日前,中國智能產品與產業創新論壇在濟南舉辦,國內專家學者、企業代表齊聚,縱論面向新工業革命的機器人產業,令人耳目一新。機器人是“制造業皇冠頂端的明珠”,我國已成為機器人的最大市場,我們的技術和制造能力能不能應對這場競爭?
中潤自控的碼垛機器人負重世界第一
日前,中國智能產品與產業創新論壇在濟南召開,“機器人熱”撲面而來,記者由此開始尋訪濟南的機器人相關產業、企業,感受最深的是一家小微企業的機器人夢。這家只有20人的小微企業,年產值幾百萬元,卻研發出世界上負重最重的碼垛機器人,成為細分行業的隱形冠軍,它還在努力研發更多高精尖工業機器人。
起步:“資金有限,只能搞特種機器人”
一位衣著樸素的老板,一間藏身居民小區的辦公室,20名員工,一個200多平方米的生產車間,這樣一家靠自動化控制起家的小微企業,名為濟南中潤自控設備有限公司。
總經理兼工程師王炎回憶,2011年1月,聊城的一家面粉深加工客戶建議他做碼垛機器人,因為原有生產設備和人工越來越難以滿足生產需求,王炎著手市場調研。同年5月,公司意外簽下一單,為濟南軍區某部隊倉庫處于癱瘓狀態的搬運機器人維修、改造、升級,從此踏上了機器人研發之路。
“機器人是涉及多門學科的高科技產品,但并不神秘,關鍵得有大資金支持,所以機器人本體生產廠幾乎都是大集團,其中不乏上市公司。我們小企業資金有限,只能搞點特種機器人,得有自己的特色才行。”王炎特意挖來專家搞研發,終于在2012年5月研制完成第一臺碼垛機器人樣機,測試效果遠遠高于預期。
成果:“要論碼垛負重,我們是世界第一”
“機器人行業仿制現象嚴重,但專利授權給了我們很大信心,否則我們這種小企業難以生存,肯定會放棄。”中潤自控如今擁有兩項實用新型專利,今年10月份又拿到雙驅動機械臂的發明專利授權,獲得商標注冊。
王炎介紹,目前國內只有負重300kg以下的碼垛機器人,負重400kg以上的只有日本的發那科、安川和歐美的庫卡、ABB等企業,其中庫卡機器人為多關節通用機器人,其負重1.5噸,號稱世界上負重最重的機器人。
“事實上,我們公司有完全自主知識產權的ZRO工業機器人承重能力可達3噸,雖然外觀精細程度差一些,但精度能夠滿足一般的工業要求,其臂展和工作范圍都要大于進口機器人。要論負重,我們才是世界第一。”王炎斬釘截鐵地說,他們的機器人將為磚瓦機械的碼坯行業帶來革命性變革。
“我們已經投入近兩百萬,有了成果,正處推廣階段。”王炎說,由于企業規模小、知名度不夠,獨自發展肯定慢,所以最好找大企業合作。目前,中潤自控僅賣出去一臺機器人,買家為上述濟南軍區某部隊,另有兩家磚瓦機械廠正在談。據王炎介紹,前述部隊所需重型碼垛機器人,如從國外買僅限庫卡一家,市場價為130萬元左右,權衡之下,他們選擇從王炎手中買走負重1.8噸的機器人,省下一半費用。
王炎稱,希望以碼垛機器人為突破口,未來3-5年進一步研發搬運、噴涂、焊接等其他高精尖工業機器人,實現機器人夢,爭取幾年后把產值提高到幾個億。
期盼:“與汽車行業一樣,應鼓勵選用國產機器人”
我國生產企業對機器人的需求相對發達國家要晚,因此機器人行業起步晚,但來勢迅猛得多,目前國內從事工業機器人產業的企業很多,但真正在核心技術上擁有自主知識產權的并不多。像中潤自控這樣的小企業,對政府的扶持政策十分饑渴。
“國產工業機器人與國外相比還有一定差距,但能滿足生產企業的基本需求,這和汽車行業一樣。”王炎希望國家能加大扶持力度,不管是政策上還是資金上,能扶植那些在核心技術上有自主知識產權的機器人本體生產企業,不要注重規模大小,不要單純看以前是否有漂亮的財務報表,而要注重未來多長時間能有好的實際財務報表,“相當于為這些企業發放類似企業獎勵信用卡”。
“現在國家有關科技發展基金一般只注重扶植科技企業本單位,也應注重良好市場氛圍的創造。”他建議出臺一些引導政策,比如生產企業若選擇國產機器人能有某種獎勵,或在項目立項、驗收等方面有所優惠;通過獎勵機制,鼓勵更多的精英人員從事機器人產業。
產業瓶頸:我們不掌握機器人核心技術
近年來,國產機器人取得一定成就,例如電力行業。山東魯能智能技術有限公司是電力特種機器人行業創領者,其研發的變電站智能機器人巡檢系統,擁有完全自主知識產權和發明專利,整體技術國際領先。
盡管如此,中國機器人產業整體實力有限,主要瓶頸在于規模和技術。數據顯示,2013年中國購買的3.656萬臺工業機器人中,只有不到1/4由中國供應商提供,其余都來自日本、德國和瑞士。
國家“十二五”和“863”先進制造領域智能機器人主題專家組組長趙杰介紹,中國每年申請機器人技術相關專利、發表相關學術論文居世界前列,這說明我國工業機器人的研發能力明顯上升,但另一個不容忽視的現實是,全國知識產權成果轉化率最多只有3%。此外,國內研發主體集中在科研院所,不僅限制了科研成果的轉化應用,也制約了技術創新。
值得注意的是,我國申請的專利都不屬于核心技術。中國僅在整機制造和系統集成上能與國外廠商抗衡,而在機器人的上游—零部件領域,目前包括減速機、控制器、電機伺服系統在內的關鍵零部件的核心技術,話語權仍掌握在ABB、庫卡、發那科、安川這“四大家族”手中。此外,新材料(機械臂、減速機等用)也與發達國家存在一定差距。(記者翁利丹)
“月薪七千不一定能招來熟練焊工,而月薪兩三千的行政崗位卻有不少人爭搶。”濟南易林機器人技術有限公司總經理李晗一語道破天機。越來越多的年輕人不再愿意從事單調重復的車間工作,生產企業普遍面臨用工難,因為成本低效率高,工業機器人正逐漸代替人工。市場
濟南百余家企業使用焊接機器人
位于工業北路的濟南易林機器人技術有限公司是一家設計生產機器人焊接系統的民營企業,他們從日本松下買來機器人本體,組裝加工后銷售。總經理李晗介紹,2008年以前一年賣個三五臺,2008年突破兩位數,2009年則突破三位數,之后保持一兩百臺的年銷售量。
據介紹,上世紀90年代年人工成本是1萬元,而當時一臺機器人賣到60萬元。幾年前,國家取消了進口通用型工業機器人關稅,機器人價格一下子降下來,與此同時人工成本卻不斷增加,這就導致在某些領域使用機器人更劃算,所以機器人市場需求增長迅速。據不完全統計,僅濟南就有兩百多家企業在使用機器人,其中焊接機器人應用企業占到百余家。
為什么機器人會逐漸代替人工?以焊接為例,一臺焊接機器人目前平均售價30萬元,加上維護、運營成本,總成本約60萬元,機器人平均壽命10年,年均成本大約6萬元。此外,企業需要雇傭一名工程師來操作機器人,假設每年工資10萬元,這樣每年總成本16萬元。
“除去社保等費用,一名焊工的年收入下限是5萬元。實際情況是,月薪七千元不一定能招來熟練焊工。假如焊工每人年工資8萬元,每個人工導致的產品損耗2萬元,總成本是10萬元。而一臺焊接機器人可替代三個熟練焊工,這相當于同樣的工作如果雇人一年成本為30萬元,幾乎是使用機器人的2倍。”李晗稱,機器人可以避免情緒化工作,一般3年便能收回成本。
開發:自主產權設計,濟南也在做
在產業鏈的設計端,山東山大華天軟件有限公司擁有話語權。總經理楊超英介紹,國產工業機器人設計及維護、更新、改造方面基本依靠國外平臺,嚴重受制于人;同時,工業機器人發展趨勢為高速、高精、重載,因而我國急需建立一個具有自主知識產權的“數字化設計開發平臺”,降低設計門檻,彌補傳統設計方法不足。
華天軟件對關鍵技術展開攻關,通過三維設計軟件對機器人進行運動仿真分析,實現結構優化,可以縮小誤差、縮短周期、提高效率,項目明年驗收。中潤自控總經理王炎告訴記者,因為不掌握三維設計軟件,多用10年或者多花200萬才能拿出產品,他們目前只能用進口軟件。
濟南高新區管委會相關負責人介紹,發展智能化技術,在云計算、物聯網、大數據、移動互聯網應用、機器人、3D打印、數字裝備、智能制造等領域進行產業升級和發展,是高新區的重點方向之一。高新區以此次論壇為契機,聯合中國人工智能學會借勢發力,在省內率先打出發展智能技術與機器人產業的大旗。隨著下一步機器人與智能裝備產學研合作聯盟辦公室計劃在濟設立,濟南在該產業領域的發展也將快人一步。壓力
美國要用機器人搶回制造業
業內表示,2013年我國已成為全球最大的機器人市場,新增裝機量約占全球新增裝機量的五分之一,預測未來5年之內還將以每年25%的比例增長。用工大戶富士康也提出幾年之內要用100萬臺機器人代替生產線上單調的人工操作。機器人產業發展動力不僅來自國內巨大市場需求,也源于國際競爭壓力。
“金融危機喚起了歐美對工業的關注,歐盟的某份研究報告曾指出要利用機器人技術和產業保持歐盟在全球制造業格局的引領地位。美國方面則表示,曾經中國用低人工成本將制造業搶走,現在美國要用機器人搶回來。”在濟南召開的機器人產業論壇上,國家“十二五”和“863”先進制造領域智能機器人主題專家組組長趙杰指出,國際競爭日益激烈,經濟處于下行趨勢,不甘落后的中國勢必要大力發展機器人產業。
習近平總書記于今年6月份在兩院院士大會上表示,機器人是“制造業皇冠頂端的明珠”,其研發、制造、應用是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。不僅要把我國機器人水平提高上去,而且要盡可能多地占領市場。
山東大學機器人研究中心主任李貽斌預測,三五年內,國產機器人有望趕上國際水平。
最近,正在熱映的美國電影《星際穿越》中幽默能干的機器人Tars引發大家無限遐想,而寧波餐廳出現機器人服務員的一條新聞更讓網友直呼“機器人離我們并不遠”。
國內專家勾勒行業前景時指出,新一代機器人將高度智能化,能自主學習與進化,成為人類小伙伴,融入百姓生活。高度智能
進入伙伴機器人時代:車輛自動駕駛
“未來,路上80%以上車輛都是自動駕駛,偶爾的人工駕駛只是為了享受駕駛的樂趣。”中國工程院院士、中國人工智能學會理事長李德毅勾勒前景道,“有自主能力的智能移動機器人,將是手機之外的第二代智能代理,它會像騎士麾下的駿馬一樣,能與人相伴相隨,友好交互。”
山東大學機器人研究中心主任李貽斌介紹,從“示教再現機器人”到“有感覺的機器人”,再到“智能機器人”,而新一代機器人可稱之為“云機器人”或者“伙伴機器人”、“自適應機器人”。它們具有更加完善的環境感知能力,還具有邏輯思維、判斷和決策能力,可根據作業要求與環境信息自主地進行工作,減少對人的依賴,能自主學習與進化。
“機器人時代向我們走來。”不少專家感嘆,大數據、云計算、移動互聯網等現代信息技術同機器人技術相互融合步伐加快,3D打印、人工智能迅猛發展,制造機器人的軟硬件技術日趨成熟,成本不斷降低,性能不斷提升,軍用無人機、自動駕駛汽車、家政服務機器人已經成為現實。美國的Baxter柔性雙臂機器人、德國庫卡的LBRiiwa輕型機器人、瑞士ABB的雙臂機器人FRIDA都是新一代機器人的典型代表。
工業4.0是時下熱門詞匯,其目的是建立智慧工廠,智能機器人將成為主力軍。
基于現代信息技術的機器人服務將成為新的盈利模式,谷歌近期收購多家技術先進的機器人創新企業,正是瞄準這一趨勢做的戰略布局。
融入生活:一般人消費不起民用機器人路還很長
工人的合作伙伴、老人的生活幫手、孤獨的排解對象、特種作業的得力助手,記者采訪得知,大伙兒普遍對新一代機器人“寄予厚望”。但美好愿望何時能實現,想必是人們關心的話題。
提及餐廳內的機器人服務員,業內多稱之為噱頭產品,認為這不能說明機器人融入了百姓生活。
“在技術方面,現有民用機器人的精度要求比工業機器人低,用普通電機就能滿足需求,再考慮市場等因素,成本一般控制在兩三萬,市場價大約為5萬元,最高不過10萬元。這個數字并非‘高不可攀’,很多富人還是買得起的。但是機器人平時還需維護,成本比較高,而且機器人服務有局限性。所以有錢人不如花錢雇人干活。”中潤自控設備有限公司總經理王炎稱,如今民用機器人主要用于餐飲行業,目的是制造話題吸引客戶。
綜合考慮,民用機器人的需求遠不如工業那般迫切,市場還不是很成熟,大多企業不愿開發,所以民用機器人的普及還有很長的一段路要走。
雖然暫時不能擁有一臺真的機器人,但互聯網提供了另一種可能性。網絡達人也許對微軟小冰并不陌生,這是微軟(亞洲)互聯網工程院開發的一款人工智能機器人。不同于實體機器人,它以微博形態存在,通過大數據、深度神經網絡等技術實現人機對話,功能漸多,它不僅可以陪聊,還具有微博APP“單身男女”群聊功能,今年“雙十一”又成為京東“私人導購”。
暢想未來:20年后,我家的一天
20年后的我已經45歲了,兒子大聰上中學,父母上了年紀。機器人小聰是家里的特殊成員,就像大聰妹妹一樣,她聰明能干,得到大家的一致喜愛。
12月2日,星期二,早6點半,小聰敲門叫醒還在睡夢中的我們,并告知天氣預報情況,建議我們穿什么衣服。等我們收拾妥當時,她已經做好早餐,正在房里伺候老人起床。7點10分,我們吃完早餐坐上車,她開車,先送大聰去上學,再送我和老公去上班。回來的路上,她會買好蔬菜水果。
回到家后,小聰會打掃衛生、洗衣服。最讓我感動的是,她就像個貼心孫女一樣,承歡老人膝下,陪他們說話,侍奉左右。老人愛回憶過去,老是說重復的話,但她一點也不煩,還時常逗得二老笑嘻嘻。老人身體有毛病,她會到點叮囑老人吃藥,不該吃的不讓吃。中午她會為老人做好合理的營養午餐。
下午,做好溝通過后,她會接大聰放學,接我下班。有時候她自己做晚餐,有時候和我一起。我很忙或者被難住的時候,她會輔導兒子做作業,為他解答“十萬個為什么”。
她就像家人一樣和我們生活在一起,又像萬事通般幫我們搞定這個擺平那個,帶來方便,帶來快樂。