关注 | 从发那科、安川、三菱电机等企业看日本机器人产业新趋势

导语:日本机器人产业能力世界前茅,发那科、安川、那智不二越、爱普生、川崎著名的工业机器人企业远超他国。回顾日本经济发展,将自动化与机器人技术融入工业生产,是日本战后经济

导语:日本机器人产业能力世界前茅,发那科、安川、那智不二越、爱普生、川崎……著名的工业机器人企业远超他国。回顾日本经济发展,将自动化与机器人技术融入工业生产,是日本战后经济成功的不可或缺的部分。

 

       而最近来自日本机器人工业协会的数据现实,2018年日本工业机器人全年订单突破万亿(约600+亿)大关该协会会长、川崎重工董事桥本康彦预计,2019年日本工业机器人订单额将比上年增长4%,达到1.05万亿日元(约合633.5亿元人民币)。

       面对新的市场变化与机遇,发那科、安川电器、三菱电机等日本知名机器人厂商纷纷推出新产品和解决方案。人机协作机器人、人工智能机器人、智能工厂集成式解决方案成为各大厂商的研发推广重点,行业新趋势值得关注。

       人机协作机器人缩小与自动生产线差距

       人机协作机器人,就是能够和工人一起并肩工作而无需安全隔离的机器人产品。早在2017年9月,国际机器人联合会(IFR)发布了2017-2020年市场预测。其中在其主体报告中,着重强调了未来的趋势:简单易用、灵活、安全协作型的机器人,会更适应中小企业和全球性企业等不同生产的需求的需要,成为工业机器人发展的最主要趋势。

       发那科为此推出的人机协作机器人CR-7iA和CR-35iA主要用于机床上下料、汽车装配、电子产品装配等应用场景。前者的最大负荷为7kg,后者的最大负荷为35kg。

       而就中国来说,人机协作也是发展重点方向。2017年中国协作机器人销量约4000台,同比增73.91%,市场规模达5.7亿元,占全球销量20.8%,预计到2020年,销量将达12000台,市场规模突破13亿元。

       国内企业新松、哈工大机器人集团、遨博、路石、大族等各大机器人企业纷纷加码协作机器人的研发投资,并推出新品,以节卡、艾利特、扬天科技等为代表的创业公司也相继获得融资进入市场,据不完全统计2018年底我国协作机器人产业产能规模已过万台。

       关注运控领域投入

       2018年开始进入协作领域的三菱电机,近段时间出资美国工业机器人系统的新创企业Realtime Robotics(RTR),以强化三菱电机的研发资源,并即将推出新产品上市。Realtime Robotics成立于2016年的美国波士顿,擅长机器人运动规划(Robot Motion Planning)的专用处理器与软件,可实时辨识周遭环境并加以因应。

       据悉,三菱电机还专门推出了专门针对食品行业的人机协作机器人。机器人可完成便当摆盘、面包装箱等枯燥工作。这就要求产品有着极强的力量把控——力量太大会把食品捏碎,力量太小又抓不起来食品。

       不过笔者始终觉得,这一领域目前属于玩票性质,3C市场远大于这一领域,且难度不说更低,也都差不多。

       人工智能赋予机器人自我学习能力

       机器人智能化是中国发展机器人的重要方向,日本亦是如此。许多公司通过并购人工智能企业来加强自己在这一领域的实力。人工智能赋予了机器人自我学习能力,大幅提升了生产效率,也可以让机械手臂运作得更加平稳、高速、精准。

       三菱电机便推出的带有smart plus模块的人工智能机器人,根据需求不同,装备有力量传感器、3D视觉传感器、动作干涉回避传感器、协调减速传感器、触觉传感器等传感器。机器人通过各种传感器来感知周围工作环境,自主识别物品种类,并将物品摆放或者安装到需要的位置。

       三菱电机机器人事业部机器人研发中心主任荒井高志表示,AI让机器人具有深度学习能力,不需要人工机器人就可以自主调整工作模式,这极大的提高了机器人的工作效率,经测算搭载人工智能模块的机器人最多可以缩短65%的工作时间。

       发那科推出的多款机器人也装备了人工智能模块。发那科公司高层人员鸟居信利认为,抑制震动和精准制动是机器人精准控制的两大难题。AI赋予机器人自我学习能力,通过抑制震动的学习控制技术,可以实现更平稳、高速、精准的工作。同时AI也将赋予机器人协同工作能力。

       智能工厂、工业物联网受重视

       随着各国对机器人需求的增长,对行业应用的增多,各国也开始了对机器人领域的研究深入。以中国而言,在机器人集成应用能力上较为突出。为应对世界趋势,日本机器人厂商也开始了侧重集成应用的发展。以智能工厂为载体销售系统化解决方案和成套设备已成为未来趋势。

       发那科为此提出了“零停机”工厂解决方案。工业物联网将机器人链接,终端检测机器人状况,发现隐患、安排任务。鸟居信利对此表示:“以往都是在发生故障之后调查原因,这种方法可能会造成整条生产线瘫痪,甚至整个工厂停工。现在运用新的技术可以提前发现问题并解决问题,避免了工厂因设备故障而停工。运用物联网技术提升生产线效率和稳定性是未来的大方向。”

       安川电机则则推出了i3-Mechatronics智能工厂解决方案,将伺服电机、控制器、 变频器、机器人等产品集成起来,为客户提供完整的工厂自动化解决方案。安川电器机器人事业部事业企划部部长富田也寸史表示,该方案将记录生产数据、了解生产机械现状,从而实现生产状况与运转状况的全把控。他强调,智能工厂将会成为之后技术革新的关键。

       三菱电机推出的智能工厂方案 “e-F@ctory”则强调“人、机器和IT协同”。通过导入IoT、AI等领先科技,将开发和制造、物流、包装等领域的所有机器和设备联系起来,分析并灵活运用所收集的海量数据实现“可视化、可分析、可改善”。

       各类服务型机器人出现

       除工业领域外,日本机器人还在陪护、教育、医疗等领域做出长足探索。日本经济产业省、农林水产省等政府部门还与各大厂商密切配合,共同研发护理用机器人和农业机器人等产品。

       日本老龄化严重,根据联合国与世界银行2017年发布的数据,日本65岁以上的老年人已占总人口的27.05%,高达3417.6万人。与此同时,日本的总人口却在下降。2017年,日本的新出生人口约为94.1万人,这创下1899年有统计数据以来的最低值,但死亡人数估值为134.4万人。仅一年,日本的总人口就自然减少了40.3万人。

       这种趋势仍在继续。不久前,日本厚生劳动省与日本国立社会保障人口问题研究所均发出人口预警:2055年,该国65岁以上老人将超过总人口的40%。届时,总人口也将从1.27亿减少到9000万,2065年则可能降至8808万。

       日本扶持养老领域机器人的研发,不仅是为了解决劳动力问题,也是出于培育新经济增长点的考虑。据预测,到2025年左右,日本的汽车等支柱产业会进入价格竞争时代,出于长远考虑,国家和企业都认为需要在新兴产业的引领下,才能继续占领高科技领域的制高点。“现在,日本著名的汽车制造企业本田、丰田,都在花重金进行护理机器人的研发。”

       在服务机器人中,丰田公司推出的第三代人形机器人T-HR3。T-HR3身高1.54米,体重75公斤,它全身有29个扭矩伺服模块能够在多个轴上移动,从而可以执行复杂的动作。

       该型机器人的操纵非常特别,操作员的椅子和手套上有多种运动和力学传感器,这些传感器可以精确感知操作员的动作,并将动作指令传递给机器人,机器人可以做出和操作人员完全一致的动作。操作人员通过VR眼镜来获得机器人的视野,这让远距离操作人形机器人精准完成各种动作成为可能。丰田公司机器人事业部海老原康弘介绍说,T-HR3可以在家用看护、医疗救援、建筑工地、防灾减灾甚至太空探索等领域发挥作用。

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