机器人引领“智造”时代_3

作者: admin 分类: 汽车 发布时间: 2019-06-15 14:09

920年,捷克斯洛伐克作家卡雷尔?恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中,创造出机器人一词。在他的笔下,机器人可以不吃饭,却能不知疲倦地工作。

  直至20世纪50年代,人类梦想成真,世界第一台工业机器人的诞生使得机器人产业大踏步向前发展,把人类从繁重的劳作中逐渐解放出来。如今,全球工业机器人的安装量正在以每年十几万台的速度递增。

  事实上,通常所说的工业机器人并不是仿人形的机器人,而是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备。它最早的应用主要是在危险和精度要求较高的工业现场,如汽车生产线的喷漆、焊接等环节。

  而从近几年的趋势来看,一般制造业对工业机器人的需求在成倍增长。作为第一个进入中国本土工业机器人领域的外资品牌,ABB经过近20年的发展后,除了传统的汽车工业,每年都在开拓新的应用领域。例如在3C行业,ABB机器人针对ipad等高端产品的金属外壳进行激光焊接和抛光;在雷柏科技深圳厂区的生产线上,ABB最小的机器人IRB120,用于组装USB插头、接插件、鼠标垫片等工序。

  作为现代工业领域不可或缺的重要装备和手段,机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。在北京机械工业自动化研究所副总工程师吴桐看来,从工业机器人密度(制造业中每万名生产工人占有的机器人数量)来说,我国的机器人市场远未达到发达国家水平。在绝对数量上,中国的机器人数量仅为日本的18%、德国的35%;在工业机器人应用最多的汽车产业,每万名工人中机器人数量只有90台,而日本有1600多台,美国有800多台。

  种种迹象表明,中国正处在机器人产业井喷式发展的前夜。业内人士认为,机器人产业将是继汽车、计算机之后最有潜力的新型高技术产业。十二五期间,我国工业机器人的需求量将以每年15%-20%的速度增长。

  中国制造必然之选

  根据近期中国人口普查结果,2000-2010年,中国10-14岁以下人口数量减少约5%,照此速度,到2015年左右,制造业或将迎来新一轮缺工高潮。即使缺工潮不那么快来临,但攀升的人力成本压力之下,中国制造业利润也在不断摊薄,因此机器人技术开发和实现人工替代将是大势所趋。

  因此,在劳动力成本上升,技术要求提高、机器人成本下降等多重因素作用的大背景下,近年来,越来越多的机器人在中国制造中担纲主角。今年早些时候,全球最大的代工厂富士康表示将在未来3年引进100万台机器人替代人工,这无疑是产业最前沿的声音。

  此前出台的《智能制造科技发展十二五专项规划》和《服务机器人科技发展十二五专项规划》明确提出,十二五期间,我国将攻克一批智能化高端装备,发展和培育一批高技术产值超过100亿元的核心企业。在政策扶持下,以机器人为核心的智能装备制造业迎来前所未有的市场机遇。数据显示,2000年,我国工业机器人的拥有量只有约3500台,而到2010年底,我国工业机器人的装机量已达到5.23万台,同一年,中国工业机器人年度供应量排在全球第三,销售量1.5万台,同比增长171%。

  作为世界上最大的制造业国家,中国市场对机器人产业意义重大。根据IFR(国际机器人联盟)的研究,到2014年,全球每年新安装工业机器人将达到16.67万台,届时我国工业机器人年装机量将超过日本,达到近3.2万台,将占到世界总量的20%。

  而工业机器人在许多生产领域的实践也证明,其在提高生产自动化水平,提高劳动生产率、产品质量及经济效益,改善工人劳动条件等方面,确实起着难以替代的作用。

  IFR在总结投资机器人的十大理由时这样写道:机器人能够扩大产量;降低运营成本;提高产品质量;增强工作场所健康安全性;增强生产柔性;减少原料浪费,提高成品率;降低人员流动率,缓解招工压力;节省宝贵的生产空间;降低投资成本(存货、在制品成本);提高员工工作质量。

  根据日本的FANUC(发那科)的测算,1台机器人一般可以完成6-8个工人的工作量,通常情况下,两年左右可收回投资。新松机器人自动化股份有限公司总裁曲道奎还向记者解释了柔性生产的好处,他告诉记者,机器人与一般自动化生产流水线的最大区别就在于柔性生产,机器人的灵活度高,可以根据生产需求快速调整,有时只需要重新编程即可完成生产切换。而对于传统流水线来说,一旦生产内容有变化,很可能整条流水线就得报废。因此,在工业机器人的辅助下,企业的产品改型能大大加快。

  外资巨头布局中国市场

  据悉,世界工业机器人行业4大巨头瑞士ABB、日本FANUC发那科、日本YASKAWA安川电机、德国KUKA库卡都在中国设立了分公司,连同其他进口品牌,在中国市场的占有率达到8成以上。其中前3家在全球的工业机器人销量均突破了20万台。据相关数据统计,FANUC机器人产品在中国占有23%的市场份额。

  1988年创立于欧洲的ABB公司于1994年进入中国,1995年成立ABB中国有限公司。2005年起,ABB机器人的生产、研发、工程中心都开始转移到中国,可见国际机器人巨头对中国市场的重视。目前,中国已经成为ABB全球第一大市场。

  据记者了解,2011年ABB集团销售额达380亿美元,其中在华销售额达51亿美元,同比增长了21%。近年来,国际上一些先进的机器人企业瞄准了中国庞大的市场需求,大举进入中国。除了早已进入中国的发那科、ABB、川崎等巨头企业,去年底,丹麦UniversalRobots机器人公司首次进入中国市场;今年1月,爱普生与哈尔滨工业大学签署战略合作协议,双方就工业机器人的研发、成果转化、合作推广等达成共识;3月6日,全球最大的工业机器人生产企业安川电机正式落户中国,将进行工业机器人设备及附属品、零部件的开发、设计、生产;同样在今年3月,总部位于美国加利福尼亚州的AdeptTechnology公司正式落户上海,在华成立第一家子公司爱德普机器人贸易上海有限公司。

  差异创新加速国产化进程

  由于机器人技术被发达国家列为警惕性技术,通过购买方式来获得核心技术并不现实,自主创新成为发展我国机器人技术的唯一选择。

  20世纪90年代末期,中国投资建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地,包括沈阳自动化研究所的新松机器人公司、哈尔滨工业大学的博实自动化设备有限公司、北京机械工业自动化研究所机器人开发中心、海尔机器人公司等。

  及至十二五期间,国家863项目、国家支撑计划重大项目、国际合作重大项目等多个项目都有涉及机器人项目。国内各个地区、省市也在大力投资机器人的产业建设。

  然而,尽管我国机器人技术研发迅速发展,但较国外先进技术差距依然十分明显,如何从外资企业中突围成为国内机器人企业的重要课题。因此,抓住汽车行业之外的客户群对工业机器人的需求,就成为新松机器人公司(下文简称新松)的创新思路。洁净机器人就是其中一例。

  采访中,曲道奎告诉记者,洁净机器人是公司承担的国家重点新产品计划立项项目。洁净机器人是指在环境洁净度较高,甚至是真空环境下工作的机器人。这种机器人的技术难度较高,对材料、润滑、控制以及可靠性的要求高,价格也较贵。目前洁净机器人主要应用于生化制药、太阳能芯片制造、IC等行业,不同于常规环境下的一般工业机器人。由于新松是国内惟一制造这种机器人的企业,因此生产形势看好。去年新松生产了130台洁净机器人,今年估计产量将达到200-300台。

  新松的创新之路并不是完全的摒弃外力。在成立之初,新松曾与国际知名的机器人企业日本安川公司合作,批量生产了20台点焊、弧焊机器人系统和周边装备,以此开始了艰难的高技术产业化探索之路。这一举措帮助企业完成了从科研技术成果到市场应用的蜕变,也因此积累了大量的技术及市场经验。

  此后,曲道奎凭借中科院沈阳自动化所在机器人技术领域的强大积累,开发出了国内唯一拥有自主知识产权,具有多导航方式、多运行方式、多移载方式的AGV(移动机器人)系列产品。为使AGV产品走向世界,并保持其技术与世界水平同步发展,机器人与世界著名的AGV控制器生产厂家NDC全面实现了平等与双向合作,开发出了世界领先水平的激光导引技术,同时将企业特有的自动跟踪技术和全方位AGV产品通过NDC渠道推向国际市场。

  为了进一步增强创新能力,整合各种优势资源,新松在美国建立了中美超限制造与自动化联合研究中心。正是依靠这样开放式的创新平台,企业的行业地位和创新实力才能不断获得加强。从国内首台IC装备用真空机器人,到第二代服务机器人,从实现了升级换代和系列化移动机器人(AGV),到应用于轨道交通的自动售检票(AFC)系统和地铁环境监控与设备监控(BAS)系统。依靠自主创新,新松在高端机器人产品及新技术的研发上接连取得突破。

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