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松禾资本朱明:协作机器人国产替代加速,应用场景不断扩展

发表于:2023-05-11 来源:

继传统工业机器人之后,协作机器人成为智能制造领域的全新变革,不同于以往在围栏里被圈养起来做工,这一次,机器真正参与到与人面对面的深度交互。而人机同时空协作的形态,也描摹刻画出智能制造的长期未来。

近日,虎嗅智库举办了502线上同行主题研讨活动,邀请、松禾资本执行董事朱明、越疆科技联合创始人郎需林、遨博机器人技术工程师李建国、墨影科技全国销售总经理王煜轩、非夕科技市场负责人高云帆、中国机器人网创始人赵勇就协作机器人的技术进展和应用前景进行了前沿观点分享。

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松禾资本执行董事朱明从投资角度对协作机器人应用场景、零部件供应链情况及AI技术加成做了深入分析。

控制技术不断演进,带动应用领域扩展

从投资人视角来看,协作机器人的成长逻辑是在发生一些变化的,尤其是技术的迭代。在协作机器人概念刚出来的时候,大家都在讨论理论定义,但实际真正要做到和人形成良好协作,还存在非常核心的技术壁垒,包括视觉处理、全套操作系统、运动控制和操作学习的能力等等,目前来说都还不太够。另外从传感器和力控层面,能交出的解决方案也不太够,有些做工业级力控传感器的确实可以达到使用要求,但价格非常贵,做成产品之后基本很难商业化。

早些时候,大家多是在传统工业机器人基础上做轻量化工作,核心在于提高机器人的安全性,使应用场景从纯粹的工业制造扩展至轻工业成为可能。现在,大家都逐步意识到力控的重要性,所以一部分企业开始自研力控,一部分是让以前的力控供应商去做产品迭代和降本工作,还有一部分是去尝试传感器之外别的控制技术路线,核心的诉求是提高协作机器人的力控能力。

目前真正能深入到工业装配中的协作机器人解决方案还比较少,只有个别案例可以将力控真正用于装配过程,这个过程要求从传感器层面和控制算法层面要提高标准,即感受力的精度和能控制到力的精度要求会更高。力控的难度挑战是实打实的,实际的装配案例中,情况会更复杂。一个人工操作起来很自然的动作,机器人的动作则十分复杂,因为它还不太具备把工艺转化成动作参数的能力,所以需要大量现场工程师去做原有工艺的抽象化工作,并把将它以算法形式固定在机器当中,这方面技术成熟还需要较长周期,要大规模替代装配线上的工人还有一定时间。

零部件供应链国产化率及丰富程度日渐增高

协作机器人供应链有两大趋势方向,一是传统供应链国产化替代正处于加速状态,经过近几年提速发展,零部件国产化率相对较高,只有部分做工难一点的部件依赖进口,但国外供应链向国内转化的整体趋势不会变;二是品类和上游零部件的丰富度会不断增加,以前主要集中在电机电控、齿轮箱、减速器等,现在力控、视觉等都属于新增部件,而恰恰是这些新的部件为机器人增加了新能力。

部件供应商在整个产业链中扮演的角色,其受关注程度甚至要比主机厂做整机更高,因为整机的壁垒不见得比上游的核心部件难度更高。

AI助力机器人智能化

不论工业机器人还是协作机器人,会有一些模块运作轨迹生成或程序自动生成,基本是生成一些工艺包和运动指令,很大程度上替代了原来工业机器人点线或圆弧进给模式。我们非常看好编程在协作机器人应用场景的渗透,关键是大规模应用时间何时到来。未来,AI肯定可以帮助协作机器人思考,去帮助完成一些局部程序的编写。

但其中仍有许多难关待攻克,比如将一个虚拟任务转化为带有坐标信息的机器人能理解的任务,这个环节会有一些难度,但我相信随着AI技术的发展,这些难关被攻克只是时间问题。

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协作机器人于2015年开始在国内进行商业化产品落地,针对其定位优势及主要应用场景,越疆科技联合创始人郎需林也分享了自己的观点。

协作机器人的显著优势:轻量灵活、友好柔顺

相比传统工业机器人,协作机器人在轻量化和灵活性上有明显优势。协作机器人有一个负载自重比的指标,像载重5千克的协作机器人的自重一般在20千克,而传统工业机器人同等臂展就已经达到了50千克。这种轻量化设计很有利于应用在比如移动机器人上搭载协作机器人形成复合机器人的形式,或是吊装、倒装这些对安装方式有一定要求,狭小空间对体积和质量有限制的场合。

在友好性方面,协作机器人主打生态和智能化,越来越倾向于智能手机,通过软硬件的模块化,实现智能化编程,还有各类传感器的接入,相比传统工业机器人需要复杂的编程,协作机器人降低了门槛,通过新型的编程方式,配合生态套件快速的去搭建客户的应用案例,可以节约大量的部署和编程时间,界面操作简易,可以做到即插即用。

在感知力方面,常规的传统工业机器人属于高刚性设计,追求的是高精度的重复定位、速度快和力量大,而协作机器人通过结合力传感器的柔顺力控,可以实现更柔性的装配打磨等对力感知有要求的应用,速度相对慢,但更安全。通过电流控制来达到力控效果,比如碰撞检测,或者和人合作时不设围栏的工作场景。传统工业机器人是没办法做到这一点的,如果闯入机器人的工作区域内,人容易被它的大力道打伤。

总体来讲,协作机器人作为一种新型工业机器人,具有人机协作、柔顺力控、智能感知等特点,正在成为工业机器人的发展趋势,它的复合增长率目前也远高于其它品类工业机器人,但所有人也还在努力往前赶超,谁都没有走到终点。

主流工业场景与新消费场景渗透

以工业装配场景为例,业内大部分还是利用协作机器人做非力控的装配上下料,精密组装环节仍由人工完成。我们之前调研3C产线,大概只有15%的组装工序实现了自动化率,多数都是中年工人用手工形式去完成3C部件和手机平板之类的装配。这个市场其实非常大,虽然3C装配的零部件小,不规则性也强,而且整个装配环节会有视觉遮挡,基本上得靠人的触觉感知和反馈才能完成操作,但这种重复性操作从长远上来讲,肯定是要被机器人替代的。

越疆联合比亚迪开展了一项针对高精度力控协作机器人的重大专项,面向常规3C部件,并未采用靠本体实现力控的方案,而是通过机器人本体的高精度和末端的快速响应实现效果,因为本体具有一定自重,反应频率有限,而结合具有主动柔顺特性的末端效果更好,初步整机验证和场景验证已经完成,目前在实际落地过程中。

协作机器人也在从工业场景渐渐进入我们的日常生活,比如现在有做咖啡的协作机器人,机器双臂可以模仿人手去完成拉花动作,并且学习时间很低,只要人演示一遍,机器人就可以学会,这是传统编程没办法实现的。