隨著 工業(yè)機器視覺應(yīng)用領(lǐng)域的切換,未來需求將會在一些新的場景下得到大規(guī)模應(yīng)用,汽車、3C或者家電時代的大規(guī)模需求都集中于生產(chǎn)環(huán)節(jié)切割、焊接、上下料等,在后端應(yīng)用環(huán)節(jié),例如物流、包裝等環(huán)節(jié)的應(yīng)用剛剛起步,市場投資環(huán)境大好。
據(jù)統(tǒng)計,2010-2015年,我國工業(yè)機器人市場銷量以年均35.5%的速度增長,2015年工業(yè)機器人市場銷量達(dá)到6.8萬臺,占全球銷量比重超過1/4,實際銷量比上年增長31.3%,連續(xù)三年成為全球第一大工業(yè)機器人市場。
從工業(yè)機器人投資機會看,一是運動控制器市場,中國中大型企業(yè)及跨國公司的市場較成熟,中國這個市場整體規(guī)模約70億元,未來幾年每年會有11%的增速。
去年以來,中國先后出臺《中國制造2025》、《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》等等文件,力爭到2020年,工業(yè)機器人銷量達(dá)15萬臺,持有量80萬臺,國產(chǎn)工業(yè)機器人年產(chǎn)量達(dá)10萬臺,市場占有率達(dá)67%,關(guān)鍵零部件自給率達(dá)50%以上,形成比較完整的產(chǎn)業(yè)體系。
日前,工信部裝備工業(yè)司副司長楊拴昌向媒體表示,中國將加快組建國家機器人創(chuàng)新中心,并鼓勵有條件的地區(qū)建立區(qū)域性的機器人創(chuàng)新中心,以突破關(guān)鍵技術(shù)。
人機融合是機器人發(fā)展必由之路
ABB中國有限公司董事長兼總裁顧純元表示,在當(dāng)今世界最先進的柔性自動化生產(chǎn)線上,不到一分鐘就可以有一輛車下線;在長安福特工廠里,同一生產(chǎn)線上可以生產(chǎn)6種不同車型,每一車型的切換僅需18秒。核心技術(shù)在于把機械臂跟周圍的工裝夾具等相關(guān)設(shè)備通過三維系統(tǒng)有機集成,“已經(jīng)是很成熟的技術(shù),”他話鋒一轉(zhuǎn),“但這還不是人機融合,因為機器跟人還是完全分開的。”未來人機交互、融合,才能實現(xiàn)物與人通過技術(shù)服務(wù)有機連接,從中國制造跨上中國智造。
當(dāng)前,想讓機器人完全取代人類是做不到的,但是通過人機共融,可使機器人的簡便性大大提高,對機器人的整個應(yīng)用產(chǎn)生質(zhì)的變化。而關(guān)于人機共融安全性的問題,按照國際安全標(biāo)準(zhǔn)對安全性已經(jīng)提出相應(yīng)的要求,但是如何實現(xiàn)方法很多,各種各樣的做法。只有真正做到無圍欄,多種技術(shù)結(jié)合起來,才能達(dá)到最終的安全。
如何把人和機器結(jié)合起來,是機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路,目前來說人機融合是工業(yè)機器人智能化的主要趨勢。為了使機器人更好的與人匹配,我們需要研究人具備什么能力?人首先有絕對的柔性,其次便是視覺與觸覺。而目前傳統(tǒng)的機器人在速度、精度,簡單重復(fù)作業(yè)的可靠性上是遠(yuǎn)超人類的,但是柔性、觸覺與視覺部分與人的差距還是很大的。
香港中文大學(xué)電子工程學(xué)系教授孟慶虎提出疑問,機器人能夠替代人嗎?這問題源于以下令人百思不解的經(jīng)典現(xiàn)象——在工業(yè)流水線上精確、高效、靈巧無比的機器人,何以在處理大多數(shù)生活事務(wù)(如簡單的疊衣服、上下樓梯等)時表現(xiàn)異常笨拙。孟慶虎從移動性能、靈活性、操作性、傳感能力和智能方面進行人機對比后發(fā)現(xiàn),當(dāng)前機器人的主要差距在于靈活性和智能,尤其是智能方面,“說實話還有很長的路要走”。人的認(rèn)知方式和過程機器尚難以模仿,人腦與肌體的連動反應(yīng)機制機器更不能完美再現(xiàn),其中蘊含了軟件、硬件領(lǐng)域的巨大技術(shù)挑戰(zhàn)。所以,真的想要機器人融入我們的生活,“一個先決條件就是機器人必須知道人的存在,能夠跟人共同生存”。這要求機器人的辨識、認(rèn)知能力大幅度提高,機器人變成了社會的一部分,人機融合時代就真正到來了。
外資企業(yè)瘋狂搶食中國市場
在《中國制造2025》政策催化下,中國本土品牌工業(yè)機器人銷售量從2015年2.23萬臺將增長至2016年約3.1萬臺,相對地也分食部分日、歐系品牌工業(yè)機器人在中國的市場大餅。
除了日廠Epson、安川電機(YaskawaElectric)與發(fā)那科(Fanuc)均已在中國設(shè)廠生產(chǎn)及銷售工業(yè)機器人產(chǎn)品外,還有瑞士ABB與德國Kuka也在中國設(shè)廠卡位。
其中,這些機器人大廠在中國市場生產(chǎn)、銷售的工業(yè)機器人產(chǎn)品,主要是以汽車工業(yè)應(yīng)用為主,其他應(yīng)用則為金屬加工、電子產(chǎn)品組裝與食品、藥妝品等分類包裝等用途。
在這10年來,中國已成為3C電子產(chǎn)品的世界工廠,加上近年來中國積極調(diào)高勞工的薪資水準(zhǔn),使得這些代工廠面臨人事成本高漲、擠壓其獲利空間。
于是促使這些制造業(yè)資方開始進行以機器換人的動作,以期降低日益增高的人事成本。
為此,全球機器視覺大廠除了推廣小型工業(yè)機器人產(chǎn)品之外,也積極推廣內(nèi)建感測器的協(xié)作型機器人產(chǎn)品。
除了全球各家機器人廠商紛紛地在中國市場上插旗及推銷協(xié)作型機器人之外,曾于2015年發(fā)表協(xié)作型機器人產(chǎn)品duAro的日本Kawasaki也抓緊機會在中國設(shè)廠生產(chǎn)及銷售其協(xié)作型機器人產(chǎn)品。
Kawasaki指出在一條需要10個人的生產(chǎn)線上,可以用5臺協(xié)作型機器人取代5個人力,便能完成電子產(chǎn)品的組裝和化妝品裝箱等工作。
Kawasaki出資51%的中國合資公司將負(fù)責(zé)在重慶建設(shè)新工廠,將全數(shù)供應(yīng)中國市場需求,不再從日本進口。
而新工廠計劃2016年底前投產(chǎn),首年度的產(chǎn)能為1,000臺,未來將提高年產(chǎn)量為5,000臺,其中軸承、減速器和馬達(dá)等主要零組件將從日本進口,還有一部分則在中國向當(dāng)?shù)貜S商采購。
機器人產(chǎn)業(yè)化得抓核心零部件
隨著智能制造助推機器人成重要角色之后,核心技術(shù)成了各大機器人行業(yè)其鞏固市場地位的首要因素。除此之外,工業(yè)機器人的三大核心零配件占據(jù)了其成本的半壁江山,不得不說,誰擁有這三大核心零部件的市場,誰就在起跑線上贏得一步。
驅(qū)動中國 2016年11 月22 日消息 隨著智能制造助推機器人成重要角色之后,核心技術(shù)成了各大機器人行業(yè)其鞏固市場地位的首要因素。除此之外,工業(yè)機器人的三大核心零配件占據(jù)了其成本的半壁江山,不得不說,誰擁有這三大核心零部件的市場,誰就在起跑線上贏得一步。
工業(yè)機器人的三大核心零配件是控制器、伺服系統(tǒng)、減速器。控制器有望在2020年市場規(guī)模達(dá)12億元,妥妥的一塊肥肉。作為機器人的大腦,發(fā)布和傳遞動作指令。在我國硬件部分已經(jīng)基本掌握,不過軟件方面還是與國外品牌有一定差距。
2015年中國控制器市場規(guī)模達(dá)23.1億元,同比增長18%,其中工業(yè)機器人控制器占比15%,約3.5億元。而我國現(xiàn)有的工業(yè)機器人在智能化及柔性方面都有待提升。開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化、開放化控制器存在巨大發(fā)展空間。到2020年我國工業(yè)機器人控制器市場規(guī)模有望達(dá)到12億元左右,未來五年復(fù)合增速約為27%。
伺服系統(tǒng)是工業(yè)自動化的重要組成部分,是自動化行業(yè)中實現(xiàn)精確定位、精準(zhǔn)運動的必要途徑,且機器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動離不開伺服系統(tǒng)。近幾年工業(yè)機器人、電子制造設(shè)備等產(chǎn)業(yè)的迅速擴張,其在新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用規(guī)模出現(xiàn)增長迅速。
目前,日系品牌占據(jù)了我國伺服系統(tǒng)市場一半的份額。國外伺服企業(yè)在中國的市場占有率達(dá)75%,其中日本品牌占比為50%,不過隨著國產(chǎn)伺服系統(tǒng)性能的提升,國產(chǎn)伺服產(chǎn)品份額有望擴大。
最后的一大支柱就是減速器,它是連接動力源和執(zhí)行機構(gòu)之間的中間裝置,大量應(yīng)用在工業(yè)機器人上的減速器主要有兩類:RV減速器和諧波減速器。
隨著未來工業(yè)機器人的發(fā)展,中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心預(yù)測到2020年我國工業(yè)機器人減速器市場規(guī)模將超過40億元,未來五年復(fù)合增長率約為30%。盡管中國工業(yè)機器人減速器需求強勁,但是國內(nèi)減速器的生產(chǎn)能力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本、美國和歐洲。
綜合來看,我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還有待加強完善,最重要的是核心零部件市場還有待突破,因為這些基礎(chǔ)資源將直接影響我國機器人產(chǎn)業(yè)升級之路。
機器視覺大有可為
作為一種給機器人帶來視覺功能的關(guān)鍵技術(shù),機器視覺應(yīng)用廣泛。從工業(yè)視覺到計算機視覺,從人機交互到自動駕駛,從虛擬現(xiàn)實到物體自動識別,機器視覺都能擔(dān)當(dāng)著重要角色。
工業(yè)4.0離不開智能制造,智能制造離不開機器視覺。如果說工業(yè)機器人是人類手的延伸、交通工具是人類腿的延伸,那么機器視覺就相當(dāng)于人類視覺在機器上的延伸,是實現(xiàn)工業(yè)自動化和智能化的必要手段。機器視覺具有高度自動化、高效率、高精度和適應(yīng)較差環(huán)境等優(yōu)點,為我國工業(yè)自動化打開“新視界”。
機器視覺在機器人上的應(yīng)用是十分必要的,工業(yè)機器人和服務(wù)機器人都需要機器人視覺當(dāng)做自己的“眼睛”,但工業(yè)機器人和服務(wù)機器人對機器人視覺的需求卻是不同的。
利用機器視覺的方法,可以快速、準(zhǔn)確地檢測到制藥包裝是否完好無缺,通過設(shè)定圖像傳感器,獲取包裝后的對象圖片信息,通過預(yù)先設(shè)定的面積參數(shù)對每個藥粒或者藥瓶進行檢測對比,這樣,破損的藥粒或者缺瓶的包裝都將被檢測出來,正確的正常通過。
機器視覺在工業(yè)機器人和服務(wù)機器人上的區(qū)別,首先就是應(yīng)用場景。在工業(yè)機器人的環(huán)境里,計算機視覺看到的場景是相對單一,但服務(wù)機器人的應(yīng)用場景就要復(fù)雜很多。場景之外,便是精度方面。在工業(yè)機器人里面,計算機視覺的辨識精度一定是在毫米級以下的,包括靜態(tài)的辨識精度和動態(tài)的辨識精度,靜態(tài)指的是相機或者觀測物品相對處在一個靜止的狀態(tài),它這個時候的辨識精度取決于相機的分辨率,包括物品的邊緣是否清晰,差異化是否很明確,這個時候精度甚至可以達(dá)到微米級以下,服務(wù)機器人大部分的精度并不會很高,可能會在厘米級以上。