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Copyright (c) 2012 機電產(chǎn)品交易網(wǎng) . 版權所有 皖I(lǐng)CP備12004440號-2
上世紀90年代，美國選擇了信息高速公路的科技發(fā)展戰略，而日本選擇了人工智能和機器人。經(jīng)過(guò)20年，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度遠遠超過(guò)機器人，而美國也站在了科技時(shí)代潮流的巔峰。
今天，互聯(lián)網(wǎng)依然是主流，然而越來(lái)越多的人士卻預測機器人和自動(dòng)化技術(shù)將是下一步改變世界的革命性技術(shù)。富士康100萬(wàn)臺機器人計劃就呼應了這一預測。機器人時(shí)代來(lái)臨毋庸置疑。那么，此時(shí)此刻，中國的產(chǎn)業(yè)界是否已經(jīng)做好準備？IT企業(yè)是否能使機器人更加智能化？賽迪智庫裝備工業(yè)研究所所長(cháng)左世全告訴記者，我國本土機器人企業(yè)掌握的技術(shù)成熟度還不夠，可靠性還要加強。來(lái)自四大機器人企業(yè)之一的ABB集團中國機器人事業(yè)部精密組裝部負責人張暉則告訴記者，工業(yè)機器人是一個(gè)機電一體化的行業(yè)，IT企業(yè)可以發(fā)展先進(jìn)的人工智能軟件系統。
中國需求正在激增
預計到2014年我國工業(yè)機器人需求量將達到3.2萬(wàn)臺，成為全球最大的需求國。
工業(yè)機器人通常由3個(gè)部份組成——機械系統、控制系統與智能系統。機械系統包含驅動(dòng)機構(如：液壓式、氣動(dòng)式及電動(dòng)式)及執行機構(由基座、腰部、臂部、腕部和手部組成)。手部又被稱(chēng)為末端執行器，視工作用途可以是夾爪、焊槍或噴嘴?？刂葡到y負責計算手部在工作上所需的空間坐標定位、配合基座、腰部、臂部與腕部上的關(guān)節軸組轉向，決定機器人的工作姿態(tài)。智能系統是通過(guò)計算機軟件運算，決定手部最佳的點(diǎn)對點(diǎn)或連續移動(dòng)路線(xiàn)，及進(jìn)行干涉分析以避免與工件、夾具和其他設備發(fā)生碰撞，并快速地輸出工作程序，指揮控制系統達成所需的工作效果。
西門(mén)子工業(yè)軟件(SiemensPLMSoftware)亞太區市場(chǎng)部數字化制造市場(chǎng)經(jīng)理雷偉鳴告訴記者，總體而言，今天的工業(yè)機器人是一個(gè)集成機電與計算機軟件的系統，企業(yè)須掌握良好的機械、伺服電機、精密減速器和傳感器系統的工程設計及分析能力，掌握綜合的計算機仿真、可視化和編程實(shí)力，并充分了解應用行業(yè)的工作準則及需求。
我國工業(yè)機器人起步于上世紀70年代初期，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：70年代的萌芽期，80年代的開(kāi)發(fā)期和90年代的適用化期。從開(kāi)展工業(yè)機器人研究至今，中國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)在不斷進(jìn)步中。
近些年，我國先后涌現出新松機器人、博實(shí)自動(dòng)化、埃夫特(奇瑞裝備)、巨一焊接、廣州數控、沃迪、青島軟控等近60家從事工業(yè)機器人生產(chǎn)的企業(yè)，但產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化應用程度較低，多數處于幾十臺的生產(chǎn)規模。
就應用情況來(lái)看，近3年市場(chǎng)需求激增，并且由汽車(chē)產(chǎn)業(yè)向電力和電子、機床、化工等諸多領(lǐng)域拓展，市場(chǎng)需求空間大。2010年開(kāi)始我國工業(yè)機器人需求量激增，比2009年增加了1.7倍，2011年比2010年增加51%，預計到2014年需求量將達到3.2萬(wàn)臺，成為全球最大的需求國。這主要是因為我國勞動(dòng)成本快速上漲，一些企業(yè)開(kāi)始用工業(yè)機器人替代人工。
國外品牌占據大部分市場(chǎng)
中國80%的市場(chǎng)份額被ABB、FANUC、安川和KUKA四大企業(yè)占據。
近年，機器人的普及化應用，已經(jīng)由初期的單一機器人工作單元，發(fā)展為多個(gè)機器人的工作群組，甚至能組成完成整個(gè)制造流程的生產(chǎn)線(xiàn)。
談到國際國內的差距，雷偉鳴告訴記者，國際與中國市場(chǎng)對機器人性能的關(guān)注都有共同點(diǎn)，如工作空間大、速度快、響應時(shí)間短、精度與可靠度高、自重輕、持重大、靈活性高、操作者界面改進(jìn)、模組化、離線(xiàn)編程(OLP)、節能、操作成本相對低等條件。
但是，由于人工勞動(dòng)力成本的差異，中國市場(chǎng)對應用機器人執行生產(chǎn)工作時(shí)，仍會(huì )使用人工進(jìn)行上料、下料及堆垛的工作，造成自動(dòng)化水平不夠高以及機器人與人工勞動(dòng)力比例較國外市場(chǎng)偏低等現象。據國際機器人聯(lián)合會(huì )數據顯示，中國2011年的這一數字是21臺，國際平均水平是55臺，其中美國是135臺，德國是251臺，日本是339臺，韓國是347臺。
而在中國市場(chǎng)上，日本及歐洲品牌的機器人產(chǎn)品占據了大部分份額。據了解，中國市場(chǎng)80%的市場(chǎng)份額是被ABB、FANUC、安川和KUKA四大企業(yè)占據。雷偉鳴分析認為，這些國外品牌藉著(zhù)較早起步的技術(shù)優(yōu)勢和實(shí)踐經(jīng)驗，機器人的性能，尤其是控制系統、智能化與網(wǎng)絡(luò )化等性能都較中國產(chǎn)品領(lǐng)先。而中國本地開(kāi)發(fā)的機器人產(chǎn)品性能限于關(guān)節型裝、點(diǎn)、搬運、碼垛機器人等系列產(chǎn)品，欠缺其自主性，如零件加工精度不夠高、關(guān)鍵部件幾乎全靠進(jìn)口、研發(fā)力量零散而不連續、有影響力的本地大企業(yè)對自主研發(fā)熱情不高、生產(chǎn)批量少等因素，都阻礙著(zhù)中國機器人產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
IT機會(huì )在于集成合作
機器人控制系統將向著(zhù)基于PC機的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展。
工業(yè)機器人涉及技術(shù)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域，而其控制系統堪稱(chēng)“大腦”，也是IT企業(yè)可能有所作為的地方。
控制系統是決定機器人功能和性能的主要因素，它的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機器人在工作空間中的運動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。模塊化、層次化的控制器軟件系統、機器人的故障診斷與安全維護技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )化機器人控制器技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)直接影響到工業(yè)機器人的速度、控制精度與可靠性。眼下，機器人控制系統將向著(zhù)基于PC機的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡(luò )化，伺服驅動(dòng)技術(shù)的數字化和分散化，多傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化，以及工作環(huán)境設計的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化。國際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應商協(xié)會(huì )秘書(shū)長(cháng)羅百輝認為，軟件企業(yè)或IT企業(yè)在工業(yè)機器人領(lǐng)域的發(fā)展機遇，主要是針對控制系統與智能系統的自主發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)化平臺，扶持自主品牌整機企業(yè)，以規?；瘧脦?dòng)持續研發(fā)，尋求技術(shù)突破。這些IT企業(yè)會(huì )碰到的難題包括制定與普及產(chǎn)業(yè)化平臺的標準，機電與軟件的系統集成，智能化地提高零件加工的公差精度，提高工程團隊的協(xié)同工作能力，形成自主的產(chǎn)業(yè)鏈架構，從而擺脫依賴(lài)進(jìn)口技術(shù)的束縛。
美國新澤西技術(shù)學(xué)院(NJIT)機械及工業(yè)工程系教授PaulG.Ranky博士表示，軟件和復雜的機器人系統不能真正分開(kāi)。雖然也有一些機會(huì )去創(chuàng )造機器人程序設計和仿真工具，或質(zhì)量評估和控制軟件工具，以及為工業(yè)機器人系統而設的其他工具，但是高級工業(yè)機器人是復雜的系統，是由硬件和軟件與設備和諸如傳感器網(wǎng)絡(luò )、視覺(jué)系統、其他高級工業(yè)機器人和工廠(chǎng)控制自動(dòng)化系統等其他系統緊密集成的，所以軟件不能被真正分開(kāi)。
Paul建議，應該看看哪些是最好的工業(yè)機器人設計和制造公司，與他們聯(lián)系合作，精心設計集成系統和更多新的應用程序。許多人錯誤地認為，復制軟件就能解決問(wèn)題。但唯一的解決方案是基于適當的協(xié)議，在共同的道德認識和國際版權、設計權法律的基礎上，與這些領(lǐng)先的公司開(kāi)展合作，并一起創(chuàng )建新的系統。
ABB集團中國機器人事業(yè)部精密組裝部負責人張暉也表示，機器人對于IT行業(yè)來(lái)說(shuō)也許是一個(gè)機會(huì )，但是IT企業(yè)制造機器人的優(yōu)勢不明顯，因為他們缺乏相關(guān)的機電知識，對于機器人控制和零部件構造的了解也很有限，這些都限制了IT企業(yè)參與工業(yè)機器人的研發(fā)和制造。IT企業(yè)可以發(fā)展先進(jìn)的人工智能軟件系統，但是目前這些系統對于制造工業(yè)機器人的貢獻還很有限。
企業(yè)觀(guān)點(diǎn)
ABB集團中國機器人事業(yè)部精密組裝部負責人張暉
使用機器人可顯著(zhù)提高生產(chǎn)效率
廣義來(lái)說(shuō)，顧名思義，工業(yè)機器人最常用于工業(yè)制造領(lǐng)域，適合各種工作。其中應用最多的是汽車(chē)行業(yè)和食品飲料行業(yè)。機器人在汽車(chē)制造中的焊接、噴涂、動(dòng)力總成等工藝中已有很多應用。在食品飲料工業(yè)，機器人通常用來(lái)代替人工進(jìn)行拾料、碼垛和包裝等作業(yè)。
比如今年年初和我們簽訂訂單的一家國內知名乳液集團，他們生產(chǎn)乳品的生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)量大、產(chǎn)速高，需要大量工人將包裝好的乳品從生產(chǎn)線(xiàn)上撿拾、碼放到包裝箱里。整個(gè)過(guò)程勞動(dòng)強度大，但是工作內容又十分繁瑣和枯燥，因此工人流失率非常高。對于企業(yè)來(lái)說(shuō)，頻繁的招工會(huì )帶來(lái)額外的成本，培訓新工人成長(cháng)為熟練工也需要一定的時(shí)間，同時(shí)，季節性的招工荒對于企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的正常開(kāi)展影響也非常大。
我們的項目團隊在實(shí)地考察了生產(chǎn)情況后，為客戶(hù)量身定制了一套機器人解決方案。我們利用機器手靈活地模擬人手將乳品從流動(dòng)的生產(chǎn)線(xiàn)上分揀裝箱。這樣的好處是，相較于不同工人有不同的操作手法，機器人每次拾料的數量和碼放的路徑可以固定下來(lái)，這樣可以確保生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)時(shí)間，既方便企業(yè)控制質(zhì)量和產(chǎn)量，也利于他們做生產(chǎn)統計。
在一些需要重勞力的傳統領(lǐng)域，使用機器人可以顯著(zhù)地提高企業(yè)生產(chǎn)效率，減少工人的勞動(dòng)負擔。
需要指出的是，近年來(lái)，電子行業(yè)使用機器人的比例也在逐漸增高，正在成為一個(gè)非常重要的業(yè)務(wù)部分。機器人目前比較集中于手機外殼等零部件的加工處理和整機總裝。這些工藝需要很大的人耗，又因為步驟重復容易讓工人工作心情低落，進(jìn)而影響生產(chǎn)質(zhì)量的穩定性。機器人的引入可以將人從危險、枯燥和辛苦的工作中解放出來(lái)，從事更有價(jià)值的工作。
簡(jiǎn)而言之，機器人的應用十分廣泛，在離散制造領(lǐng)域，比如3C行業(yè)，機器人多參與制造環(huán)節；在過(guò)程制造領(lǐng)域，比如化工行業(yè)，機器人多參加碼垛包裝等后端環(huán)節。我們期待未來(lái)在越來(lái)越多的領(lǐng)域看到工業(yè)機器人的身影。
西門(mén)子工業(yè)軟件亞太區市場(chǎng)部數字化制造市場(chǎng)經(jīng)理雷偉鳴
機器人可變程序實(shí)現“柔性生產(chǎn)”
應用工業(yè)機械人的可變程序特性，可以解決多品種、中小批量生產(chǎn)或混流生產(chǎn)的自動(dòng)化難題，實(shí)現“柔性生產(chǎn)”的概念。并且，機器人可以確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性、均勻性與一致性，并能節省材料和能源，提高產(chǎn)品的競爭力。此外，機器人也會(huì )用于高溫、噪音、粉塵、有毒、輻射、危險的環(huán)境下，進(jìn)行一些單調或重復性的工作，彌補人工勞動(dòng)力的不足。
西門(mén)子工業(yè)軟件的Tecnomatix機器人及自動(dòng)化設備規劃軟件使制造企業(yè)能夠通過(guò)虛擬方法，完成機器人及自動(dòng)化系統，包括具有可變生產(chǎn)組合的高度自動(dòng)化工廠(chǎng)的開(kāi)發(fā)、仿真及試運行。多個(gè)工程專(zhuān)業(yè)可利用此虛擬環(huán)境，規劃并驗證從一個(gè)工作單元到整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的制造系統。TecnomatixProcessSimulate技術(shù)通過(guò)支持系統層面的生產(chǎn)工裝設備離線(xiàn)驗證，實(shí)現虛擬試生產(chǎn)。
Tecnomatix機器人及自動(dòng)化設備規劃方案使制造企業(yè)不論使用生產(chǎn)單個(gè)產(chǎn)品的專(zhuān)用生產(chǎn)線(xiàn)，還是使用混線(xiàn)模式的生產(chǎn)設施，均能夠縮短新產(chǎn)品的上市時(shí)間。此方案可應用于由機器人、人工及其他設施組成的生產(chǎn)系統。這個(gè)強大的解決方案可以幫助制造企業(yè)提高生產(chǎn)能力，滿(mǎn)足更高的質(zhì)量目標，并優(yōu)化車(chē)間配置及利用率。
Tecnomatix機器人及自動(dòng)化設備規劃方案讓制造企業(yè)能夠利用一個(gè)協(xié)同化的3D環(huán)境，當構建完整的制造系統時(shí)，多位工程師就能夠彼此共享他們的工作單元設計，工程團隊就可以對設計變更進(jìn)行快速響應，同時(shí)制定工作單元及生產(chǎn)線(xiàn)的構建決策。
此外，這個(gè)方案提供基于事件的仿真和驗證功能，讓工程團隊能夠利用PLC設備，反映出實(shí)際車(chē)間中安裝的部件。這些虛擬設備的響應方式與對應的仿真就更一致與精確，同時(shí)大幅地縮短了量產(chǎn)的準備時(shí)間。它還能模仿不同機器人制造商的編程控制器，確保精確的編程、節拍時(shí)間及機器人軌跡。圖形化的用戶(hù)界面讓工程師可完全控制驗證中的信號。仿真功能使工程團隊更易發(fā)現變更，并通過(guò)可視化的方法把信息傳達給各個(gè)隊員。
應用范圍
工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調、頻繁和重復的長(cháng)時(shí)間作業(yè)，或是危險、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工和簡(jiǎn)單裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門(mén)中，完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。
應用領(lǐng)域
隨著(zhù)工業(yè)機器人向更深更廣的方向發(fā)展以及機器人智能化水平的提高，機器人的應用范圍還在不斷地擴大，已從汽車(chē)制造業(yè)推廣到其他制造業(yè)，進(jìn)而推廣到諸如采礦機器人、建筑業(yè)機器人以及水電系統維護維修機器人等各種非制造行業(yè)。此外，在國防軍事、醫療衛生、生活服務(wù)等領(lǐng)域機器人的應用也越來(lái)越多，如無(wú)人偵察機(飛行器)、警備機器人、醫療機器人、家政服務(wù)機器人等均有應用實(shí)例。
國內應用現狀
目前，中國工業(yè)機器人正在呈爆發(fā)式增長(cháng)。相比較2010年，2011年的工業(yè)機器人銷(xiāo)售量增加了51%，達到22600部。其中，2006年至2011年間，工業(yè)機器人年度供應量增加了4倍。在工業(yè)機器人50年的發(fā)展歷史中，中國工業(yè)機器人的增長(cháng)速度無(wú)人能及，中國將會(huì )成為工業(yè)機器人第一大消費國，并將做到“廠(chǎng)廠(chǎng)都有機器人，家家都有機器人”。
技術(shù)發(fā)展方向
未來(lái)會(huì )向智能機器人發(fā)展。機器人的生產(chǎn)，機器人機構是載體，更多地取決于功能內涵。機器人水平高低取決于控制、軟件、智能等技術(shù)。沒(méi)智能的機器人只是低端機器人。
機器人的未來(lái)發(fā)展需要信息化、網(wǎng)絡(luò )化支撐，依賴(lài)于控制技術(shù)、傳感技術(shù)的發(fā)展。未來(lái)的工業(yè)機器人將是典型的物聯(lián)產(chǎn)品?？刂?、微電子、傳感、新材料等技術(shù)的發(fā)展，都將為智能機器人提供基礎條件。在這些機器人相關(guān)支撐技術(shù)發(fā)展后，機器人專(zhuān)家再研究如何融合創(chuàng )新，讓機器人向智能機器人發(fā)展。
我國未來(lái)工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)有：第一，危險、惡劣環(huán)境作業(yè)機器人，主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人；第二，醫用機器人，主要有腦外科手術(shù)輔助機器人，遙控操作輔助正骨等；第三，仿生機器人，主要有移動(dòng)機器人、網(wǎng)絡(luò )遙控操作機器人等。其發(fā)展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。
今天，互聯(lián)網(wǎng)依然是主流，然而越來(lái)越多的人士卻預測機器人和自動(dòng)化技術(shù)將是下一步改變世界的革命性技術(shù)。富士康100萬(wàn)臺機器人計劃就呼應了這一預測。機器人時(shí)代來(lái)臨毋庸置疑。那么，此時(shí)此刻，中國的產(chǎn)業(yè)界是否已經(jīng)做好準備？IT企業(yè)是否能使機器人更加智能化？賽迪智庫裝備工業(yè)研究所所長(cháng)左世全告訴記者，我國本土機器人企業(yè)掌握的技術(shù)成熟度還不夠，可靠性還要加強。來(lái)自四大機器人企業(yè)之一的ABB集團中國機器人事業(yè)部精密組裝部負責人張暉則告訴記者，工業(yè)機器人是一個(gè)機電一體化的行業(yè)，IT企業(yè)可以發(fā)展先進(jìn)的人工智能軟件系統。
中國需求正在激增
預計到2014年我國工業(yè)機器人需求量將達到3.2萬(wàn)臺，成為全球最大的需求國。
工業(yè)機器人通常由3個(gè)部份組成——機械系統、控制系統與智能系統。機械系統包含驅動(dòng)機構(如：液壓式、氣動(dòng)式及電動(dòng)式)及執行機構(由基座、腰部、臂部、腕部和手部組成)。手部又被稱(chēng)為末端執行器，視工作用途可以是夾爪、焊槍或噴嘴?？刂葡到y負責計算手部在工作上所需的空間坐標定位、配合基座、腰部、臂部與腕部上的關(guān)節軸組轉向，決定機器人的工作姿態(tài)。智能系統是通過(guò)計算機軟件運算，決定手部最佳的點(diǎn)對點(diǎn)或連續移動(dòng)路線(xiàn)，及進(jìn)行干涉分析以避免與工件、夾具和其他設備發(fā)生碰撞，并快速地輸出工作程序，指揮控制系統達成所需的工作效果。
西門(mén)子工業(yè)軟件(SiemensPLMSoftware)亞太區市場(chǎng)部數字化制造市場(chǎng)經(jīng)理雷偉鳴告訴記者，總體而言，今天的工業(yè)機器人是一個(gè)集成機電與計算機軟件的系統，企業(yè)須掌握良好的機械、伺服電機、精密減速器和傳感器系統的工程設計及分析能力，掌握綜合的計算機仿真、可視化和編程實(shí)力，并充分了解應用行業(yè)的工作準則及需求。
我國工業(yè)機器人起步于上世紀70年代初期，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：70年代的萌芽期，80年代的開(kāi)發(fā)期和90年代的適用化期。從開(kāi)展工業(yè)機器人研究至今，中國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)在不斷進(jìn)步中。
近些年，我國先后涌現出新松機器人、博實(shí)自動(dòng)化、埃夫特(奇瑞裝備)、巨一焊接、廣州數控、沃迪、青島軟控等近60家從事工業(yè)機器人生產(chǎn)的企業(yè)，但產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化應用程度較低，多數處于幾十臺的生產(chǎn)規模。
就應用情況來(lái)看，近3年市場(chǎng)需求激增，并且由汽車(chē)產(chǎn)業(yè)向電力和電子、機床、化工等諸多領(lǐng)域拓展，市場(chǎng)需求空間大。2010年開(kāi)始我國工業(yè)機器人需求量激增，比2009年增加了1.7倍，2011年比2010年增加51%，預計到2014年需求量將達到3.2萬(wàn)臺，成為全球最大的需求國。這主要是因為我國勞動(dòng)成本快速上漲，一些企業(yè)開(kāi)始用工業(yè)機器人替代人工。
國外品牌占據大部分市場(chǎng)
中國80%的市場(chǎng)份額被ABB、FANUC、安川和KUKA四大企業(yè)占據。
近年，機器人的普及化應用，已經(jīng)由初期的單一機器人工作單元，發(fā)展為多個(gè)機器人的工作群組，甚至能組成完成整個(gè)制造流程的生產(chǎn)線(xiàn)。
談到國際國內的差距，雷偉鳴告訴記者，國際與中國市場(chǎng)對機器人性能的關(guān)注都有共同點(diǎn)，如工作空間大、速度快、響應時(shí)間短、精度與可靠度高、自重輕、持重大、靈活性高、操作者界面改進(jìn)、模組化、離線(xiàn)編程(OLP)、節能、操作成本相對低等條件。
但是，由于人工勞動(dòng)力成本的差異，中國市場(chǎng)對應用機器人執行生產(chǎn)工作時(shí)，仍會(huì )使用人工進(jìn)行上料、下料及堆垛的工作，造成自動(dòng)化水平不夠高以及機器人與人工勞動(dòng)力比例較國外市場(chǎng)偏低等現象。據國際機器人聯(lián)合會(huì )數據顯示，中國2011年的這一數字是21臺，國際平均水平是55臺，其中美國是135臺，德國是251臺，日本是339臺，韓國是347臺。
而在中國市場(chǎng)上，日本及歐洲品牌的機器人產(chǎn)品占據了大部分份額。據了解，中國市場(chǎng)80%的市場(chǎng)份額是被ABB、FANUC、安川和KUKA四大企業(yè)占據。雷偉鳴分析認為，這些國外品牌藉著(zhù)較早起步的技術(shù)優(yōu)勢和實(shí)踐經(jīng)驗，機器人的性能，尤其是控制系統、智能化與網(wǎng)絡(luò )化等性能都較中國產(chǎn)品領(lǐng)先。而中國本地開(kāi)發(fā)的機器人產(chǎn)品性能限于關(guān)節型裝、點(diǎn)、搬運、碼垛機器人等系列產(chǎn)品，欠缺其自主性，如零件加工精度不夠高、關(guān)鍵部件幾乎全靠進(jìn)口、研發(fā)力量零散而不連續、有影響力的本地大企業(yè)對自主研發(fā)熱情不高、生產(chǎn)批量少等因素，都阻礙著(zhù)中國機器人產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
IT機會(huì )在于集成合作
機器人控制系統將向著(zhù)基于PC機的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展。
工業(yè)機器人涉及技術(shù)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域，而其控制系統堪稱(chēng)“大腦”，也是IT企業(yè)可能有所作為的地方。
控制系統是決定機器人功能和性能的主要因素，它的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機器人在工作空間中的運動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。模塊化、層次化的控制器軟件系統、機器人的故障診斷與安全維護技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )化機器人控制器技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)直接影響到工業(yè)機器人的速度、控制精度與可靠性。眼下，機器人控制系統將向著(zhù)基于PC機的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡(luò )化，伺服驅動(dòng)技術(shù)的數字化和分散化，多傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化，以及工作環(huán)境設計的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化。國際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應商協(xié)會(huì )秘書(shū)長(cháng)羅百輝認為，軟件企業(yè)或IT企業(yè)在工業(yè)機器人領(lǐng)域的發(fā)展機遇，主要是針對控制系統與智能系統的自主發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)化平臺，扶持自主品牌整機企業(yè)，以規?；瘧脦?dòng)持續研發(fā)，尋求技術(shù)突破。這些IT企業(yè)會(huì )碰到的難題包括制定與普及產(chǎn)業(yè)化平臺的標準，機電與軟件的系統集成，智能化地提高零件加工的公差精度，提高工程團隊的協(xié)同工作能力，形成自主的產(chǎn)業(yè)鏈架構，從而擺脫依賴(lài)進(jìn)口技術(shù)的束縛。
美國新澤西技術(shù)學(xué)院(NJIT)機械及工業(yè)工程系教授PaulG.Ranky博士表示，軟件和復雜的機器人系統不能真正分開(kāi)。雖然也有一些機會(huì )去創(chuàng )造機器人程序設計和仿真工具，或質(zhì)量評估和控制軟件工具，以及為工業(yè)機器人系統而設的其他工具，但是高級工業(yè)機器人是復雜的系統，是由硬件和軟件與設備和諸如傳感器網(wǎng)絡(luò )、視覺(jué)系統、其他高級工業(yè)機器人和工廠(chǎng)控制自動(dòng)化系統等其他系統緊密集成的，所以軟件不能被真正分開(kāi)。
Paul建議，應該看看哪些是最好的工業(yè)機器人設計和制造公司，與他們聯(lián)系合作，精心設計集成系統和更多新的應用程序。許多人錯誤地認為，復制軟件就能解決問(wèn)題。但唯一的解決方案是基于適當的協(xié)議，在共同的道德認識和國際版權、設計權法律的基礎上，與這些領(lǐng)先的公司開(kāi)展合作，并一起創(chuàng )建新的系統。
ABB集團中國機器人事業(yè)部精密組裝部負責人張暉也表示，機器人對于IT行業(yè)來(lái)說(shuō)也許是一個(gè)機會(huì )，但是IT企業(yè)制造機器人的優(yōu)勢不明顯，因為他們缺乏相關(guān)的機電知識，對于機器人控制和零部件構造的了解也很有限，這些都限制了IT企業(yè)參與工業(yè)機器人的研發(fā)和制造。IT企業(yè)可以發(fā)展先進(jìn)的人工智能軟件系統，但是目前這些系統對于制造工業(yè)機器人的貢獻還很有限。
企業(yè)觀(guān)點(diǎn)
ABB集團中國機器人事業(yè)部精密組裝部負責人張暉
使用機器人可顯著(zhù)提高生產(chǎn)效率
廣義來(lái)說(shuō)，顧名思義，工業(yè)機器人最常用于工業(yè)制造領(lǐng)域，適合各種工作。其中應用最多的是汽車(chē)行業(yè)和食品飲料行業(yè)。機器人在汽車(chē)制造中的焊接、噴涂、動(dòng)力總成等工藝中已有很多應用。在食品飲料工業(yè)，機器人通常用來(lái)代替人工進(jìn)行拾料、碼垛和包裝等作業(yè)。
比如今年年初和我們簽訂訂單的一家國內知名乳液集團，他們生產(chǎn)乳品的生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)量大、產(chǎn)速高，需要大量工人將包裝好的乳品從生產(chǎn)線(xiàn)上撿拾、碼放到包裝箱里。整個(gè)過(guò)程勞動(dòng)強度大，但是工作內容又十分繁瑣和枯燥，因此工人流失率非常高。對于企業(yè)來(lái)說(shuō)，頻繁的招工會(huì )帶來(lái)額外的成本，培訓新工人成長(cháng)為熟練工也需要一定的時(shí)間，同時(shí)，季節性的招工荒對于企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的正常開(kāi)展影響也非常大。
我們的項目團隊在實(shí)地考察了生產(chǎn)情況后，為客戶(hù)量身定制了一套機器人解決方案。我們利用機器手靈活地模擬人手將乳品從流動(dòng)的生產(chǎn)線(xiàn)上分揀裝箱。這樣的好處是，相較于不同工人有不同的操作手法，機器人每次拾料的數量和碼放的路徑可以固定下來(lái)，這樣可以確保生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)時(shí)間，既方便企業(yè)控制質(zhì)量和產(chǎn)量，也利于他們做生產(chǎn)統計。
在一些需要重勞力的傳統領(lǐng)域，使用機器人可以顯著(zhù)地提高企業(yè)生產(chǎn)效率，減少工人的勞動(dòng)負擔。
需要指出的是，近年來(lái)，電子行業(yè)使用機器人的比例也在逐漸增高，正在成為一個(gè)非常重要的業(yè)務(wù)部分。機器人目前比較集中于手機外殼等零部件的加工處理和整機總裝。這些工藝需要很大的人耗，又因為步驟重復容易讓工人工作心情低落，進(jìn)而影響生產(chǎn)質(zhì)量的穩定性。機器人的引入可以將人從危險、枯燥和辛苦的工作中解放出來(lái)，從事更有價(jià)值的工作。
簡(jiǎn)而言之，機器人的應用十分廣泛，在離散制造領(lǐng)域，比如3C行業(yè)，機器人多參與制造環(huán)節；在過(guò)程制造領(lǐng)域，比如化工行業(yè)，機器人多參加碼垛包裝等后端環(huán)節。我們期待未來(lái)在越來(lái)越多的領(lǐng)域看到工業(yè)機器人的身影。
西門(mén)子工業(yè)軟件亞太區市場(chǎng)部數字化制造市場(chǎng)經(jīng)理雷偉鳴
機器人可變程序實(shí)現“柔性生產(chǎn)”
應用工業(yè)機械人的可變程序特性，可以解決多品種、中小批量生產(chǎn)或混流生產(chǎn)的自動(dòng)化難題，實(shí)現“柔性生產(chǎn)”的概念。并且，機器人可以確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性、均勻性與一致性，并能節省材料和能源，提高產(chǎn)品的競爭力。此外，機器人也會(huì )用于高溫、噪音、粉塵、有毒、輻射、危險的環(huán)境下，進(jìn)行一些單調或重復性的工作，彌補人工勞動(dòng)力的不足。
西門(mén)子工業(yè)軟件的Tecnomatix機器人及自動(dòng)化設備規劃軟件使制造企業(yè)能夠通過(guò)虛擬方法，完成機器人及自動(dòng)化系統，包括具有可變生產(chǎn)組合的高度自動(dòng)化工廠(chǎng)的開(kāi)發(fā)、仿真及試運行。多個(gè)工程專(zhuān)業(yè)可利用此虛擬環(huán)境，規劃并驗證從一個(gè)工作單元到整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的制造系統。TecnomatixProcessSimulate技術(shù)通過(guò)支持系統層面的生產(chǎn)工裝設備離線(xiàn)驗證，實(shí)現虛擬試生產(chǎn)。
Tecnomatix機器人及自動(dòng)化設備規劃方案使制造企業(yè)不論使用生產(chǎn)單個(gè)產(chǎn)品的專(zhuān)用生產(chǎn)線(xiàn)，還是使用混線(xiàn)模式的生產(chǎn)設施，均能夠縮短新產(chǎn)品的上市時(shí)間。此方案可應用于由機器人、人工及其他設施組成的生產(chǎn)系統。這個(gè)強大的解決方案可以幫助制造企業(yè)提高生產(chǎn)能力，滿(mǎn)足更高的質(zhì)量目標，并優(yōu)化車(chē)間配置及利用率。
Tecnomatix機器人及自動(dòng)化設備規劃方案讓制造企業(yè)能夠利用一個(gè)協(xié)同化的3D環(huán)境，當構建完整的制造系統時(shí)，多位工程師就能夠彼此共享他們的工作單元設計，工程團隊就可以對設計變更進(jìn)行快速響應，同時(shí)制定工作單元及生產(chǎn)線(xiàn)的構建決策。
此外，這個(gè)方案提供基于事件的仿真和驗證功能，讓工程團隊能夠利用PLC設備，反映出實(shí)際車(chē)間中安裝的部件。這些虛擬設備的響應方式與對應的仿真就更一致與精確，同時(shí)大幅地縮短了量產(chǎn)的準備時(shí)間。它還能模仿不同機器人制造商的編程控制器，確保精確的編程、節拍時(shí)間及機器人軌跡。圖形化的用戶(hù)界面讓工程師可完全控制驗證中的信號。仿真功能使工程團隊更易發(fā)現變更，并通過(guò)可視化的方法把信息傳達給各個(gè)隊員。
應用范圍
工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調、頻繁和重復的長(cháng)時(shí)間作業(yè)，或是危險、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工和簡(jiǎn)單裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門(mén)中，完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。
應用領(lǐng)域
隨著(zhù)工業(yè)機器人向更深更廣的方向發(fā)展以及機器人智能化水平的提高，機器人的應用范圍還在不斷地擴大，已從汽車(chē)制造業(yè)推廣到其他制造業(yè)，進(jìn)而推廣到諸如采礦機器人、建筑業(yè)機器人以及水電系統維護維修機器人等各種非制造行業(yè)。此外，在國防軍事、醫療衛生、生活服務(wù)等領(lǐng)域機器人的應用也越來(lái)越多，如無(wú)人偵察機(飛行器)、警備機器人、醫療機器人、家政服務(wù)機器人等均有應用實(shí)例。
國內應用現狀
目前，中國工業(yè)機器人正在呈爆發(fā)式增長(cháng)。相比較2010年，2011年的工業(yè)機器人銷(xiāo)售量增加了51%，達到22600部。其中，2006年至2011年間，工業(yè)機器人年度供應量增加了4倍。在工業(yè)機器人50年的發(fā)展歷史中，中國工業(yè)機器人的增長(cháng)速度無(wú)人能及，中國將會(huì )成為工業(yè)機器人第一大消費國，并將做到“廠(chǎng)廠(chǎng)都有機器人，家家都有機器人”。
技術(shù)發(fā)展方向
未來(lái)會(huì )向智能機器人發(fā)展。機器人的生產(chǎn)，機器人機構是載體，更多地取決于功能內涵。機器人水平高低取決于控制、軟件、智能等技術(shù)。沒(méi)智能的機器人只是低端機器人。
機器人的未來(lái)發(fā)展需要信息化、網(wǎng)絡(luò )化支撐，依賴(lài)于控制技術(shù)、傳感技術(shù)的發(fā)展。未來(lái)的工業(yè)機器人將是典型的物聯(lián)產(chǎn)品?？刂?、微電子、傳感、新材料等技術(shù)的發(fā)展，都將為智能機器人提供基礎條件。在這些機器人相關(guān)支撐技術(shù)發(fā)展后，機器人專(zhuān)家再研究如何融合創(chuàng )新，讓機器人向智能機器人發(fā)展。
我國未來(lái)工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)有：第一，危險、惡劣環(huán)境作業(yè)機器人，主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人；第二，醫用機器人，主要有腦外科手術(shù)輔助機器人，遙控操作輔助正骨等；第三，仿生機器人，主要有移動(dòng)機器人、網(wǎng)絡(luò )遙控操作機器人等。其發(fā)展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。
