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工博会观察|协作机器人新品井喷,5G将重塑工业生产格局

时间:2019-12-01 20:34:47 来源:南东门户网站

第21届中国国际工业博览会于9月21日圆满结束,主题为“智能、互联互通——使能产业的新发展”。作为全球制造业技术发展的“风向标”之一,每年9月举行的中国工商联合会(China Federation of Industry and Commerce)已成为中国工业与世界工业交流与交流的最佳平台,也为观察制造业的新趋势和新形式提供了一个窗口。

澎湃新闻(www.thepaper.cn)在本次展会上观察到,人机合作在智能制造和数字工厂中发挥着越来越重要的作用。作为人机合作的典型场景,具有较小头部和更灵活视觉识别能力的合作机器人正日益成为传统大型工业机器人的有益补充。合作机器人是专为与人类一起工作和执行任务而设计的。国内外许多工业机器人制造商在今年的劳动博览会上展示了最新一代的合作机器人产品。新产品的数量超过了过去。

去年中国工业机器人市场销量首次下降,但这并不影响国内外机器人企业对中国市场前景的判断。针对工业机器人市场的疲软,在展会期间接受采访的机器人公司表示,所谓的行业“寒冬”只是一个暂时现象。

在工业自动化展区,更加智能、透明和安全的“未来工厂”变得越来越具体。除了人工智能、边缘计算、工业云和柔性制造等常见概念之外,“5g产业”已经成为本届交易会上一个相当常见的词,这是与往年不同的最大亮点。尽管工业5g离登陆还有很长的路要走,但它不再是一句空洞的口号,许多自动化制造商和合作伙伴已经开始探索。

小脑袋制造大文章:合作机器人的井喷发展

传统的工业机器人可能在人们的脑海中呈现出巨大的形象。在过去的一些机器人展览中,总是有“大家伙”展示他们的肌肉,甚至用大机械臂来抓整辆车来抓相机。

在本届展会拥挤的机器人展厅里,涌动的记者们见证了小型和轻型机器人展品的爆炸性发展,国内许多企业已经完成了相关产品的首次展示。他们通常由合作机器人来代表。虽然它们体积小,但力量不弱。他们擅长用螺蛳壳做道场,在生产制造过程中表现出良好的灵活性和合作性。

为了更好地与人类合作,这些小型机器人通常配备有创新的传感技术,以确保安全使用并降低启动门槛。

上海肥西机器人科技有限公司推出的第一款自适应机器人产品“黎明”(Dawn)采用独特的关节机构设计、底部控制架构、独特的专利力传感和力控制技术以及分层智能,比传统机器人更精确、更便于运输。在展台上,机器人被特别安排来执行拟人化的表演,如按摩和拳击,突出了该技术在各种应用场景中的多功能性。

苏州埃利奥特机器人的首个六关节机器人具有编程简单、安装设置快捷、调配灵活的特点。机械臂具有反向驱动功能,可以直接拉动机械臂进行编程和教学。通过设置安全参数,经过安全评估后,机器人无需增加安全围栏,即可满足人机合作的应用要求。

“黎明”自适应七轴非傍晚机器人是与人拳击

与传统的大个子相比,这些灵活精密的机器人在“刺绣”方面具有明显优势,特别适合3c等行业。3c产品的快速升级为合作机器人市场的快速发展注入了强大的推动力。

另一方面,小型合作机器人并不影响它们的“主导作用”。在这次交易会上,全球最大的合作机器人供应商通用机器人公司推出了一款有效载荷高达16公斤的ur16e,为合作机器人创造了新的载荷记录。

尤奥第一个有效载荷为16公斤的合作机器人

它占地面积小,半径900毫米,重复精度/-0.05毫米,特别适合执行一些重型自动化任务,如重型物料搬运、重型零件搬运和机床管理。在不损失精度的情况下,机器人可以避免手动搬运重物时受伤和扭伤。

Yoao机器人在拧紧过程中遇到手掌停止

合作机器人的发展也许是对“机器威胁理论”的最好回应。它的设计理念是以人为本,作为一种精致的工具,它致力于取代或无聊或危险的劳动,实现1 1>2的增值。

机器人领域的“仿生专家”德国festo今年带来了仿生柔性手的最新研发成果。灵活的手没有骨头,通过手指中的气动结构控制动作,可以实现总共12个自由度。具体来说,它充气和排气以实现手指弯曲,并在拇指和食指上增加了横向摆动模块。

Festo仿生柔性手正在感知和模仿人类的行为。

“可以说小型化的确是一种趋势,当然不是所有行业都需要小型化。事实上,未来的合作机器人将更多地考虑如何安全轻松地合作。”费斯托(中国)有限公司大中华区产品和技术支持总监王睿表示。

王睿曾接到一家强电设备制造商的电话,要求测试强电连接措施。手动操作这些动作非常危险,传统的机械抓手功能不够丰富,不能满足需求。“所以他提出了一个想法,可以用我们的手臂和仿生手来完成一些危险的操作。我认为这个案例说明了未来合作仿生机器人的一个应用场景:在一些危险的环境中,代替人类去做一些必须由人手完成的工作。”

在abb的展台上,我们看到了一个有趣且实用的小型合作机器人的想法。说到小型机器人,这家被列为“机器人四大巨头之一”的瑞士公司与上海有着深厚的联系。十年前,abb在上海开发了第一个小型机器人“中国龙”。十年后,他们在劳动展览会上展示了小型机器人可以解决上海市民目前关心的垃圾分类问题。

《澎湃新闻》的记者看到两只灵巧的米语机械臂将传送带上的所有矿泉水瓶、可乐罐、药品包装、香蕉、面包片和其他垃圾倾倒到四个垃圾分类箱中。虽然他们的视觉识别仍然有点笨拙,有时还会有“漏网之鱼”,但技术人员表示,这只是数百个样本的初步训练结果。垃圾分类机器人在未来显示出更多小型合作机器人的潜力:在一个快速发展的社会中,只有人类无法想到的新应用,没有机器人不能帮忙。

“变化构成了我们整个市场的驱动力。如今,市场上几乎所有行业都出现了小批量、多品种的生产趋势,生命周期不断缩短。我们称之为大规模定制。它影响我们的日常生活,每个人都是参与者。”abb机器人营销和销售全球主管Steven wyat表示。“我们的产品需要更大的灵活性,满足客户的定制要求。我们还需要提高生产效率和产品质量。”

据行业统计,自2015年以来,全球合作机器人市场以年均50%以上的速度增长,远远高于传统工业机器人行业。截至2018年,包括双臂合作机器人和小型合作机器人在内的合作机器人全球销量约为22,000台,比2017年增长33.3%,比2015年增长340.0%。

据估计,到2020年,这一数字将超过5万台,中国市场将占其中的四分之一。

佑澳的发展反映了合作机器人市场的快速变化。这家丹麦企业成立于2005年,是世界上首批专注于合作机器人的公司之一。经过多年的沉默,它终于在2013年后实现了质的飞跃。目前,佑欧占据全球合作机器人市场近60%的份额,在行业中处于稳固的领先地位。

oyou总裁You jürgen von hollen认为,颠覆性创新技术往往具有这样的发展特征。“以前没有人知道合作机器人的价值。迄今为止,我们80%到90%的潜在用户从未听说过合作机器人。这是我们持续发展面临的最大挑战。”他说。“我们希望合作机器人作为一种工业工具,在未来将像个人电脑一样容易购买。”

工业机器人的销售有转折点吗?中国市场前景光明

“从未听说过”合作机器人的大量潜在用户,事实上,意味着在这个市场领域有着广阔的渗透空间。这对中国的工业机器人市场也具有指导意义,经过多年的快速增长,中国的工业机器人市场刚刚迎来了销售的转折点。

在展会期间,许多机器人公司在接受澎湃新闻采访时表示,中国市场仍有很高的增长潜力,尤其是对各种特定场景和技术的需求。

佑澳机器人贸易(上海)有限公司中国销售总监田伟判断,尽管受到宏观因素的一些不利影响,佑澳今年仍有望在中国市场实现50%以上的销售增长目标。“我认为销售额下降是暂时的。从机器人的工业渗透率来看,即每万名工人使用的机器人数量,中国仍远远落后于世界领先水平。”

在本次展会上开创了“高负荷冠军”机器人的库卡,将继续专注于传统工业机器人的改进和推广。德国国家机器人品牌于2017年被美的集团收购。库卡中国的全产品线经理郝文斌认为,仍有许多中国客户的需求没有得到充分满足,特别是一些具体的应用技术尚未涵盖。中国工业机器人市场的销售额今年可能不会快速反弹,但前景仍然良好。

库卡将考虑在未来扩展到更多汽车以外的新场景。这一次,库卡展台聚焦于机器人的智能制鞋生产线。该机器人可以在从鞋底进给、鞋底喷胶到鞋带系紧、蒸湿定型等16个制造环节中大大改善工作环境。该机器人可以帮助工人隔离有毒物质,提高生产效率40%。

库卡自动鞋底涂胶生产站

米尔自主移动机器人在中国的销售副总裁埃米尔·豪奇·詹森(Emil hauch jensen)也注意到了去年通用工业中工业机器人的销售呈下降趋势。“但我们正处于一个全新的领域,所以我们增长非常快,主要来自汽车、电子、医疗和其他行业。即使这些行业减少了一般工业机器人的购买,它们仍需要进一步实现高效自动化。”

“我们认为销售和生产的下降是短暂的。中国是一个制造大国。要把自己转变成一个强大的制造国,它肯定需要持续的投资。我们需要提高智力、数字化水平,更重要的是,提高竞争力。我们现在面临的问题是劳动力短缺和人口老龄化,这与以前不同。”abb中国机器人业务负责人李刚表示:“我相信,在像中国这样大的市场,这些基本面没有改变。从长远来看,我们肯定会对中国的发展感到乐观。”

数码双胞胎成为大多数参展商的标准,工业5g概念升温

Abb集团对中国微型机器人市场持乐观态度,因为它在上海的新机器人工厂和研发基地在交易会前夕破土动工。新工厂预计于2021年投产,总投资1.5亿美元(约10亿元人民币)。建成后,它将成为abb全球最大的机器人生产基地。

在这次劳工博览会上,激增的新闻记者看到了上述“未来工厂”的迷你简化版——定制手表的组装由五个机器人接力完成。记者在平板电脑界面上选择了个性化表带后,scara机器人在“仓库”中选择了表面和正确的表带,并通过一个灵活的电力驱动传输系统将其传输到双臂合作机器人米语。后者很容易将表带的一端插入表带的扣环中并调整组件。完成后,手表被转移到米语,第二个负责折叠纸盒包装产品。在下一个工作站,两个小型工业机器人分别完成产品交付和喷印定制信息。下订单三分钟后,记者得到了定制手表。

Abb手表装配未来工厂演示站订购界面

合作机器人白纬玲组装手表。

在上述显示单元中,操作者通过数字双技术反馈的数据信息知道订单进度和机器人状态。

在虚拟世界中,设备的设计、生产、制造以及操作和维护过程都是完全模拟的,通过建模和仿真对设计和操作进行了优化,从而减少了物理调试时间,节省了大量的材料测试成本——这种被称为数字双胞胎(digital twin)或数字双胞胎(digital twin)的技术近年来已经成为自动化领域的趋势,并在今年的劳动博览会上变得更加普遍。事实上,制造业中的仿真技术并不新鲜,但随着数字化对制造业整个生命周期的不断渗透,数字孪生应运而生,物理世界投射的数字世界产生了更丰富的数据融合和数据分析价值。

西门子展示的虚拟生产线

施耐德电气还在展会上展示了数字定制单元。在数字化饮料定制生产线之前,观众可以通过手机现场定制不同配方和口味的饮料,并跟踪生产数据和能耗数据。根据现场人员,生产线不仅可以实现灵活的生产调度、订单管理、定制生产和配方管理,还可以执行订单跟踪、电子批量记录、性能评估、能源管理、cip在线清洗、设备生命周期管理等功能。

今年6月,中国5g许可证正式发放,使中国成为世界上首批提供5g商业服务的国家之一。业界普遍认为,5g的大带宽、宽连接和低延迟特性对工业部门的影响大于对商业部门的影响。

5g如何重塑产业结构?在这次劳动展览会上,你可以一睹真实情况。

“我们今天看到的大多数5g都用于商业。5g从商业到工业需要一些时间。”西门子(中国)有限公司数字工业集团副总裁兼过程自动化部总经理姚俊在接受采访时表示,工业5g有三大特点:宽带、传输信息量大、延时短。为了真正应用于工业,5g必须满足非常高的要求,并且需要一定的时间来开发。“西门子还加入了欧洲工业5g研发协会,其主要研发机构位于欧洲总部。尽管许多产品适合工业5g要求,但进行实验室和现场测试需要很长时间。我认为工业5g肯定会到来并改变今天所有工业生产的模式,但不会这么快。”

在西门子平台上,风起云涌的新闻记者了解到,该公司正在探索边缘计算、人工智能、添加剂制造和工业5g技术与其产品组合的集成,以从工业数据中获取更多价值。

业内人士分析,对于工业应用来说,传统的无线通信技术在数据传输中一直存在两个无法很好解决的关键问题:一是能够帮助系统承载大量数据传输的高速和大带宽;另一个是为了实现设备之间的互操作性而应该提供的数据通信的实时确定性。

5g无线通信技术是解决上述问题的新关键。5g除了建立更高性能的“对话通道”之外,还可以使工业运行更加安全,并实现实时故障诊断模式。

在本次展会上,德国贝富自动化有限公司和华为x实验室共同打造的5g无线传输技术展示了智能设备和工业自动化设备如何通过5g无线技术传输实时数据和控制实时设备。据现场工作人员介绍,5g无线传输技术具有网络速度高(高达每秒10g数据传输)、带宽大(满足大规模设备接入)、延时低(站间延时小于1ms、同步精度高达100ns、抖动小于100ns)、可靠性高(稳定性高达99.999%)、功耗低等优点。能够满足工业自动化应用的要求。实时控制和实时响应可以实现更高的精度,包括摄像机数据的实时显示

德国北富和华为建立的5g无线传输技术

除了工业自动化制造商,国内三大运营商也现场展示了5g在工业领域的最新应用成果。例如,中国联通展示了基于双机械手构建5g数字双胞胎的应用场景,中国移动与上海烟草机械有限公司和华为合作构建5g智能工厂项目。

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