动感的舞曲音乐间杂着阵阵机械手摆动的金属声,走进11月初的国家会展中心7H馆,就仿佛置身于明日世界的科幻电影场景。偌大的场馆中汇聚了中国的新松,以及国外的ABB、库卡(KUKA)、那智(NACHI)等机器人和工业自动化设备的生产巨头,展示的最新产品以各自的科技优势来应对未来工业4.0的需求。

“新松虽然是国内的龙头老大,可你看我们旁边都被国外的公司所包围。”韩松林感慨地说,27岁的他刚从南京航空航天大学毕业进入中科新松才半年光景。

这位学习自动化专业硕士的徐州小伙执意选择到上海新松工作。“收入水平上,现在很多互联网公司肯定要高些,但我是比较看重工业4.0的趋势。”韩松林对记者说。

从硬件到方案

正如韩松林所言,在7H馆相对中心位置的中科新松被来自瑞士的ABB、德国的库卡、日本的那智等国际巨头的展位包围,站在各自的展位都能看到对方的智能机械装置和机器人——在韩松林身边站立的是比他还高大的新松双臂协作机器人,白色的它此时正在装配一台黑色小型无人机,分外醒目,灵巧的机械手可以把无人机的螺旋桨安上,全过程行云流水般地流畅。

“能告诉我你们用的是什么传感器吗?”苏州路车智能电子有限公司总经理路军对着韩松林等中科新松的工作人员再三询问,作为国内客商,路军是专程来工博会“扫货”的,走遍了中外参展商的各个展台展位。

“我本身是做传感器的,对工业4.0的未来非常看好,智能装备包括机器人是个大类。”路军对记者说,路军直言,目前中国和发达国家仍然存在差距,尤其是日本的机器人,传感器这块就做得非常好,“实话实说,日方的运动距离和角度精确,我们国内的原始研发差,有的国内厂商找日本等国外同行买来零部件组装,原始研发相对很少。”

另外,在路军看来,国内智能装备种类也少,之所以少,除了设计跟不上外,算法也跟不上。

除了国内外众多供应商“跑步圈地”意图占据的硬件领域之外,在个性化定制的解决方案也是我国的痛点之一。

在万腾科技总经理张镇看来,很多工业企业上了最高级的软件后,却没有人会操作;或者只会操作,无法发挥更大效能,说到底,是忽视了“智能制造”中人的作用。在他看来,个性化定制的方案供应商在未来存有巨大的市场空间。

松下营业部副部长谢鼎全同样告诉记者,对比国内外的工业4.0和智能制造案例,有一个清晰的轮廓,就是过去国内更多投资在设备上,现在更多的是通过内部的方案解决来提高整体效率。

在中国工业4.0俱乐部秘书长杜玉河看来,个性化服务解决商是未来蓝海市场开拓的拓荒者。当国内大量工厂进行智能化改造的时候,国外设备供应商更多的是在有线数控装备的基础上升级到无线控制装备。制定无线的设备接口标准,由于从有线控制到无线控制、从结构到模式已发生质的变化,而这些变化都是基于个性化服务商定制的解决方案,差异化的竞争很可能使得蓝海再现。

他山之石

比起其他公司,德国库卡(KUKA)展台的动静大了许多,“摇滚巨星”KR3 AGILUS机器人带来架子鼓表演,参观者还可以与它一起疯狂打地鼠。在热闹的背景下,库卡此番带来了其适应“工业4.0”智能化潮流的RobotTeam双机器人焊接工作站,采用了两台KR CYBERTECH机器人KR8 R1420及KR10 R1420,展示了紧凑高效的焊接作业,而新品在机床上下料应用展示则呈现了它很高的集成度和精细的驱动特性。

德国作为“工业4.0”的提出者与倡导者,其制造装备、工业自动化、工业软件等方面均处于领先地位,通过全工业体系的协同(研究机构、协会、大学等),强化“硬制造”优势,同时拓展“软服务”能力。

这些将使德国乃至整个欧洲获得额外的2000亿~3000亿欧元产值,工业4.0所带来的彻底变革也将在未来显露。

博世力士乐中国董事总经理刘火伟对记者表示,德国的很多技术已十分成熟,达到“工业3.0”,中国有不少的企业还处于2.0阶段。接下来的10年,中国制造业面临最大的挑战是如何将“3.0”和“4.0”共同完成,目标十分明确。

他说道,对于工业4.0,德国公司包括博世力士乐尤其注重以下四点:新线投资、旧线改造、互联服务、工业4.0培训。

以旧线改造为例,别看德国有些工厂改造的动静不大,但产生的效益及目的都很惊人。他说,德国的洛尔工厂改造完毕后生产效益增加6%,它对一个品种的适应能力也增加了10倍,预计1~3年收回成本。“你投一个全新的生产线,确实可以满足各种生产要求,品种也增多,但投资回报期会拉长,有的要超过10年。通过旧厂改造,回报期限被大大减少了。”

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此外,很多机械都需维护,“设备维护到位、远程编程等方式都可降低生产成本、增加设施的可用性。”

刘火伟也说:“德国公司还有一点很擅长:工业4.0的培训。我们不仅提供培训设备,也用这些设备培训自己的员工。我们全球有250家工厂,丰富的工业制造经验可用来分享,而一些系统软件、硬件也是企业自己生产的,没有依赖其他供应商。简单来说,培训中心就是个迷你工厂,涵盖了完整的生产价值流。”

而与德国相反的是,美国的做法是从“软服务”切入,利用其在基础科学、工业、信息技术、互联网等领域的综合优势,构建全球性的生态体系组织,带动工业全流程、全环节竞争力的整体提升。

美、德体系工业互联网的对接、协同已开始。无论美德使用何种名词,均将工业互联网作为变革工业和确立竞争新优势的技术基础,注重将顶层设计与优势企业主导相结合,突出数据在整个架构中的核心作用,加快相关领域标准化进程。去年下半年以来,美德双方启动了各自体系架构的对接协调工作,在功能领域实现了全面对接,初步形成合作协同态势,以共同主导全球工业互联网发展方向。

而不仅在高屋建瓴的宏观角度,这些国家经营公司的理念也非常与众不同。据全球市场份额最大的扫地机器人生产商iRobot联合创始人、CEO Colin Angle介绍,iRobot年销量能达到6.5亿美元,公司每年都拿出不低于7000万美元投入研发,比例接近十分之一。在他看来,任何公司只有不断投入研发,才能保持长期健康地增长。

本土品牌发展迅猛

与德国工业4.0强调技术与模式有所差异,中国也于一年前推出了“中国制造2025”,更是从产业和政策方面对制造业转型升级进行了整体谋划,不过两者异曲同工之处都是要实现智能制造。

西门子中国执行副总裁、数字化工厂集团总经理王海滨在接受记者采访时认为:“智能制造其实是机器设备从电气化升级到自动化。标志性的技术是PLC这样的工业控制电脑可装在机器上,人们可以写各种逻辑控制程序、自动分析程序。”

以阿特拉斯·科普柯这家着重于压缩机、路面设备、发电机等设备制造的工业集团来看,部分生产线上的工具使用、管理已实现自动化。阿特拉斯·科普柯(南京)建筑矿山有限公司就有一款全自动移动式生产线“I-FLOW”,它不仅让产线“流动”了起来,还能兼容7款产品的组装,节省27%的装配空间、提升约42%的生产能力。

“今天我们去看这些流程,其实部分已实现自动化,但问题是这些不同流程之间还有孤岛,彼此没能真正打通,还没实现整体作战能力。成千上万的企业构成了工业社会,也形成了产业链,含有上中下游,需要彼此连接,而这也是工业4.0的机会。”王海滨表示。

正是在这样的大背景之下,作为制造业皇冠顶端的明珠,机器人产业极大影响着中国智能制造的进程。“当下全球机器人发展正处在洗牌的转折点上,中国的机器人企业具备赶超国外企业的机会。”新松机器人自动化公司总裁曲道奎一再强调。

按照中国机器人产业五年发展规划,到2020年中国自主品牌工业机器人要达到年产量10万台,销售总规模将达到1500亿元。在这样的发展规划下,国内机器人产业在最近五年处于高速发展阶段,尤其在协作机器人新型市场,本土品牌迅速崛起。

中国自主品牌机器人的迅速崛起,从此次工博会的展览情况就可见一斑。由新松自主研发的首款双臂协作机器人在工博会首发,该机器人搭载了柔性多关节技术和可动双目视觉系统,能够以更加集成化、柔性化的性能为工业制造提供更加自由开放的作业解决方案。

除此之外,在埃夫特智能装备展台前,一台台橘黄色机器人灵巧地挥舞着手臂;埃斯顿的机器人悠闲地画着画;新时达的码垛机器人,则轻松吸起两个固定工位的纸箱并进行智能化堆垛。更灵活、更具柔性、更安全、更易用,是这些本土品牌想要传达给外界的信息。

“由于国外企业进入机器人市场较早,在成本和价格控制方面有很大优势。同时,国外企业成熟和完善的体系也有助于产品快速进行本地化。”中科新松研发部工程师陈宏伟向包媒体表示。

从行业应用而言,目前人机协作机器人最广泛的应用场景仍集中于3C行业。以智能手机制造为例,生产过程涉及焊接、装配、打磨、检测等等,既要跟上产品的更新换代速度,又要保证复杂流程中的品控问题,人机协作是目前最佳的解决方案。

“协作机器人是中国制造的必由之路。”湖南瑞森可机器人科技有限公司总裁王维强调,在其看来,目前市面上对协作机器人的要求主要集中于四点:第一安全性;第二易用性,即要实现软件导航到硬件操作的人因工程设计;第三是对运动姿态的监控,要实现作业距离与速度、加速度的监控;第四是本体的柔顺性,能够感知、监测到外围的碰撞和挤压等。

不过在协作机器人市场,工业机器人“四大家族(瑞士ABB、日本发那科、德国库卡、日本安川电机)”凭借其在中国制造基地的布局,以及完善的全球业务网络,本地化服务落地非常迅速,本土品牌想要撕开市场的裂缝并不那么容易。

中国蓄势“破局”

站在日本那智(NACHI)二楼展台上的关口正寿可以居高临下地看到中科新松中国同行的展品,作为日本那智在华机器人事业中心负责人之一,关口正寿已经在中国待了七年时间,他感言,七年时间变化非常大,特别是中国政府对于工业4.0方面的扶持持续加大,他现在对中国未来工业4.0的需求非常看好。

作为世界上技术领先的企业之一,那智此番还将一条智能化的汽车装备线的部分直接搬进工博会现场展示,两排6只高高举起的3关节机械手操作着对汽车的制造组装,观众需要抬头仰视,这成为那智展台的标志之一。

“对厂家来说,实现工业4.0,要完善智能设备的通信,满足生产线上客户的要求。”关口正寿对记者阐述了他所理解的工业4.0要点,关口正寿透露,那智在2015年的销售业绩增加了近三倍,而之所以会有如此增速,是因为那智在中国新推出了MZ系列的小型机器人等最新技术产品。他介绍,根据那智得到的数据,到2020年中国仅对工业机器人需求每年就有20%的增速,是全球需求量最大的国家,所以,那智对中国市场是最为重视的。

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而统计数据显示,未来几年中国依然是全球最大、发展速度最快的机器人市场。到2018年,每生产3台工业机器人中,就有1台用于中国。

台达集团子公司中达电通副董事长尹镟博在工博会上对记者表示:“今年中国机器人的增量大约是10万台,比去年的7万台有所提升,但是我们预计未来中国机器人的需求量将会是100万台,因此还有很大的发展空间。”

与此同时,库卡中国的市场总监Roland也对记者表示,库卡非常看好中国市场。

而不仅仅是中国市场,中国制造,尤其是作为中国制造先行者的机器人产业,在工业4.0的背景之下,也被赋予了更多的含义。

我国拥有全球规模最大、门类最齐全的制造产业,存在通过工业互联网驱动转型升级的强烈动力;我国拥有全球第二大互联网产业,信息产业发展水平差距相对较小,初步具备以信息技术驱动制造业升级的能力。

“中国的工业机器人做本体的现在基本上是走“四大家族”之前走过的路。”高工机器人董事长张小飞直言。和工业机器人更强调机器和自动化不同,整个机器人产业在向着人工智能的方向发展,尤其是服务型机器人,对大数据、云技术、语音图像识别技术提出更高的要求,这无疑为中国机器人产业带来潜在机遇。

“与工业机器人相比,国内企业在服务机器人上发展要更好一些。服务机器人离消费者更近,可以在智能化上进一步研究,使产品更好地适用于银行、商场等应用场景。”陈宏伟说道。

在他看来,对目前国内企业而言,“消费领域的机器人应该朝着智能化、仿生化的方向发展,而工业领域应更注重产品的数字化和一体化。”

目前国内机器人产业95%集中于下游系统集成商这一环节,上游零部件仍旧依赖进口,但服务机器人要想在未来竞争中胜出,离不开核心零部件和机器人本体支撑。“不管是走什么样的路,系统集成商、本体厂商和核心零部件企业应该互相合作。”张小飞指出。

德国的很多技术已十分成熟,达到“工业3.0”,中国有不少的企业还处于2.0阶段。接下来的10年,中国制造业面临最大的挑战是如何将“3.0”和“4.0”共同完成。作为制造业皇冠顶端的明珠,机器人、数控机床等高端产业极大影响着中国智能制造的进程。当下全球智能制造发展正处在洗牌的转折点上,中国仍有很大的发展机会。