中國整體經濟轉型升級,國產機器人不確定性在加劇
GGII數(shù)據顯示,中國繼2013年成為全球最大的工業(yè)機器人市場以來,一直保持年均增速在30%以上,尤其是2017年,中國工業(yè)機器人迎來了“爆發(fā)”,2018年絕大部分機器人廠商掀起了“擴產潮”。
然而,今年我國經濟受到諸多挑戰(zhàn),中美貿易戰(zhàn),中國整體經濟的轉型升級,從消費升級到消費降級,變“人口紅利”為“人才紅利”,社保稅征的調整……去年的滿懷期望在今年似乎得不到如意的發(fā)展。
統(tǒng)計局最新數(shù)據顯示,9月份中國工業(yè)機器人產量11448臺,同比下滑16.4%。從高增長到增速放緩,再到負增長,不確定性在加劇。
機器人產業(yè)鏈上的眾多企業(yè)試圖回歸原點,去辨識機會,構筑自身能力,重新思考企業(yè)的出路,并對機器人產業(yè)的發(fā)展再定位。
“柔性制造”成為突破口
機器人在汽車和3C電子制造行業(yè)的應用占比超過65%,在埃夫特機器人事業(yè)部總經理張帷看來,這兩個行業(yè)的標準化程度較高,屬于單件大批量制造,并存在于大型制造企業(yè)中。
他認為:“國外機器人在汽車行業(yè)占比較高,優(yōu)勢明顯,在通用工業(yè)的應用優(yōu)勢不一,這是國產自主品牌機器人競爭的機會領域?!?/p>
“中國的規(guī)模化生產占中國制造企業(yè)的數(shù)量不超過20%,剩余的更傾向于柔性制造。”節(jié)卡機器人聯(lián)合創(chuàng)始人王家鵬指出,機器人應用的未來市場,不僅在于行業(yè)龍頭的大規(guī)模制造場景,更在于“海平面”之下以中小微企業(yè)為主的量大面廣的柔性制造場景,其空白點很多,沒有被自動化解決的點也很多。
事實上,柔性制造即“以不變應萬變”,高效的組織架構、可靈活規(guī)劃的生產單元、通過軟件配置或參數(shù)調整實現(xiàn)工藝切換、模塊化的機械與電氣組件以及自動化軟件方案等這些“不變”的核心元素應對“變化”的市場需求、產線狀態(tài)等,使小批量、大規(guī)模定制生產達到大批量生產的成本優(yōu)勢。
配天機器人副總經理索利洋也指出,柔性制造的要求涉及七大方面,包括機器柔性、工藝柔性、產品柔性、維護柔性、生產能力柔性、擴展柔性、運行柔性。
面對“不確定性”,越來越多的機器人企業(yè)開始聚焦柔性制造場景,并將之認為是“冬藏計劃”中的機會,并借此實現(xiàn)來年的“春生”。
因此,“機器人全產業(yè)鏈該如何有效配套,助力柔性生產”這一問題顯得尤為重要,工業(yè)機器人本體、系統(tǒng)集成商、智能部件構成了柔性制造逆襲的“三部曲”。
柔性制造對工業(yè)機器人的要求
如何讓機器人為柔性制造提供更有力的支持?索利洋認為,首先是提高工業(yè)機器人的品質,包括性能、壽命、可靠性、安全性、經濟性、外觀、可維護性、服務等。
“性能”包括精度、速度、加速度以及加加速度、剛性等;“壽命”則包括精度衰減的趨勢、磨損的趨勢、溫度、潤滑;“可靠性”一般指平均無故障時間;“安全性”包括防誤操作、防碰撞、軟硬限位、安全提示;“經濟性”包括購買成本、維護成本、服務成本以及它跟工業(yè)機器人和其他設備配合所需要的二次開發(fā)的成本。
“外觀”,包括工業(yè)設計、易用性、人機交互、噴漆外觀等,對于要進入國際市場的產品來說,這一點尤為重要;“可維護性”包括維護快捷、自診斷分析、安裝與更換方式;“服務”主要指快速響應,這是國產機器人廠家的優(yōu)勢,也是客戶非常在乎的點。
最后,在特殊應用環(huán)境下,如潮濕、有腐蝕、易燃易爆等,就要求機器人具有防水性、防塵性、防爆性、防腐蝕性。
在工業(yè)機器人類別中,協(xié)作機器人具備著較高的柔性。優(yōu)傲機器人相關負責人介紹,使用協(xié)作機器人的工作平臺可以成為工廠里靈活移動的工作站;客戶根據生產安排,將機器人工作站輕松地移動到指定位置,通過調用預先設置好的程序,簡單的調試后就可以直接開始工作。
此外,從原料倉到生產線,再到成品倉中的物料運輸,AGV在高柔性化搬運中起到很大的作用,即在不改變原有產線的前提下實現(xiàn)快速部署,將視覺、定位導航、運動控制、集群調度制等技術集成在AGV中,形成柔性生產線。
可見,機器人本體廠家在研發(fā)、生產、服務三個環(huán)節(jié)與核心零部件供應商,智能部件提供商,智慧工廠頂層設計商,行業(yè)解決方案集成商實現(xiàn)完美配合,才可以稱之為高集成性,從而體現(xiàn)出機器人的品質,并更好的發(fā)揮機器人在柔性制造中的作用。
系統(tǒng)集成主動向短生命周期市場拓展
目前,系統(tǒng)集成商主要面臨兩個選擇:做頭部企業(yè)或中小企業(yè)。
頭部客戶機會空間大,可成為集成商的主要利潤點,同時也存在很大的風險,一榮俱榮,一損俱損;而中小企業(yè)的未來戰(zhàn)略是柔性制造,需求散、難度高,與頭部客戶的規(guī)?;a需求差距較大。
面對柔性制造,既擁有豐富的行業(yè)應用經驗,又具備精密產品研發(fā)技術的廠商具有天然的優(yōu)勢,他們開始主動向柔性制造場景進行技術探索和項目落地,攜手合作伙伴共同開拓柔性制造藍海。
節(jié)卡獨創(chuàng)的柔性制造商業(yè)模型圖具有一定的參考意義,根據客戶群體關于“降低人力投入、提高產線效率、降低產線更新成本”的期望程度,把中國制造業(yè)按照產品的生命周期分為四大制造市場:
M1市場的產品生命周期長,以“年度”計量,如汽車整車、鋼鐵等;M2市場的產品生命周期適中,以“季度”計量,如小家電、消費電池、3C等;M3市場生命周期偏短,產線更新較快,以“月度”計量,如成衣等行業(yè);M4市場生命周期極短,以“周”計量,自動化程度低,主要依靠人工,如中小規(guī)模的金屬加工。
其中,M1及M2一小部分市場適用于一般工業(yè)機器人,并且是現(xiàn)有機器人集成商有能力服務的市場范圍。隨著自動化滲透率不斷提升,M1市場達到了高自動化率,自動化改造空間縮小。于是,行業(yè)開始關注以3C行業(yè)為代表的M2市場。
3C行業(yè)的競爭趨于激烈,集成商開始主動向更短生命周期市場拓展。這類市場的成本結構主要包括機器人本體、感知類原件的成本,以及包括安裝調試、人力在內的部署成本,再加上微薄的利潤,很大程度上已經決定了集成商的邊際成本。
基于此,包括節(jié)卡機器人在內的廠商下定決心自主研發(fā)協(xié)作機器人,同時也發(fā)布了自己的視覺產品,目的就是為了降低集成商的本體采購價格和感知類原件的采購價格。
從集成業(yè)務來說,客戶的需求趨于多元化,需要機器人自動化技術的同時,越來越重視生產信息化,這就要求集成商不但要掌握行業(yè)的生產工藝,更要精通行業(yè)的生產管理體系,這樣才能更好的服務客戶。
智能部件賦予柔性生產感知能力
實踐中可以發(fā)現(xiàn),機器視覺是在柔性產線中實現(xiàn)“感知”的重要一環(huán),機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。
以庫柏特此前發(fā)布的機器人高速柔性抓取解決方案CGrasp為例,CGrasp集“聰明的大腦、高速超清的眼睛、靈巧的手爪、柔性適配的手臂”于一身,集合了人工智能、3D視覺、力控等核心技術。
在操作中,作業(yè)人員僅需將物品簡單擺放在傳送帶或料框中,視覺系統(tǒng)便能判斷出物品的種類和位置,通過COMATRIX相機把信息傳遞給機器人大腦——CobotSys操作系統(tǒng),機器人便可完成定位拾取。
CGrasp的手爪——COHAND是一款融合了吸盤和柔性手指的智能末端夾具,柔性手指可以對物品進行輔助夾緊。COHAND的真空壓力傳感器及氣壓緩沖裝置,通過壓力檢測反饋實現(xiàn)抓取閉環(huán)控制,同時也可以保護被抓取物品。
再搭配上柔性適配的手臂,CGrasp的抓取速度每件只需4秒,準確率高達99%。移動式抓取系統(tǒng)讓用戶可隨時根據業(yè)務需求增減數(shù)量。
各類傳感器、機器視覺、力控打磨頭、激光跟蹤焊接、測量設備、物聯(lián)網等供應商緊密連接終端用戶、機器人制造商與系統(tǒng)集成商,賦予工業(yè)機器人“感知”能力,確保工業(yè)機器人安全、穩(wěn)定、易用等,快速實現(xiàn)客戶的需求。