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【專題】産業變革新引擎,協作機器人引領智造未來

作者:中國工控網

工業機器人的應用由來已久,在工業自動化程序加速推進下,“機器換人”需求高漲。随着智能制造的場景需求持續釋放,更進一步拉動了工業機器人市場的發展。

新型工業化時代,“機器換人”有了新的突破,“人機協作”模式更受青睐。特别是随着不斷湧現的光伏、锂電、新能源汽車等熱門場景應用需求的增長,協作機器人發展勢頭強勁,市場新品頻發,備受行業關注。在政策支援、資本助推、技術創新的共同作用下,協作機器人産業迎來發展黃金期。

【專題】産業變革新引擎,協作機器人引領智造未來

為了更深入地探索當下協作機器人的發展,剖析其背後的技術革新、應用領域和市場前景等,gongkong®特别邀請協作機器人領域的知名廠商,從不同視角和次元,分享他們對協作機器人市場和技術發展的看法和經驗。

01

柔性應對需求,提升人力價值

協作機器人突破“圍欄式”操作,以更靈活高效、安全簡易的特點實作人與機器在生産線上的協同作戰,充分發揮機器人的效率及人類的智能。

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差別于傳統工業機器人,協作機器人廠商在進行設計與研發協作機器人産品的過程中,往往更加注重安全、靈活等突出特性。“協作性與安全性是統一體,更好的安全是為了更好的協作,它們具有共同的技術基礎是對力的感覺和響應,捷勃特通過獨有的單晶片驅控一體架構和超閉環技術實作了領先業内的力的感覺和響應。”捷勃特CTO賀岩總結概括道。

傳統的生産工廠中的房間,工業機器人可以替代人力從事一些危險、重複的工作。随着自動化技術走向成熟,以及制造企業為了适應市場需求的快速變化與多樣性,需要能夠快速調整産線和生産流程,以實作高效、靈活、低成本的柔性化生産模式,安全穩定、易部署、輕量化的協作機器人被廣泛采用。協作機器人對傳統工廠生産方式帶來的變革顯而易見。中科新松應用工程師認為,首先,協作機器人能夠與人協同工作,不再需要安全保護欄,進而提高了生産空間的使用率,減少了生産線占地面積;其次,協作機器人部署靈活,不需要對原有生産線進行大的改造,有效降低生産改造成本;此外,協作機器人能夠進行24小時不間斷的工作,進而提高了生産效率,降低了勞動力成本。目前,協作機器人市場正處于快速發展階段。随着技術的不斷進步和應用場景的日益廣泛,越來越多的企業開始采用協作機器人來提高生産效率和降低成本。然而,任何新興技術從出現到成熟再到廣泛應用都需要久經市場考驗和實踐,協作機器人的優勢不可置否,但仍需在綜合性能等方面進一步提升。

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“首先,協作機器人的智能化程度還有待提高,需要加強感覺、認知和決策能力。其次,協作機器人的穩定性、可靠性和精度等方面還需要提升,以滿足更高品質的生産需求。此外,協作機器人的成本和價格也需要進一步降低,以更好地普及和應用。”中科新松應用工程師說道。

長廣溪智造執行董事吉峰同樣表示,協作機器人産品普遍面臨“速度慢、軌迹精度差、剛性差”的問題,未來還将不斷提升負載能力,拓展更多應用場景。另外,協作機器人與PLC、數控機床等自動化産品的組合也需要加深。

02

深入場景應用,助力降本增效

協作機器人相較于傳統機器人而言,能夠與人類共同協作,具有更高的靈活性和安全性。随着機器視覺、人工智能、柔性技術等前沿科學技術與機器人的深度融合,協作機器人将在智能感覺、自主認知、決策執行等層面持續更新。是以,更能滿足多種工業場景及新能源、锂電等新興領域應用的需求。

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協作機器人在傳統行業和新興行業中的應用側重解決不同的痛點問題,中科新松應用工程師分析指出,在傳統行業中,協作機器人主要用于自動化生産線上的上下料、裝配、檢測、螺絲鎖付、噴塗、塗膠、焊接、碼垛等環節,以提高生産效率和産品品質。這些行業對機器人的精度、穩定性和安全性要求較高,同時需要機器人具備較好的易用性,以滿足不同生産需求。協作機器人的優勢在于能夠與人協同工作,降低了改造成本和安全風險,同時也能夠快速适應生産線的變化。

在新興行業中,協作機器人主要用于新興工藝和制造環節,如新能源電池的制造、锂電池的組裝等。産品具有更新疊代快、小批量、多品種特性,是以對機器人的柔性化、自适應性要求較高,需要機器人能夠适應不同的生産任務需求。協作機器人的優勢在于其靈活性、适應性和易用性,能夠快速适應生産線的變化和新興工藝的要求。長廣溪智造執行董事吉峰認為,汽車和3C電子行業,供應鍊長。新能源和锂電行業,相對而言供應鍊短。傳統汽車和3C電子産業一般采用單件流生産方式,協作機器人靈活易用,可推動不同産品的共線生産,快速應對生産的變化。

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綜合來看,在勞動密集型産業中,通過引入協作機器人可以節省大量人力資源,實作人力資源優化配置;另外,協作機器人可以快速準确地完成重複繁瑣的任務,進而釋放人工時間和精力,使其專注于更高價值的工作;更重要的一點是,協作機器人可以幫助企業實作自動化更新,提升産線智能化水準,進而快速适應市場變化和需求。

無論是傳統行業還是新興領域,企業追求降本增效的根本目标是一緻的。根據《中國機器人産業發展報告》顯示,到2025年,全球協作機器人市場規模預計達到105億元,複合增速達18%。随着技術和産業結構的調整,協作機器人在降本增效方面扮演越來越重要的角色。

03

競争趨于白熱化,探尋差異化路徑

目前,協作機器人市場入局者包括協作機器人上司廠商、傳統的六軸工業機器人廠商、專注于協作機器人細分市場的新興創業公司、工業機器人核心零部件廠商、以及工業機器人領域的跨界競争者等。随着入局玩家越來越多,在與傳統工業機器人存量市場競争過程中,協作機器人市場内卷嚴重,價格戰已然打響,各廠商不得不深入挖掘新應用、新場景。

“高壓”态勢下,如何尋找新的市場突破點?除了加強技術創新與研發、增強市場營銷與品牌建設、加強上下遊産業鍊合作之外,中科新松應用工程師認為還可以從拓展新的應用領域和行業,開發更多潛在客戶。例如,在航空航天、鐵路、醫療、農業、畜牧業等行業。

捷勃特CTO賀岩從産品、技術及成本角度提出創新觀點,他認為,高品質、低成本、技術領先的産品是突破市場的關鍵,捷勃特使用業内一流電機和減速機,對産品性能有極高的标準;通過提高自研率來降低産品成本,通過豐富的應用功能和生态合作降低使用成本;并通過研發獨有的單晶片驅控一體架構和超閉環技術實作了業内領先的協作體驗。

“目前市場上,适配協作機器人的自動化應用解決方案,開發不足。長廣溪智造具備應用開發團隊,持續推動行業應用,賦能內建商和裝置商,而不是簡單的價格戰。”長廣溪智造執行董事吉峰從應用的角度另辟蹊徑。

無論是從技術層面、産品層面,還是應用層面,協作機器人廠商都在探尋差異化發展路徑。越來越多的廠商除了關注産品本身之外,更多的将重點放在與場景的适配度和用戶端的便捷度上。跳脫價格戰的泥淖,夯實核心技術力量,才能對市場發展大勢做出快速反應及對策。

04

技術變革趨勢,走向智能化的必然選擇

目前協作機器人應用面越來越廣,在複雜作業能力、自适應可重構的裝配能力、對結構化環境的感覺能力,以及人機協作能力等方面需要更加智能化。

高度智能化是對新一代協作機器人的重大共性技術需求。捷勃特CTO賀岩指出未來協作機器人領域将會出現的兩大關鍵變革趨勢:一、任務描述的變革:大型語言模型(LLM)、大型視覺語言模型(VLM)技術的發展,讓人類更容易向機器人傳達任務,不必具有機器人使用的專業知識。二、更靈活的執行器和更豐富的傳感器:與靈巧手、力傳感、視覺的結合,達到更強的靈活性、環境适應性和感覺能力;使機器人能夠在更多場景替代人類工作。

特别是自然語言處理工具ChatGPT的出現,展現出生成式AI具備較強了解和生成對話的能力,能夠提升機器人自主認知和人機互動能力,有望加速帶動更多商業場景的落地。

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長廣溪智造執行董事吉峰認為,協作機器人行業的變革不隻是在工業上,和人工智能的結合度要遠高于傳統工業機器人。協作機器人在商業領域的拓展,會有更多的應用場景。重負載、高精度、高速度發展方向趨向工業機器人,伴随焊接、噴塗等工藝包的成熟,協作機器人柔性易用、快速部署的特性會進一步加強。另外,協作機器人和PLC、視覺、力傳感器等自動化生态的适配,以及和人工智能大腦的融合都會進一步加深。

協作機器人與人工智能的結合是科技發展必然趨勢。未來,可以預見的是,協作機器人依靠AI強大的計算和學習能力,不斷提升其工作效率和精确度,而AI則通過與協作機器人緊密合作,進一步拓寬其應用場景和可能性。在協作機器人的發展過程中,我們看到了技術的不斷進步和市場的不斷拓展,也看到了人類與機器之間的更加緊密的合作關系。協作機器人不僅為生産和服務等領域帶來了更高效、更精準、更可靠的生産力量,也為人類創造了更加美好的生産和生活環境。作為人類和機器之間的新型合作夥伴,協作機器人在未來将擁有更大的增長空間。盡管目前在傳統3C電子、汽車及金屬制造等工業領域應用較為廣泛,但是在服務、醫療、金融等很多其他行業的場景拓展仍有較多空間。gongkong®相信,随着技術的不斷創新和市場應用環境的成熟,協作機器人将會更加智能化、靈活化、自适應化,具備更複雜的作業能力、更高效的裝配能力、更精準的環境感覺能力和更強的人機協作能力。并在未來的智造時代中發揮越來越重要的作用,成為推動經濟發展和社會進步的重要力量。

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