工業(yè)機器人課后感.doc

工業(yè)機器人課后感外文學(xué)院 德語系 吳笑宇 12115137我是一個文科生，您上課講的線性代數(shù)我是真心聽不懂，對于工業(yè)機器人，我想要了解的有些不同，我想了解的是工業(yè)機器人的市場狀況，市場前景，市場現(xiàn)狀，發(fā)展前景，發(fā)展現(xiàn)狀等，所以我上網(wǎng)查了一些關(guān)于這些的東西，結(jié)合我所在課上聽的，給了它如下的理解。對我們普通老百姓來說, 工業(yè)機器人自然沒有那些花哨的服務(wù)機器人那么有趣, 然而從商業(yè)利益來看, 現(xiàn)在工業(yè)機器人卻仍然占據(jù)了整個機器人市場的大頭: 在2008年, 它的市場規(guī)模大致在190億美元 (包括工業(yè)機器人本身, 以及相關(guān)軟件, 相關(guān)附件以及配置系統(tǒng)等), 而同時服務(wù)機器人市場估計在110億美元左右 (相關(guān)數(shù)據(jù)參看網(wǎng)站出的報告簡要). 畢竟這個時代還是錢說了算, 于是我們可以看到現(xiàn)在國際機器人聯(lián)合會的主席就來自工業(yè)機器人的一家龍頭企業(yè)ABB了. 工業(yè)機器人主要用在制造行業(yè), 能夠做焊接, 磨削, 噴涂, 搬運, 分揀, 裝配, 包裝等等. 和人相比, 優(yōu)點主要有兩個: 精確和穩(wěn)定. 精確在于它一般能做到零點幾個毫米級的運動控制, 穩(wěn)定在于它可以24*7地這么做下去. 和其他自控工具相比, 優(yōu)點主要是一個: 系統(tǒng)柔性大, 即所謂flexibility; 一套用于給BMW7系噴涂的機器人, 換上BMW5系,只要重新編個程就可以, 生產(chǎn)柔性很大.我個人更愿意把工業(yè)機器人看作是傳統(tǒng)機械+電子自動化產(chǎn)品的延伸, 而不是披著神秘色彩的特高新科技領(lǐng)域. 大家也許都見過數(shù)控機床,能夠以編程的方式, 讓機器以極高的精度按指定路徑運動, 從而完成各類工業(yè)加工應(yīng)用. 那么絕大部分的工業(yè)機器人和數(shù)控機床差不多, 只是由于機械運動的方式不用, 而工業(yè)機器人往往有更大的自由運動的空間,而較大的應(yīng)用靈活性. 它一般是呈手臂型的, 而且底座是固定住, 無法移動的, 因此我們也把它叫做機械臂. 當(dāng)然光一個機械臂還動不起來, 它需要背后的控制系統(tǒng), 一般是像一個柜子一樣的東西, 里面包含了邏輯控制/運動規(guī)劃的主計算機和電機驅(qū)動等等; 這個柜子一般會晾在機械臂一旁. 因此, 一套完整的可使用的機器人系統(tǒng)至少包括機械臂和控制柜, 另外通常還算上一些仿真和應(yīng)用編程軟件等. (于是相應(yīng)地, 一個典型的工業(yè)機器人研發(fā)機構(gòu), 也自然設(shè)置成機械+電路+軟件三部分小組). 那么說到公司, 我調(diào)查了一下當(dāng)前工業(yè)機器人市場的情況.說到機器人制造商, 那么一般就是瑞典的ABB, 美國的Comau, 日本的Denso, Epson, Fanuc, 德國的Kuka, 日本的Motoman等. 這些公司(或母公司)一般都在機械,電子, 或控制行業(yè)有至少半個世紀(jì)的經(jīng)驗積累, 因此有很強的技術(shù)優(yōu)勢. 其中ABB屬于技術(shù)硬, 產(chǎn)品范圍廣, 但思維較穩(wěn)重保守型, 不愿冒進, 屬傳統(tǒng)強勢; 德國Kuka則秉承德國人做精做強的特點, 很快跟進,而且和德國宇航局(DLR)有不少合作, 后援很強. 經(jīng)常會有些業(yè)內(nèi)算是大膽的動作, 比如贊助足球機器人比賽RoboCup(因為那年我正好去了Atlanta看Robocup小型組的比賽, 而Kuka是首席贊助商,所以印象深刻); 推出輕小型工業(yè)機器人(Light weight robot, LBR), 這是一個你可以放在桌臺上,或拎在手上的機械臂, 其實是DLR的研究成果的市場化; 研發(fā)移動平臺的機械臂; 把機器人放到迪士尼樂園里做刺激的游戲飛椅; 第一個推出能舉起一噸重物的機器人; 經(jīng)常把機器人放到好萊塢電影里客串等等; 日本的Denso,Epson做的多是小型化機器人, 所以在消費電子行業(yè)用的比較多, 比抓放手機,芯片之類的; 而Fanuc和Motoman則是和ABB激烈競爭的對手(類型的例子, 大家可以想象汽車行業(yè)里日本豐田,本田對老福特通用的挑戰(zhàn)方式么?). 國內(nèi)的情況較為慘淡, 沈陽新松還有哈工大曾經(jīng)自己開發(fā)過工業(yè)用機器人, 甚至曾在一汽的生產(chǎn)線上使用過(但據(jù)說已不再用,應(yīng)該是機器人自己帶來的產(chǎn)品問題比效益多), 但已經(jīng)不知道現(xiàn)在還在不在做了, 聽說是基本轉(zhuǎn)做其他類型的機器人去. 國家曾有一段時間支持過工業(yè)機器人的攻關(guān)開發(fā), 也聯(lián)合了多個工科牛校的工作者們, 但仍然沒有做出能和以上這些公司競爭的市場化產(chǎn)品出來, 可以猜想主要地還是精度, 穩(wěn)定度等工程老問題 (當(dāng)然也有人將原因推在國內(nèi)制造精度跟不上, 但其實在這樣全球化的環(huán)境下, 基本元器件國內(nèi)國外的都能購買, 并沒有讓國內(nèi)企業(yè)一切打包制造的必要). 慢慢地, 國家也沒有在這方面繼續(xù)投入, 所以現(xiàn)在看來, 國內(nèi)在自創(chuàng)工業(yè)機器人上基本是停滯狀態(tài)， 如果有研究項目在做,那主要也偏向于工業(yè)機器人附件, 如視覺/力感應(yīng)等檢測系統(tǒng)等. 從全球來看, 當(dāng)前工業(yè)機器人總使用量在100萬臺左右, 并以平均每年10萬臺左右的速度增加. 使用量最大應(yīng)該是日本(占全球1/41/3), 接著是德國北美韓國中國等; 09年由于經(jīng)濟危機, 使用量的增長受到了很大影響, 可能只有往年的一半左右. 從應(yīng)用行業(yè)來看, 工業(yè)機器人一般分為汽車行業(yè)(automotive industry)和其他行業(yè)(general industry), 大致是各占一半. 汽車行業(yè)上一般有沖壓, 動力總成,白車身,噴涂以及總裝等, 每個工藝都可以有工業(yè)機器人的參與; 而其他行業(yè)則多了, 從搬運中華香煙到打磨波音飛機葉片, 只有想不到的各種千奇百怪的應(yīng)用. 由于工業(yè)機器人技術(shù)的相對成熟, 以及日本機器人制造商的低價策略, 整個機器人市場對一套機器人系統(tǒng)的出價也在逐漸下降, 所以現(xiàn)在利潤空間并不算高; 比如Kuka集團的08年稅前利潤率(EBIT/Revenue)在4%, 而ABB的機器人公司也只是貢獻了56%的稅前利潤率(相對ABB的電力和自動化公司幾倍的銷售額和利潤率, 這可不算是有吸引力的), 這和IT行業(yè)Intel或Google動輒2030%的利潤率無法相提并論(當(dāng)然即使IT業(yè), 也要看公司的行業(yè)處境, 比如09年至今AMD的利潤率就是負值了.). 當(dāng)然, 我想這也都是和相關(guān)行業(yè)整體利潤水平密切相關(guān)的, 比如自動化行業(yè)和制造行業(yè)(如典型地, 西門子和富士康的稅前利潤率均在5%左右或以下), 而工業(yè)機器人行業(yè)夾在二者中間, 自然高不起來太多. 當(dāng)然, 利潤空間的降低往往意味著成本降低或技術(shù)進步, 對消費者來說并不是壞事. 因此, 現(xiàn)在機器人研發(fā)的一個重點方向就是怎樣降低成本, 以開發(fā)出白菜價般的工業(yè)機器人系統(tǒng)來, 希望通過這種方式來極大地擴張其應(yīng)用行業(yè)的范圍和深度. 而另一方面, 銷售工程師們也在竭盡心力, 到處搜尋能夠被機器人化的具體工藝來, 推動其自動化進程. 也許有一天, 人類會對體力勞動這個名詞開始陌生, 因為和這個名字有關(guān)的所有工作都已被工業(yè)機