代。工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)以極快的速度發(fā)展,預(yù)計2017年全球工業(yè)機器人銷量仍會以呈現(xiàn)大幅的增長。而我國作為制造業(yè)大國,勞動力成本的影響尤為重大,這也導(dǎo)致我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速,畢竟在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的大背景之下,機器人替代人已經(jīng)是未來趨勢。
值得一提的是,目前階段我國工業(yè)機器人使用率依然偏低,整個行業(yè)具有廣闊的發(fā)展空間,需要更多的資本介入來促使其進步。根據(jù)《中國工業(yè)機器人行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測與轉(zhuǎn)型升級分析報告》顯示,2016年全年工業(yè)機器人的年總產(chǎn)量就達到了72426套,同比增長34.4%;預(yù)計2017年我國工業(yè)機器人年產(chǎn)量就將突破8萬臺大關(guān),而到了2018年,中國工業(yè)機器人市場銷量有望超越15萬臺將繼續(xù)成為全球市場增長的最強勁驅(qū)動力。未來隨著國家政策的不斷推進,敢于第一批吃螃蟹的龍頭企業(yè)將獲得可觀的紅利機器人融合人工智能技術(shù)
在過去的幾年里,工業(yè)化機器人生產(chǎn)規(guī)模越來越大,服務(wù)機器人也應(yīng)用也逐漸增多。從技術(shù)水平看,機器人和人工智能技術(shù)(AI)的融合已經(jīng)不是難題,機器人制造業(yè)或許將進入2.0時期。數(shù)據(jù)顯示,2016年度全球機器人產(chǎn)業(yè)較上一年度增長超過一成,機器人市場總資產(chǎn)達數(shù)百億美元。預(yù)測到21世紀(jì)20年代,機器人市場規(guī)模將翻倍。單看中國機器人業(yè),2017年度中國工業(yè)化機器人使用量估計在全球占比超4成,主要應(yīng)用于汽車業(yè)以及電子金屬業(yè)等。而人工智能產(chǎn)業(yè)目前總資產(chǎn)數(shù)十億美元,預(yù)測至2020年將增長到近500億美元。業(yè)內(nèi)人士認為,這兩個市場規(guī)模都很大的兩個高科技產(chǎn)業(yè)的交叉,首先AI機器人研發(fā)資金是有保證的。至于技術(shù)層面的問題,人工向智能機器人需要大量數(shù)據(jù)的支持以及高性能技術(shù)的研發(fā)。未來實現(xiàn)AI機器人或許大規(guī)模用于工業(yè)同時,或許還可以在公共鄰域初步實現(xiàn)AI機器人服務(wù)。知情人士表示,人工智能機器人的關(guān)鍵在于將人工智能的技術(shù)與機器人制造相互融合,切實做到機器人智能化同時加快機器人、人工智能兩大產(chǎn)業(yè)相互促進發(fā)展。目前我國機器人行業(yè)應(yīng)用較少未來成長潛力大,而且相關(guān)部門也出臺了一系列有利政策,為AI機器人業(yè)的發(fā)展實現(xiàn)政策支持,這些都為機器人產(chǎn)業(yè)新一輪發(fā)展壯大提供有利條件。中國機器人應(yīng)用存在局限
目前用于生產(chǎn)環(huán)境的工業(yè)機器人用的是成熟的控制技術(shù)+先進的制造技術(shù)+嚴謹?shù)脑O(shè)計。為什么先要明確這一點,因為分析國內(nèi)機器人的水平無非就是弄清楚這個行業(yè)里面哪些是國人可以做到的,哪些是做不到的。上述三點會在后面逐一分析,先說一下目前國內(nèi)工業(yè)機器人的應(yīng)用場合。據(jù)我了解,大概有一下幾種(個人水平有限,歡迎各位拍磚補充):
高強度加工制造業(yè),比如汽車制造業(yè)(焊接機器人,組裝機器人…)只是部分工段使用了工業(yè)機器人,國外汽車制造業(yè)自動化水平更好另當(dāng)別論;工業(yè)機器人的使用是為了解決良品率和效率的問題。特殊工作環(huán)境(不適宜工人施工的場合),比如水下機器人(我目前正在研究的方向);人去太危險,或者靠人根本就實現(xiàn)不了,機器人做的要比人更好。其實自動化的問題很久以前就已經(jīng)解決了,當(dāng)然那種自動化生產(chǎn)線是專門設(shè)計的,為了某一類甚至某一種型號的產(chǎn)品設(shè)計的流水線。這樣就出現(xiàn)了一個問題,它不能滿足小批量或者中小批量個性化的制造需求。工業(yè)機器人是在這種前提下被炒的火熱,工業(yè)機器人也是一種自動化的機器,由工程師預(yù)先設(shè)置好工作流程,和數(shù)控加工中心其實很類似。之所以說他是柔性的,是因為可以通過不同的代碼及命令組合實現(xiàn)復(fù)雜的加工過程。
在帶領(lǐng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的過程中,機器人產(chǎn)業(yè)被寄予厚望。工業(yè)機器人是智能工廠、無人工廠中的核心裝備,汽車制造、機械制造、電子器件、集成電路、塑料加工等較大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)都涉及工業(yè)機器人的應(yīng)用。在工業(yè)發(fā)達國家,工業(yè)機器人經(jīng)歷近半個世紀(jì)的迅速發(fā)展,其技術(shù)日趨成熟,已在諸多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會和國際機器人聯(lián)合會的統(tǒng)計,從20世紀(jì)下半葉開始,世界機器人產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)步增長的良好勢頭,世界工業(yè)機器人市場前景很好:1960年~2006年年底,全球已累計安裝工業(yè)機器人175萬余臺;2005年以來,全球每年新安裝工業(yè)機器人達10萬套以上;2008年以后,全球工業(yè)機器人的裝機量已超過百萬臺,約為103.57萬臺且這一數(shù)據(jù)還在增長。在這股全球范圍內(nèi)的智能工廠和生產(chǎn)數(shù)字化通信產(chǎn)品的風(fēng)潮中,在產(chǎn)品制造中找回人性化的一面將是新趨勢。這是產(chǎn)品個性化需求的趨勢。丹麥優(yōu)傲機器人(Universal Robots)首席技術(shù)官艾斯本·奧斯特加更將之超前地概括為“工業(yè)5.0”。在未來的智能化工業(yè)中,對于機器人在制造生產(chǎn)中扮演的角色也將有新的要求。工業(yè)機器人之父,恩格爾·伯格(Engel Berger)曾指出,如果一個自動的設(shè)備只做一件事情,那這個設(shè)備就不能稱為機器人,只能叫做自動化,真正的機器人應(yīng)該具有做各種不同工作的能力。“以汽車行業(yè)為例,鑒于市場的發(fā)展演變和顧客對所購商品的高度個性化需求,人類創(chuàng)造性的重新加入勢在必行。” 艾斯本·奧斯特加認為,盡管機器人善于以標(biāo)準(zhǔn)化流程大批量制造標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,但如果想要讓每件產(chǎn)品都有一點與眾不同,就需要人類對機器人給予指導(dǎo)。因而,在生產(chǎn)過程中,機器人只有與工人或操作人員的良性協(xié)作,其自動化才能更好地發(fā)揮潛能。