中国机器人的国际竞争之路

来源:高工机器人网

智昌集团专注于机器人控制器,已发展为机器人及智能制造企业集群,拥有分布式智能机器人控制器和HCPS群智智能生态网络两大自主核心技术,覆盖机器人核心部件、单双臂机器人和智能工厂生态网络三大高端智能制造业务领域,在坚持自主研发的同时,智昌集团还携手川崎机器人,推进项目落地,打造机器人研发生产的制高地。

作为一位从业机器人行业近20年的“老兵”,智昌集团首席技术官迟永琳见证了很多国际机器人大企在中国的飞速发展。2015年,迟永琳正式加入了发展中国机器人的大军,在此过程中,他对中国机器人在国际竞争环境下如何才能杀出重围这一问题进行了深入的思考。在2018高工机器人年会上,迟永琳分享了以《中国机器人的国际竞争之路》为主题的报告。

工业机器人的发展现状

20年来,行业的领军依然是国外的顶级品牌,其性能、市场、用量依然领先,但值得欣慰的是,国产机器人经过多年的努力,尽管在今年遇上了“倒春寒”,但是已走出了最艰难的一步,实现了从0到1的发展,在不同领域实现了小批量的突破。

迟永琳分析,国外工业机器人大品牌的核心竞争能力绝不仅仅在一个点上,而是综合能力,包括技术端和管理端。

从管理端来看,机器人由一系列复杂核心零部件组成,要做好一个机器人,企业必须具备全球采购能力和面对全球复杂生产的组织能力与服务能力;从技术端来看,关键在于机器人的运动控制和(工艺)设计能力。

“给你相同的部件和关键控制,你能不能设计出一个机器人来最好的满足应用需求?”迟永琳指出,这背后需要大量的计算平台、仿真平台,以及大量的行业经验积累。

国产机器人的另一需要奋力追赶的方向是,拥有一款相同的机器人,如何让机器人实现更高的性能、更好的节拍,并更好的满足应用场景的需求,这也是机器人竞争当中最核心的能力之一。

在迟永琳看来,工业机器人的核心竞争力包括生产/采购,渠道/服务,寿命/可靠性,设计能力和运动控制。

其中运动控制为核心中的核心。迟永琳认为,机器人国外巨头最典型的是基于模型的控制和基于补偿的控制,分别代表了运动控制领域中的两极,也建立了整个机器人行业的两座“尖峰”。

在产业布局上,国际顶尖的机器人公司也有横向整合和纵向整合两种战略,一种是什么事情都自己做,包括整个控制器,电机和伺服等一系列纵向部件,另一种则是尽可能买标准的部件,在应用和市场段做横向的整合。其中,有些厂家始终锁定高利润的应用和产业,利润不到期望值,就不参与竞争;有些厂家则关注最主流、有批量的应用和产品,只有批量达到期望才会开发产品。

“一家具有核心竞争力的企业,首先要有战略,第二考虑平台,第三才是技术的落脚点。”迟永琳说道。

中国工业机器人的方向探索

在传统工业机器人市场,国外大品牌已有30-50年的积累,国产品牌在短期内超越的难度可想而知。但在智能制造和人机协作参与智造过程的大环境趋势下,机器人协作技术为行业的飞速发展提供了很多新机遇。

国产品牌与国外品牌相比,存在性能、应用、成本三大瓶颈差距,面临着应用提升、成本控制、技术创新三大机遇和挑战。解决瓶颈问题的路径为性能优化,追求更快、更准、更稳,解决发展问题则要进行智能升级,使机器人达到“柔、协、智”。

迟永琳对行业的判断是:第一,协作机器人在工业环境的应用首先要解决在高速、高效率、高准确的情况下还能保证与人的协作安全。协作机器人通过增添新的传感技术后,当人靠近时,机器人可以降低速度,达到对人的协作安全的要求;当人达到安全距离之外以后,又可恢复快速和高效的生产。第二,人工智能的发展,正在真正改变机器人与设备、人、环境的交互方式。

他认为,在传统机器人领域,大家比拼的是谁家机器人跑得快、准、稳定、可靠,国产品牌在该领域是跟随者。而在适应协作和智能制造需求的领域,在机器人的柔性,与人和环境的协作,在智能制造过程的不同层级辅助做决策等能力上,国内外机器人品牌的起点非常相近,这是国产机器人发展的重要机会。

能制造环境下的创新和超越

从整个机器人的价值链来看,单纯机器人本体的差异化很小,而当把机器人本体放在应用大环境下时才能呈现出完全不一样的价值。所以,迟永琳认为,国产机器人应该立足于国内市场,通过应用提升来实现国产机器人行业的盈利。

除了传统的汽车行业,机器人应用当中具有高附加值的应用行业还有激光应用、焊接应用,组装、打磨、机床上下料等。迟永琳举例,智昌集团在激光领域经过长时间的探索,在各种工艺环境下,机器人的路径精度和节拍上有了大幅提升,并通过运动控制技术的升级可实现对小圆、三角等形状的准确切割和焊接。

除了应用驱动外,国产关键部件的成本优化和批量使用,是实现机器人成本竞争的关键途径。关键部件不仅要在设计和制造技术上进行竞争,更应该结合现代控制技术的发展,通过控制来补偿部件的制造误差,从而通过软硬结合实现关键部件性能的优化和提升。

那么,什么样的机器人才是适应智能制造的智能机器人?首先,机器人在人机协作场景下实现高精度、高效率作业,在产品协作场景下实现柔性、工艺自适应和产品自适应,从而满足多品种小批量生产的需求。

感知提升方面,机器人不仅拥有对工艺、环境、人三大感知能力,还具备智能决策能力。工艺感知包括工艺过程和工件工艺相关数据的感知,实现高性能高适应性的工艺过程;环境感知能力则包括对工件和结构化环境的感知,进一步适应多品种、小批量生产模式;人的感知包括对人的动作和语言的感知,机器人能实现与人的决策的无缝交互。

智昌双臂协同机器人和单臂协作机器人正是适应智能制造环境下的新尝试,机器人既能适应柔性物流场景,也能适应多品种、小批量工件的应用需求,同时还能适应整个制造过程工艺与产品的变化。

最后,迟永琳总结,中国工业机器人的国际竞争之路分三步走,第一步是生存,通过应用取得利润;第二步是发展,通过低成本获得批量生产;第三步为超越,通过智能的嵌入实现领先。

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