日本、欧美等国家已经大量使用机器人参与工业制造,从各种宣传的视频及业内人士的评价看得出来工业机器人的技术已经很成熟。工业机器人既提高生产效率又提高产品质量,在中国为什么不推广使用呢?不管是政策上还是技术上的原因,本文针对此问题进行了讨论!
产业升级和转型这几个词,从开始听到到现在国家在中央层面已经喊了十多年了,但是要说真正让人感觉产业升级和转型迫在眉睫,不升级不转型就死的时间段也就是08年以后,但我认为严格说应该是11年开始,也就是这几年,大家才真正认识到制造业自动化迫在眉睫,因为虽然十几二十年一直以来中国的劳动力成本都在持续上升,但是自从08年后的四万亿鸡血以及之后的通货膨胀指数飙升,劳动力成本和其它各项成本的突然飙升,才让企业家深刻体会到人工的昂贵以及这种人工的制造业不可持续。
所以,这一两年产业升级以及自动化,也就是国家提出的“两化”————信息化和自动化,这已经上升到了国家战略,中央层面高度重视,已经在开始着手顶层设计,既然是顶层设计,那么当然国家是大力支持和扶持的,也在对很多进行自动化改造升级的企业进行补贴。财政方面,银行贷款也优先这类型企业,也就是所谓的先进产业,所以,在国家层面,是大力鼓励发展和大规模应用的,而题主问为什么不进行大规模推广应用,我想说,这不是国家不支持的原因,而是中国制造业的问题,导致有心而无力。
既然国家鼓励和补贴,那为什么在国内没见大范围应用和推广倒是机器人公司大把呢?
首先,工业机器人产业正是国家鼓励的优先扶持和发展的先进产业,各方面政策优惠都利好,加上国内外资本的青睐,这类企业自然就多。
其次,过去中国的制造业大部分属于低端制造业和劳动力密集型的,这也就是说,中国工厂虽然多,员工上千上几万大工厂也很多,但是真正盈利高的不多,大部分工厂看似很大很多员工,但只不过都是在低价走量,勉强生存罢了,比如服装鞋帽企业,动辄几千员工,其实一件衣服一双鞋也就赚几块钱而已,有些还没有。那么如此低利润的产品何以容得下这昂贵的工业机器人?
观点一:
一、制造业要自动化确实不是你上一个工业机械手就解决的,因为工业机器人是没有感情的,没有思维和思考能力的,一切都是按照程序走的,这就意味着你要提前编好程序,告诉机器人怎么走怎么做,我什么东西放在哪,要移动到哪里,而且还要在规定时间执行相应命令,要做到这些,必须有个重要的配套设备——夹具,夹具是固定产品位置的,一般在设置好的位置上,然后把该位置通过程序告诉机器人。
二、机器人的代表就是机械手,机械手有六个自由度,自由度越大越灵活,就像人的手,捆绑住限制了自由性也就灵活度降低,也就够不着拿不到放不到某个位置上的东西。
三、机器人没有任何情感,那怎么让它有感觉,那就使用传感器,让机器人感知温度和位置等信息,感觉有了,就像人的神经,感觉到了,也要有反馈和修正回路吧,这一条“执行神经”关系到伺服电机、控制系统、编程软件、传感器等软硬件。这每一个环节都需要技术员。
四、一条使用机器人的自动化产品线涉及到操作它的产业工人、指挥它的工程师和编程师、工装夹具、维护它的后勤技术员。
综合上述一二三四点,先从软硬件上看,国内目前没有稳定性和精度高的伺服电机,在机器人上使用的诸如传感器等元件上,国内的技术还不是很高,虽然有,但品质真的不怎么样,这个可以关注一下中国的军事实力(但不是看那些什么国际领先,自助知识产权等类的优越感报道。这就意味着要进口,目前使用较多的还是日本的产品,也就推高了机器人价格。再者中国虽有职业学校和高等院校培养技术人员,但能真正能独立设计夹具和编写机器人程序的真没有多少,这就意味着使用这类产业工人成本较高。另外,目前世界上自由度最高的六自由度机器手,中国现在的技术靠自己不知还要多少年,自由度越高,技术难度越大,价格也不便宜。
所以,从目前来看,国内从机器人制造到产业技术人员等方面都还不具备,机器人制造主要还是依靠日本德国等国在中国的机器人工厂(那些遍地都是的国产企业就忽略吧有点低端,高品质软硬件也依赖进口,产业技术人员匮乏,成本高昂,这里面的编程软件也基本使用外国软件,还有控制系统,就像人的大脑,也有聪明和笨的区别,体现出来就是稳定性,国内的控制系统好像基本属于空白吧!那么这一路下来的成本都不是中国的大部分低端制造企业可以承受的。
最后也说一下,也不是基本没有,而是主要应用在诸如合资汽车厂和一些有资金有实力的大企业中,一些产品有前景的中小企业也有应用,但是真的不多(如果你是一位懂机器人的工程师,你愿意去中小企业吗?但不管怎样,中国会一直进步的,但是路还真的好远啊～
观点二:
工业机器人能完成任务的有限。
首先,是末端执行器,一般是夹子,因此能抓取的物体有限,日本有个实验正的研究的就是能抓取的多种物体机械臂(例如灵巧手)。但是一旦是多类型的物体,就要加额外的传感器,例如摄像头,这将涉及机器视觉,这又是个问题。如果抓取的柔性体,又是坑爹的事。因此一般能完成都是单一的重复性工作任务;
第二, 是负载质量比(机械壁能抓取的物体的质量与本身质量的比),但是串联式机械结构,带负载能力有限。
第三, 力的问题。重物限使能抓起,还涉及动力学问题,特别是高速高负载高精度(又涉及电机了),这是一个麻烦的问题。目前一般用的都是运动学(当然存在累积误差、摩擦力、噪声等),目前学术上动力学研究比效多-----想让一个机械臂快速重复抓取鸡蛋,是相当难的;
第四, 多机械臂合作,但这又不是很成熟的技术,能做到工业级的是N人,学院派不说;
第五, 工作空间,工业机械臂工作空间不大,如果转为移动式机器,你可以看一下RoboCup@Work,实际应用还要等几年。
最后一个问题:程序和硬件(要完成轨迹规划、避障还是有点难度),不过国内这个只要有市场,应该没问题。
