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協作機器人的“智能”特性將如何改變工廠生產

智能化時代已然來臨。以手機、電腦為首的3C電子，已經歷了最顛覆的智能化變革，而在有些領域，智能化革命才剛剛開始。作為最新一代機器人，協作機器人被委以“智能制造”重任，是機器人智能化進程開啟之時的“當紅主角”。它常常“占據”某一工位，能獨立完成上下料、拋光、檢測等多種任務，與流水線其他環節的工人配合完成生產。因這種“協作”的角色，它有一個令人感到親切的別稱——“機器人同事”。艾利特是協作機器人賽道上年輕有為的“后生”。盡管2019年才全面收斂到協作機器人賽道，但它研發的核心部件，如被譽為“機器人大腦”的控制系統，以及智能視覺系統，均達到行業內領先水平。出色的技術源自強大的團隊，其創始團隊是一批來自北航的博士，在業內有15年以上深厚積累。其后引員的主要團隊成員或擁有清華、哥倫比亞大學等名校的碩士學歷，或長期來自于ABB、優傲等行業頭部企業，具備豐富的管理和實踐經驗。近日，億歐科創有幸訪談了艾利特CEO曹宇男先生，試圖探究：協作機器人的“智能”特性將如何改變工廠生產方式？其前景如何？與人并肩工作的機器人提到協作機器人，我們總不免要將其與更廣為人知的傳統工業機器人作對比。事實上，兩者互為替代、互相補充。在很多場景中，協作機器人正逐漸替代工業機器人，成為工人的好幫手。傳統工業機器人為工廠解決了不少痛點，如重復勞動效率低下、人力成本高昂等，因而它自誕生之時就頗受關注，迅速在各個領域大放異彩。但很快，工業機器人本身也帶來了一連串新的痛點：盡管主流工業機器人報價并不貴，以最典型的弧焊機器人為例，基本定價在11萬至15萬人民幣之間，但其部署成本卻是售價的3-4倍。部署工業機器人不僅要安裝圍欄以隔離人機工作空間，還需大動干戈改造生產線布局，甚至為此停產。因此，算上安裝成本和每年的維護費用，一臺機器人綜合成本不低于40萬，平均回本期不少于兩年，這讓很多對價格敏感的中小企業望而卻步。此外，復雜的部署，讓工業機器人喪失了靈活性，一旦部署便不能輕易改動，難以適應日益增多的小批量、多品種的“柔性生產”需求。傳統工業機器人的掣肘恰恰成為了協作機器人誕生的初衷。輕量化的協作機器人結構緊湊，就好比流水線上心靈手巧的操作工，只需稍加“培訓”，便能快速上手，勝任多任務、位置可移動的生產需求，且后期運維成本低，支持軟件實時免費更新升級。與傳統工業機器人高頻、大幅的動作不同，它的動作更“輕”、更“柔”，不易傷人，因而也無需安裝安全圍欄或外部設備就可實現人機共享操作空間，省去了大筆部署成本。 “工業機器人是高度‘標簽化’的，例如焊接機器人、抓取機器人，這本質上是‘機器’的邏輯。協作機器人則是以‘人’的邏輯構建，它通過開放的操作平臺，使代理商和集成商在平臺化的產品基礎上根據下游需求，定制開發多種細分場景功能，從而具備了多任務能力”，曹宇男介紹說。在汽車、3C、金屬加工等產品迭代快、定制化要求高的領域，協作機器人憑低成本、高安全和靈活的優勢，已逐漸取代傳統六軸機器人，成為客戶首選。這類場景應用協作機器人的體量可達57萬臺。。而在醫療、復合機器人（AGV+協作）等對人機協作要求較高，或是依賴于協作機器人特殊屬性的領域，將成為協作機器人的增量市場。據估算，這部分市場容量約49萬臺。按每臺10萬人民幣的成本估算，協作機器人國內市場空間達千億級別。當前，這一千億級市場仍是藍海。過去五年間，我國協作機器人市場規模以64%的年均復合增速快速增長，規模突破已迅速10億，市場潛力仍然極其龐大。這其中，海外廠商UR一馬當先，占據約26%的市場，國內如艾利特、邀博、節卡機器人等緊隨其后。國產廠商未來如何發展？工業機器人發展歷史中的經驗與教訓，給了艾利特較大的啟發。堅定押注協作機器人 2017年，工業機器人正值最炙手可熱之時。全年我國有近200個項目獲得融資，總投資額超200億元，比4年前增長近30倍。但到了當下，工業機器人仍是發那科、ABB、安川、庫卡“四大家族”的天下，他們合計占據超過50%的市場，在六軸以上多關節、汽車機器人兩大領域，其市占率更是超過90%。國內高投資額與國外廠商高市占率，形成鮮明對比，折射出這一賽道競爭之殘酷。國產廠商在這場賽跑中，“死傷”無數，卻仍難以望國際廠商之項背。究其原因，不外乎兩點：一是工業機器人核心技術和產業鏈資源都在國外，領先國內數十年。國內廠商從一開始就處于不利地位——缺乏資源，孤掌難鳴，只能進口產品，做簡單集成，難以培養核心技術；而更致命的是國外廠商具備明顯的先發優勢，他們早已鎖定各行業大客戶，深度綁定，一旦合作，基本難以替代。由此，大量國內企業只能在國際廠商殘留的“縫隙”中，展開激烈價格戰。在份額占比不到10%的低端市場里，國內廠商用低價換取數量，將整個賽道變成一片紅海。“在這個環境下，一些廠商用低質量產品拉低了賽道，改變了客戶對價格的認知，也給國產機器人貼上了標簽”，曹宇男說道。而到了協作機器人這里，情況明顯不同： “首先，整個行業還在客戶訓導階段，初期規模尚未完全打開。以UR為代表的國際廠商，本身也受制于高成本的約束，尚未在全球大規模放量。因此留給國內廠商的機會還有很多”，曹宇男說道。 “其次，我們與國外的技術差距并非不可超越，國外廠商量產協作機器人，也不過是最近5年時間的事。”談到技術，曹宇男信心滿滿，“艾利特的團隊在機器人控制技術上積累了17年，已達到行業領先水平，我們有信心追上行業第一，甚至實現超越”。當前，除了減速機，如控制系統、伺服電機等最核心部件，艾利特均能實現自研自產。高技術壁壘，又讓這片藍海競爭格局趨于穩定。由減速機、電機等核心部件構成的關節模組，不僅集成度高，還需具備極高的穩定性、安全性。僅行業安全安規標準就高達17項，要一一滿足，并非易事。曹宇男說，“這一技術壁壘，擋住了很多想要做集成、拼價格的廠商”。市場空間廣闊，更兼技術硬實力支撐，艾利特愈加堅定地看好協作機器人發展前景。自2019年起，艾利特大力調轉航向，不再生產工業機器人，而是全力押注協作機器人賽道。“我們希望成為行業標桿”，曹宇男如是描繪近期目標。孤注一擲者必然要面臨質疑。不能否認的是，協作機器人行業發展緩于預期。巴克萊銀行曾在2015年預測，到2020年，整個協作機器人市場可達到15萬臺，2025年達到70萬臺。但截止2019年，全球銷量僅3萬臺。為何發展不及預期？艾利特的全力押注，勝敗幾何？ “產品力”是成長關鍵 “協作機器人發展之所以緩于預期，我認為最核心的因素是‘產品力’與價格之間出現了鴻溝”。曹宇男給出了獨到的見解。“‘產品力’不僅包括穩定性、精確度等技術指標，還包括功能覆蓋率等一系列衡量產品性能的綜合維度”。如UR這般掌握最先進技術的廠商，產品力領先，卻因為昂貴的成本，難以在價格敏感的中小企業中打開市場，一年銷量1萬臺左右。而對國內廠商而言，其產品盡管廉價，但產品力嚴重不足，難以真正滿足需求。目前國內銷量第一的協作機器人，價格不過UR的一半，銷量卻也不到UR全球銷量的十分之一，，這充分說明，低價戰術無法獲得市場。 “國內廠商的首要任務是打造出‘好用’而非‘便宜’的產品，獲得標桿客戶認可。當規模提升之后，降價空間自然會增大”，曹宇男看得很長遠，“UR產業鏈部署在北歐，因而受高成本掣肘嚴重，未來不排除會將生產線制程搬至低成本國。到那時，沒有技術實力的國產廠商將無法生存”。因此，艾利特當前發展核心，便是全力培育“產品力”：一方面，它充分關注細節，在力度感知、運動控制等技術上向UR看齊。在打造最新系列產品的操作平臺時，艾利特創新地使用了工程師的“通用語言”——Python腳本，以幫助代理商和集成商在其平臺上以更低成本開發多功能；另一方面，它敢于拓展行業頂部的用戶，接受苛刻標準的考驗。目前，艾利特已獲得富士康、聞泰電子、長江電子、長城汽車、TCL、歐菲光、舜宇光學、國電富通等多行業標桿客戶認可。2020年艾利特協作機器人出貨量同比2019年將實現近10倍增長。即將于今年9月發布的“CS”系列產品，承載了艾利特十幾年來對協作機器人的深刻理解：在硬件方面，它采用了全新的軸承支撐結構和爆炸系統，在重復定位精度、載重等方面更精進；在軟件方面，它進行了更全面的改革。用兼容Python的腳本語言與更直觀、簡化的編程界面，CS機器人開發難度大大降低，縮短了后續集成時間。在操作界面上，僅需6-10分鐘，其單關節就可被替代，大幅節約了后期維修成本。 CS產品的良好前景，不僅依賴于艾利特自身的努力，還需要生態伙伴共同成長。他們能結合下游需求，進一步在CS操作平臺上開發多功能，對艾利特的發展亦至關重要。談到對CS的期許，曹宇男說道，“如梅卡曼德、庫伯特等負責視覺開發的生態伙伴正逐漸成長壯大，亦有利于CS系列滲透到細分領域，成為艾利特里程碑式產品”。談到更遠的愿景時，曹宇男躊躇滿志。他希望能打造真正具備“產品力”的協作機器人，將開放操作平臺塑造成屬于機器人的“iOS系統”。“當這一愿景實現之時，協作機器人將被重新定義，成為如蘋果手機、特斯拉一般劃時代的產品。” 作為新興技術，協作機器人的興起不可避免地伴隨著質疑聲。艾利特作為這個賽道的堅定踐行者，盡管才成立四年，還面臨著打開國內市場、追趕國際一流技術水準的重重挑戰，但憑全力以赴的專注，它已成為國內少數掌握核心技術的佼佼者。協作機器人的廣闊前景正逐漸被驗證，如艾利特這般敢于全力押注者，將享受行業豐收之時最甜蜜的果實。責任編輯：tzh

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