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  • 關注 | 從發那科、安川、三菱電機等企業看日本機器人產業新趨勢

    導語:日本機器人產業能力世界前茅,發那科、安川、那智不二越、愛普生、川崎……著名的工業機器人企業遠超他國。回顧日本經濟發展,將自動化與機器人技術融入工業生產,是日本戰后經濟成功的不可或缺的部分。

     

           而最近來自日本機器人工業協會的數據現實,2018年日本工業機器人全年訂單突破萬億(約600+億)大關該協會會長、川崎重工董事橋本康彥預計,2019年日本工業機器人訂單額將比上年增長4%,達到1.05萬億日元(約合633.5億元人民幣)。

           面對新的市場變化與機遇,發那科、安川電器、三菱電機等日本知名機器人廠商紛紛推出新產品和解決方案。人機協作機器人、人工智能機器人、智能工廠集成式解決方案成為各大廠商的研發推廣重點,行業新趨勢值得關注。

           人機協作機器人縮小與自動生產線差距

           人機協作機器人,就是能夠和工人一起并肩工作而無需安全隔離的機器人產品。早在2017年9月,國際機器人聯合會(IFR)發布了2017-2020年市場預測。其中在其主體報告中,著重強調了未來的趨勢:簡單易用、靈活、安全協作型的機器人,會更適應中小企業和全球性企業等不同生產的需求的需要,成為工業機器人發展的最主要趨勢。

           發那科為此推出的人機協作機器人CR-7iA和CR-35iA主要用于機床上下料、汽車裝配、電子產品裝配等應用場景。前者的最大負荷為7kg,后者的最大負荷為35kg。

           而就中國來說,人機協作也是發展重點方向。2017年中國協作機器人銷量約4000臺,同比增73.91%,市場規模達5.7億元,占全球銷量20.8%,預計到2020年,銷量將達12000臺,市場規模突破13億元。

           國內企業新松、哈工大機器人集團、遨博、路石、大族等各大機器人企業紛紛加碼協作機器人的研發投資,并推出新品,以節卡、艾利特、揚天科技等為代表的創業公司也相繼獲得融資進入市場,據不完全統計2018年底我國協作機器人產業產能規模已過萬臺。

           關注運控領域投入

           2018年開始進入協作領域的三菱電機,近段時間出資美國工業機器人系統的新創企業Realtime Robotics(RTR),以強化三菱電機的研發資源,并即將推出新產品上市。Realtime Robotics成立于2016年的美國波士頓,擅長機器人運動規劃(Robot Motion Planning)的專用處理器與軟件,可實時辨識周遭環境并加以因應。

           據悉,三菱電機還專門推出了專門針對食品行業的人機協作機器人。機器人可完成便當擺盤、面包裝箱等枯燥工作。這就要求產品有著極強的力量把控——力量太大會把食品捏碎,力量太小又抓不起來食品。

           不過筆者始終覺得,這一領域目前屬于玩票性質,3C市場遠大于這一領域,且難度不說更低,也都差不多。

           人工智能賦予機器人自我學習能力

           機器人智能化是中國發展機器人的重要方向,日本亦是如此。許多公司通過并購人工智能企業來加強自己在這一領域的實力。人工智能賦予了機器人自我學習能力,大幅提升了生產效率,也可以讓機械手臂運作得更加平穩、高速、精準。

           三菱電機便推出的帶有smart plus模塊的人工智能機器人,根據需求不同,裝備有力量傳感器、3D視覺傳感器、動作干涉回避傳感器、協調減速傳感器、觸覺傳感器等傳感器。機器人通過各種傳感器來感知周圍工作環境,自主識別物品種類,并將物品擺放或者安裝到需要的位置。

           三菱電機機器人事業部機器人研發中心主任荒井高志表示,AI讓機器人具有深度學習能力,不需要人工機器人就可以自主調整工作模式,這極大的提高了機器人的工作效率,經測算搭載人工智能模塊的機器人最多可以縮短65%的工作時間。

           發那科推出的多款機器人也裝備了人工智能模塊。發那科公司高層人員鳥居信利認為,抑制震動和精準制動是機器人精準控制的兩大難題。AI賦予機器人自我學習能力,通過抑制震動的學習控制技術,可以實現更平穩、高速、精準的工作。同時AI也將賦予機器人協同工作能力。

           智能工廠、工業物聯網受重視

           隨著各國對機器人需求的增長,對行業應用的增多,各國也開始了對機器人領域的研究深入。以中國而言,在機器人集成應用能力上較為突出。為應對世界趨勢,日本機器人廠商也開始了側重集成應用的發展。以智能工廠為載體銷售系統化解決方案和成套設備已成為未來趨勢。

           發那科為此提出了“零停機”工廠解決方案。工業物聯網將機器人鏈接,終端檢測機器人狀況,發現隱患、安排任務。鳥居信利對此表示:“以往都是在發生故障之后調查原因,這種方法可能會造成整條生產線癱瘓,甚至整個工廠停工。現在運用新的技術可以提前發現問題并解決問題,避免了工廠因設備故障而停工。運用物聯網技術提升生產線效率和穩定性是未來的大方向。”

           安川電機則則推出了i3-Mechatronics智能工廠解決方案,將伺服電機、控制器、 變頻器、機器人等產品集成起來,為客戶提供完整的工廠自動化解決方案。安川電器機器人事業部事業企劃部部長富田也寸史表示,該方案將記錄生產數據、了解生產機械現狀,從而實現生產狀況與運轉狀況的全把控。他強調,智能工廠將會成為之后技術革新的關鍵。

           三菱電機推出的智能工廠方案 “e-F@ctory”則強調“人、機器和IT協同”。通過導入IoT、AI等領先科技,將開發和制造、物流、包裝等領域的所有機器和設備聯系起來,分析并靈活運用所收集的海量數據實現“可視化、可分析、可改善”。

           各類服務型機器人出現

           除工業領域外,日本機器人還在陪護、教育、醫療等領域做出長足探索。日本經濟產業省、農林水產省等政府部門還與各大廠商密切配合,共同研發護理用機器人和農業機器人等產品。

           日本老齡化嚴重,根據聯合國與世界銀行2017年發布的數據,日本65歲以上的老年人已占總人口的27.05%,高達3417.6萬人。與此同時,日本的總人口卻在下降。2017年,日本的新出生人口約為94.1萬人,這創下1899年有統計數據以來的最低值,但死亡人數估值為134.4萬人。僅一年,日本的總人口就自然減少了40.3萬人。

           這種趨勢仍在繼續。不久前,日本厚生勞動省與日本國立社會保障人口問題研究所均發出人口預警:2055年,該國65歲以上老人將超過總人口的40%。屆時,總人口也將從1.27億減少到9000萬,2065年則可能降至8808萬。

           日本扶持養老領域機器人的研發,不僅是為了解決勞動力問題,也是出于培育新經濟增長點的考慮。據預測,到2025年左右,日本的汽車等支柱產業會進入價格競爭時代,出于長遠考慮,國家和企業都認為需要在新興產業的引領下,才能繼續占領高科技領域的制高點。“現在,日本著名的汽車制造企業本田、豐田,都在花重金進行護理機器人的研發。”

           在服務機器人中,豐田公司推出的第三代人形機器人T-HR3。T-HR3身高1.54米,體重75公斤,它全身有29個扭矩伺服模塊能夠在多個軸上移動,從而可以執行復雜的動作。

           該型機器人的操縱非常特別,操作員的椅子和手套上有多種運動和力學傳感器,這些傳感器可以精確感知操作員的動作,并將動作指令傳遞給機器人,機器人可以做出和操作人員完全一致的動作。操作人員通過VR眼鏡來獲得機器人的視野,這讓遠距離操作人形機器人精準完成各種動作成為可能。豐田公司機器人事業部海老原康弘介紹說,T-HR3可以在家用看護、醫療救援、建筑工地、防災減災甚至太空探索等領域發揮作用。

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