機器人廣泛應(yīng)用于制造業(yè)各領(lǐng)域

時間:2014-04-18

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:在歐美和日本,機器人已經(jīng)從產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段進入了智能化發(fā)展階段,機器人的操控越來越簡單,不需要人示教甚至不需要高級技術(shù)人員來操作即可完成。

2014年年初,在位于成都的沃爾沃汽車生產(chǎn)基地里,橘紅色的細臂機器人正在給一臺臺汽車打膠。由于水性膠具有較高腐蝕性,同時對溫度和壓力較為敏感,這項工作并不適合由人力來完成。在大洋彼岸的西班牙空客工廠,黑白相間的人形機器人則在生產(chǎn)線上從事組裝工作。這些工作通常是一些重復(fù)性動作,使用機器人可以讓擁有更高技能的工人投入到價值更高的工作中去。在富士康的工廠里,一些崗位,例如組裝線的初期工序,機器人替代率已經(jīng)達到70%。

越來越多的企業(yè)開始用機器人取代人,從事各種生產(chǎn)工作,從而促使機器人行業(yè)迎來了一波發(fā)展的高潮。隨著包括谷歌和亞馬遜在內(nèi)的非傳統(tǒng)機器人制造企業(yè)的加入,未來機器人不再僅僅是扮演替代勞動力的角色,其將更為智能化。在李嘉誠看來,科技會令生產(chǎn)過程不斷優(yōu)化,產(chǎn)品可以憑借自動化技術(shù)制造出來,再通過人工智能技術(shù)為制造過程注入“思想”,從而改善生產(chǎn)。

成本優(yōu)勢推動行業(yè)步入黃金期

國際機器人聯(lián)合會統(tǒng)計,2005-2012年,全球工業(yè)機器人的年均銷售增長率為9%,同期中國工業(yè)機器人的年均銷售增長率達到25%;2014年全球新安裝工業(yè)機器人將達到16.67萬臺,其中中國的工業(yè)機器人年裝機量將超過日本,達到3.2萬臺,約占世界總量的20%,成為全球最大的機器人市場。不過,中國的機器人密度仍然較低,2011年僅為每萬人21臺,不到世界平均水平的每萬人55臺。

之所以有越來越多的企業(yè)選擇機器人來部分替代人的工作,一個重要原因是不斷上升的人力成本已經(jīng)逐漸超過使用機器人的成本。統(tǒng)計顯示,中國制造業(yè)的工資水平以每年10-20%的速度增長,沿海城市的制造業(yè)工資水平達到每月2500-3000元,遠遠高于越南和印度。與此同時,隨著技術(shù)的成熟和改進,機器人價格卻以每年4%的速度下降。

此消彼長之下,用工人還不如用機器人劃算成為了擺在企業(yè)主面前的事實。在富士康,上板、撤板等工作乏味且費力,而一臺機器人可以取代3個工人。這種機器人的成本僅為10萬元出頭,使用壽命大約是3-4年,上崗后所需的維護費也不高,而3個工人一年的工資福利支出達15萬元以上。換句話說,使用機器人1年,即可收回成本。

在成本更具優(yōu)勢的大前提下,機器人完全可以完成一些人類不適合或不愿意去完成的工作。例如在具有較高腐蝕性或者甲醛濃度高的工作環(huán)境下,顯然機器人是比人類更適合的選擇。而與厭煩生產(chǎn)線上簡單重復(fù)工作的80和90后相比,機器人既不計較工作內(nèi)容,也不知疲累,擁有更高的勞動效率。在作業(yè)的精度和潔度上,機器人的工作質(zhì)量也更加穩(wěn)定,生產(chǎn)損耗也較人力少一些。

“四大家族”主打全產(chǎn)業(yè)鏈模式

機器人產(chǎn)業(yè)鏈包括核心零部件生產(chǎn)、機器人本體制造和系統(tǒng)集成三大環(huán)節(jié)。其核心零部件包括電機、伺服系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)以及減速機等。由于零部件所涉及的技術(shù)含量高,機器人上游的利潤價值也很高,僅僅減速機就占機器人成本的35%左右。位于中游的全球工業(yè)機器人本體市場,安川、ABB、發(fā)那科和庫卡四大機器人龍頭企業(yè)2012年收入占比超過50%。下游系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)的技術(shù)含量雖不如上游,不過集成商可以收取方案設(shè)計費和服務(wù)費,因此利潤也較高。

四大家族等規(guī)模較大的機器人企業(yè)大多以本體業(yè)務(wù)為核心,涉及核心零部件生產(chǎn)和系統(tǒng)集成業(yè)務(wù),具備垂直整合產(chǎn)業(yè)鏈的能力。

日本安川電機是典型的綜合型機器人生產(chǎn)企業(yè)。其運動控制部門主要生產(chǎn)上游零部件,提供各種運動控制和驅(qū)動裝置。除了生產(chǎn)伺服電機、變頻器和工業(yè)開關(guān)等部件,安川也同時出售機器人本體。德國庫卡的業(yè)務(wù)包括機器人本體業(yè)務(wù)和系統(tǒng)集成,制造工業(yè)機器人本體、控制系統(tǒng)、軟件和機器人系統(tǒng)等各種產(chǎn)品。ABB的機器人業(yè)務(wù)屬于集團五大業(yè)務(wù)中的離散自動化與運動控制業(yè)務(wù)部,其既生產(chǎn)控制系統(tǒng)也出售機器人本體。發(fā)那科也是縱貫產(chǎn)業(yè)鏈,從數(shù)控系統(tǒng)起家,后將業(yè)務(wù)擴展至機器人本體。

由軟件主導(dǎo)的智能化發(fā)展階段

在歐美和日本,機器人已經(jīng)從產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段進入了智能化發(fā)展階段,機器人的操控越來越簡單,不需要人示教甚至不需要高級技術(shù)人員來操作即可完成。3D打印、新一代智能組裝機器人和開源硬件三大技術(shù)將給制造業(yè)帶來變化,它們可以將制造業(yè)在物流生產(chǎn)上的局限—制模、零件訂單和重設(shè)生產(chǎn)線轉(zhuǎn)化為可定義、可管理并且可通過軟件執(zhí)行的流程。

亞馬遜已經(jīng)通過機器人技術(shù)來優(yōu)化其物流過程。其以7.75億美元收購了機器人倉儲公司KivaSystem,Kiva的機器人可以舉起重達3000磅的貨物,還可以根據(jù)電腦的指示將最暢銷的貨物放到最前面,減少貨物的搬運時間,這令亞馬遜每小時處理的訂單量達到傳統(tǒng)方式的2至4倍。

谷歌的做法也與亞馬遜不謀而合。2013年,谷歌收購了8家機器人領(lǐng)域的相關(guān)公司,這些公司均屬軟件密集型,人工智能、機器手臂和設(shè)計等方面各具專長。業(yè)內(nèi)人士預(yù)測,谷歌醞釀的可能是機器人版的安卓系統(tǒng)—一個通用、標準、以軟件操控硬件的機器人系統(tǒng)。收購牽頭人,“安卓之父”安迪·魯賓(AndyRubin)指出,機器人科技還沒能充分服務(wù)于制造業(yè)和物流市場,而這是清晰可見的機會。為了打造制造業(yè)版的機器人系統(tǒng),谷歌也與富士康合作測試其最新機器人技術(shù)。如果谷歌的機器人計劃成功,它將復(fù)制安卓系統(tǒng)在智能手機領(lǐng)域的輝煌,在制造業(yè)甚至物流、電商等其它行業(yè)創(chuàng)造又一個“谷歌標準”,甚至顛覆硬件起家的“四大家族”在機器人領(lǐng)域的現(xiàn)有優(yōu)勢。

中國企業(yè)切入機器人領(lǐng)域

由海外企業(yè)研發(fā)的機器人占據(jù)了中國90%以上的市場份額,其中,機器人四大家族占比高達57.5%,2012年本土品牌機器人市場占有率僅為8%。由于減速機、控制器等關(guān)鍵零部件核心技術(shù)掌握在國際巨頭手中,國產(chǎn)機器人零部件很多都來自進口,這造成機器人整機成本居高不下。

雖然整體上中國的機器人行業(yè)還處于產(chǎn)業(yè)培育階段,但近幾年已明顯開始發(fā)力,尤其是在最薄弱的關(guān)鍵零部件生產(chǎn)領(lǐng)域。2013年7月,秦川發(fā)展公告稱擬投資1.94億元進行工業(yè)機器人關(guān)節(jié)減速器技術(shù)改造項目的研制。這一決定受到資本市場追捧,該公司次日股價即獲漲停。英威騰、科遠股份和華中數(shù)控等公司先后開始研制伺服驅(qū)動器,匯川技術(shù)則在進行更高性能的伺服系統(tǒng)和專用控制器的研發(fā),為服務(wù)機器人行業(yè)進行技術(shù)儲備。博實股份也與其大股東哈工大開展研究,力爭實現(xiàn)經(jīng)濟型物流搬運機器人的關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化和模塊化設(shè)計制造。

除了自主研發(fā)之外,中國企業(yè)還通過投資并購的方式,快速切入市場。2014年3月,主營電梯控制系統(tǒng)的新時達公告稱以6億元購買眾為興100%股份,眾為興自主研發(fā)運動控制器、伺服驅(qū)動器等運動控制核心部件,為客戶提供高性能數(shù)控設(shè)備以及工業(yè)機器人等產(chǎn)品。慈星股份也與固高科技以及蕪湖濱江智能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司合作經(jīng)營機器人驅(qū)動及控制系統(tǒng)項目。底層核心技術(shù)由固高科技提供,慈星參與產(chǎn)品化研發(fā)和生產(chǎn)運營,所研發(fā)的控制器產(chǎn)品成熟后,蕪湖濱江關(guān)聯(lián)的機器人公司將成為控制器的使用平臺。

另有一些企業(yè)通過與外資公司合作獲得機器人相關(guān)技術(shù)。2013年5月,上海機電與日本納博傳動合作,以獲得納博的精密減速器在中國的代理銷售權(quán),并在上海建立研發(fā)生產(chǎn)基地,在中國生產(chǎn)中低端的精密減速器。2013年11月,亞威股份公告稱擬以1250萬歐元購買德國徠斯公司部分機器人技術(shù),并與徠斯公司成立合資公司生產(chǎn)機器人本體和進行系統(tǒng)自動化集成。

整體來看,目前中國大部分企業(yè)集中在集成領(lǐng)域,因為系統(tǒng)集成商通常專注于某個行業(yè),可獲得較高行業(yè)壁壘,但也因此很難實現(xiàn)跨行業(yè)拓展業(yè)務(wù)。目前具有較強跨行業(yè)能力者是新松機器人,其為汽車、電力、金融、能源等多行業(yè)提供解決方案。2014年2月,新松機器人與海信電器合作布局自動化工廠規(guī)劃、自動倉儲物流和機器人自動化應(yīng)用等方向,將應(yīng)用領(lǐng)域向家電行業(yè)拓展。

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