机器人的热度不仅体现在高速增长的市场规模数字上,各级政府部门、相关企业、协会和联盟等主办的各路机器人大会或展览也是档期不断。
最近刷屏的世界机器人大会之后,8月27-29日,2017中国(广州)国际机器人、智能装备及制造技术展览会接连开幕。
据主办方中国机械工业集团有限公司总经理徐建介绍,本届展会展出面积达到5万平方米,比去年多了3万平方米。吸引了参展企业逾500家,比去年的多了一半多。展品范围涵盖机器人、机床及自动化装备、增材制造装备、VR/AR设备,以及智能装备和制造技术产业相关的新兴技术等。
参展企业数量增加反映了机器人企业总体数量的攀升。短短几年时间,我国机器人企业的数量已经超过了800家,尽管不乏低水平重复建设的困扰,但机器人带来的经济效益却是直观的。
在与展览同期举办的2017中国机器人产业创新峰会上,中国工业经济联合会会长、工业和信息化部原部长李毅中表示控制工程网版权所有,工业机器人制造企业销售利润率大多数在15%左右,远高于制造业6%的平均水平。更重要的是应用工业机器人显著提升了工作效率,溢出效应非常明显。广东不少企业投资回收年限一般只有两年,有的一年就可以收回。
市场现状:大蛋糕被国外企业切走
中国工业机器人市场发展较快,约占全球市场份额的1/3,是全球第一大工业机器人应用市场。工业机器人占机器人整体市场的67%,高于国际63%的水平。
加上近年来相继出台了《机器人产业发展规划2016-2020》等一系列政策文件,明确提出实现机器人关键零部件和高端产品的重大突破,实现机器人质量可靠性、市场占有率和龙头企业的大幅提升的要求。我国机器人产业规模快速扩展,最近五年基本保持20%以上的增速,今年1-7月共生产工业机器人7.16万台,同比增长57%。
但增速快的另一面是已经落后的起跑线。目前我国工业机器人密度(每万名工人使用工业机器人数量)偏低,目前我国制造业万名工人拥有的工业机器人只有40台。虽然这两年有所提高,但只有国际平均水平的一半多,不及发达国家的15%。根据《机器人产业发展规划(2016-2020年)》,到2020年实现工业机器人密度达到150以上,但也仅为目前韩国工业机器人密度的三分之一。
另外,李毅中表示,我国工业机器人产业发展快速,但始终存在着产业核心竞争力不强的问题。技术水平不够高,自主品牌率低,只占30%。国产工业机器人大多数是三轴到五轴,六轴以上的高端机器人,85%是国外的品牌,而且智能应用也只是刚刚起步。
对此,中国机械工业联合会副会长、原机械工业部总工程师朱森第也表达了他的担忧:“如果现在不把握市场,若干年之后,再要想夺回比较难,机器人产业发展的空间就比较小了。”
由于国产机器人目前精度、寿命、可靠性有较大的差距,影响了国内企业使用国产工业机器人的积极性。的确,从一些展会参展规模和记者曾经走访的一些智能车间的实际应用看,四大家族依旧在大行其道。
“我们会每年去参加一些机器人成果鉴定,但我有些心虚。”华南理工大学器械与汽车工程学院院长张宪民表示,在鉴定初期,国产机器人各项运动指标部分超过国外,但是使用一段时间后控制工程网版权所有,国产相关装备运动稳定性和可靠性表现远不如发达国家的同类装备控制工程网版权所有,这是目前的短板。
针对这些情况,与会专家也开出了“药方”。
李毅中表示,在鼓励国内企业使用国产机器人的同时,鼓励企业通过并购、参股控股、战略合作等方式,快速掌握国外先进技术,比如美的集团投资收购了德国库卡94.55%的股权。
朱森第认为,国产机器人应该在与外资的竞争中找到市场的缝隙,从传统领域逐渐渗透到目前被外资挤占的电子信息和汽车行业领域。“现在很多传统的制造领域工作环境恶劣,劳动强度比较大,作业品质又比较差,但这些领域恰恰是四大家族还没有关注的领域,比如卫浴、家具、铸件的打磨等等。”
在峰会现场,一家纺织服装智能物联设备制造集成商负责人告诉记者,目前其提供给客户的解决方案一直使用的是瑞士一家公司的机械臂,不过,他们考虑今年年内换成国产,因为性价比高。
可见国产机器人已经有所进步,根据中国机器人产业联盟最新数据,2016年国产多关节机器人销售加速,销量首次超过万台,为11756台,同比增长92.7%,增速已连续两年超过70%,占国产工业机器人总销量的40.4%,比上年提高12.9个百分点。
下一站:人机协作
在峰会上,“人机协作”继续成为讨论的热点。朱森第把“人机协作”作为国产机器人从工业机器人进化到智能机器人过程中的一个阶段。
虽然目前在很多工厂的装配线和焊装线上有很多机器人,完全不需要人干预就可以完成任务,自动化程度很高。但实际上,这只是机器人在根据预先植入的程序进行重复性工作,并不是智能。
目前来看,机器人的在线感知能力远低于人,难以接收抽象命令,难以与人高效交流。所以,在很多工业场景中,依靠工业机器人进行全自动生产比较困难。比如飞机装配很难像汽车装配一样在流水线上进行,包括飞机、船舶、航天领域等等,主要还是依靠人工。另外,劳动密集型制造业中许多手工工作机器人还没法胜任。
中国机器人产业联盟副秘书长郝玉成告诉记者,“协作”其实是一个比较笼统的概念,目前能够做到人与机器交替工作。也就是说,机器能够感知到人靠近并停止工作,待人完成工作离开感应距离,便可以自主恢复工作。人与机器一起工作暂时还做不到。要实现人机协作需要多种技术,包括人工智能和传感器等。
协作型机器人填补了全自动生产线与全手动装配生产线间的空白。早在2015年,ABB、优傲等就已经推出了几款人机协作机器人。协作型机器人相对轻巧,对于空间的需求也大幅降低,能够为企业减少许多安装或是厂房的成本。
郝玉成指出,在“人机协同”生产中,安全是比较重要的问题,所以常规的机器人是相对封闭的。
一般来说,在经过完整的风险安全评估后控制工程网版权所有,协作型机器人可在无护栏的情况下与员工近距离作业。以日本发那科一款协作机器人为例www.cechina.cn,其拥有高速工作和协作工作两种模式,可以随时进行切换。在安全距离内,一碰到人就会自动切换到安全模式,重复精度能够达到正负0.04mm。
在刚过去的世界机器人大会上,哈工大机器人集团也首次展出了自主研发的轻型柔性机械臂,能与人一起工作,一旦接触到人,会立即自动停止,保障工作者的安全。
“因为价格和可靠性等原因,协作机器人的应用还不普遍,其实还算是新产品。”郝玉成说,从安全角度看,标准也正在制定,机器人感应人的距离到底需要多远才是安全的尚没有统一答案。
尽管在应用中还存在许多需要验证的问题,但机器人已经在不断向智能迈步。
“无论是北京的世界机器人大会,还是广州的机器人展览,一个明显的特点是,工业机器人的智能比上一年有了明显提高。”李毅中说,如今人工智能已经开始应用到机器人领域,随着高性能、智能感知与控制技术,人机共融技术,高精度运动与姿态控制等关键技术、核心技术的研制、研发突破,工业机器人的智能将会得到明显提升。