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。

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,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,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,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,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,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。