工業(yè)機(jī)器人課后感.doc

工業(yè)機(jī)器人課后感外文學(xué)院 德語(yǔ)系 吳笑宇 12115137我是一個(gè)文科生，您上課講的線性代數(shù)我是真心聽(tīng)不懂，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人，我想要了解的有些不同，我想了解的是工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)狀況，市場(chǎng)前景，市場(chǎng)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(tīng)的，給了它如下的理解。對(duì)我們普通老百姓來(lái)說(shuō), 工業(yè)機(jī)器人自然沒(méi)有那些花哨的服務(wù)機(jī)器人那么有趣, 然而從商業(yè)利益來(lái)看, 現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人卻仍然占據(jù)了整個(gè)機(jī)器人市場(chǎng)的大頭: 在2008年, 它的市場(chǎng)規(guī)模大致在190億美元 (包括工業(yè)機(jī)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(shí)服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)估計(jì)在110億美元左右 (相關(guān)數(shù)據(jù)參看網(wǎng)站出的報(bào)告簡(jiǎn)要). 畢竟這個(gè)時(shí)代還是錢說(shuō)了算, 于是我們可以看到現(xiàn)在國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)的主席就來(lái)自工業(yè)機(jī)器人的一家龍頭企業(yè)ABB了. 工業(yè)機(jī)器人主要用在制造行業(yè), 能夠做焊接, 磨削, 噴涂, 搬運(yùn), 分揀, 裝配, 包裝等等. 和人相比, 優(yōu)點(diǎn)主要有兩個(gè): 精確和穩(wěn)定. 精確在于它一般能做到零點(diǎn)幾個(gè)毫米級(jí)的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)主要是一個(gè): 系統(tǒng)柔性大, 即所謂flexibility; 一套用于給BMW7系噴涂的機(jī)器人, 換上BMW5系,只要重新編個(gè)程就可以, 生產(chǎn)柔性很大.我個(gè)人更愿意把工業(yè)機(jī)器人看作是傳統(tǒng)機(jī)械+電子自動(dòng)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(jiàn)過(guò)數(shù)控機(jī)床,能夠以編程的方式, 讓機(jī)器以極高的精度按指定路徑運(yùn)動(dòng), 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(jī)器人和數(shù)控機(jī)床差不多, 只是由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方式不用, 而工業(yè)機(jī)器人往往有更大的自由運(yùn)動(dòng)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(wú)法移動(dòng)的, 因此我們也把它叫做機(jī)械臂. 當(dāng)然光一個(gè)機(jī)械臂還動(dòng)不起來(lái), 它需要背后的控制系統(tǒng), 一般是像一個(gè)柜子一樣的東西, 里面包含了邏輯控制/運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的主計(jì)算機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)等等; 這個(gè)柜子一般會(huì)晾在機(jī)械臂一旁. 因此, 一套完整的可使用的機(jī)器人系統(tǒng)至少包括機(jī)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(gè)典型的工業(yè)機(jī)器人研發(fā)機(jī)構(gòu), 也自然設(shè)置成機(jī)械+電路+軟件三部分小組). 那么說(shuō)到公司, 我調(diào)查了一下當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的情況.說(shuō)到機(jī)器人制造商, 那么一般就是瑞典的ABB, 美國(guó)的Comau, 日本的Denso, Epson, Fanuc, 德國(guó)的Kuka, 日本的Motoman等. 這些公司(或母公司)一般都在機(jī)械,電子, 或控制行業(yè)有至少半個(gè)世紀(jì)的經(jīng)驗(yàn)積累, 因此有很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì). 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(jìn), 屬傳統(tǒng)強(qiáng)勢(shì); 德國(guó)Kuka則秉承德國(guó)人做精做強(qiáng)的特點(diǎn), 很快跟進(jìn),而且和德國(guó)宇航局(DLR)有不少合作, 后援很強(qiáng). 經(jīng)常會(huì)有些業(yè)內(nèi)算是大膽的動(dòng)作, 比如贊助足球機(jī)器人比賽RoboCup(因?yàn)槟悄晡艺萌チ薃tlanta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(jī)器人(Light weight robot, LBR), 這是一個(gè)你可以放在桌臺(tái)上,或拎在手上的機(jī)械臂, 其實(shí)是DLR的研究成果的市場(chǎng)化; 研發(fā)移動(dòng)平臺(tái)的機(jī)械臂; 把機(jī)器人放到迪士尼樂(lè)園里做刺激的游戲飛椅; 第一個(gè)推出能舉起一噸重物的機(jī)器人; 經(jīng)常把機(jī)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(jī)器人, 所以在消費(fèi)電子行業(yè)用的比較多, 比抓放手機(jī),芯片之類的; 而Fanuc和Motoman則是和ABB激烈競(jìng)爭(zhēng)的對(duì)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(duì)老福特通用的挑戰(zhàn)方式么?). 國(guó)內(nèi)的情況較為慘淡, 沈陽(yáng)新松還有哈工大曾經(jīng)自己開(kāi)發(fā)過(guò)工業(yè)用機(jī)器人, 甚至曾在一汽的生產(chǎn)線上使用過(guò)(但據(jù)說(shuō)已不再用,應(yīng)該是機(jī)器人自己帶來(lái)的產(chǎn)品問(wèn)題比效益多), 但已經(jīng)不知道現(xiàn)在還在不在做了, 聽(tīng)說(shuō)是基本轉(zhuǎn)做其他類型的機(jī)器人去. 國(guó)家曾有一段時(shí)間支持過(guò)工業(yè)機(jī)器人的攻關(guān)開(kāi)發(fā), 也聯(lián)合了多個(gè)工科牛校的工作者們, 但仍然沒(méi)有做出能和以上這些公司競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)化產(chǎn)品出來(lái), 可以猜想主要地還是精度, 穩(wěn)定度等工程老問(wèn)題 (當(dāng)然也有人將原因推在國(guó)內(nèi)制造精度跟不上, 但其實(shí)在這樣全球化的環(huán)境下, 基本元器件國(guó)內(nèi)國(guó)外的都能購(gòu)買, 并沒(méi)有讓國(guó)內(nèi)企業(yè)一切打包制造的必要). 慢慢地, 國(guó)家也沒(méi)有在這方面繼續(xù)投入, 所以現(xiàn)在看來(lái), 國(guó)內(nèi)在自創(chuàng)工業(yè)機(jī)器人上基本是停滯狀態(tài)， 如果有研究項(xiàng)目在做,那主要也偏向于工業(yè)機(jī)器人附件, 如視覺(jué)/力感應(yīng)等檢測(cè)系統(tǒng)等. 從全球來(lái)看, 當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人總使用量在100萬(wàn)臺(tái)左右, 并以平均每年10萬(wàn)臺(tái)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(guó)北美韓國(guó)中國(guó)等; 09年由于經(jīng)濟(jì)危機(jī), 使用量的增長(zhǎng)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(lái)看, 工業(yè)機(jī)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(dòng)力總成,白車身,噴涂以及總裝等, 每個(gè)工藝都可以有工業(yè)機(jī)器人的參與; 而其他行業(yè)則多了, 從搬運(yùn)中華香煙到打磨波音飛機(jī)葉片, 只有想不到的各種千奇百怪的應(yīng)用. 由于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的相對(duì)成熟, 以及日本機(jī)器人制造商的低價(jià)策略, 整個(gè)機(jī)器人市場(chǎng)對(duì)一套機(jī)器人系統(tǒng)的出價(jià)也在逐漸下降, 所以現(xiàn)在利潤(rùn)空間并不算高; 比如Kuka集團(tuán)的08年稅前利潤(rùn)率(EBIT/Revenue)在4%, 而ABB的機(jī)器人公司也只是貢獻(xiàn)了56%的稅前利潤(rùn)率(相對(duì)ABB的電力和自動(dòng)化公司幾倍的銷售額和利潤(rùn)率, 這可不算是有吸引力的), 這和IT行業(yè)Intel或Google動(dòng)輒2030%的利潤(rùn)率無(wú)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(rùn)率就是負(fù)值了.). 當(dāng)然, 我想這也都是和相關(guān)行業(yè)整體利潤(rùn)水平密切相關(guān)的, 比如自動(dòng)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(rùn)率均在5%左右或以下), 而工業(yè)機(jī)器人行業(yè)夾在二者中間, 自然高不起來(lái)太多. 當(dāng)然, 利潤(rùn)空間的降低往往意味著成本降低或技術(shù)進(jìn)步, 對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)并不是壞事. 因此, 現(xiàn)在機(jī)器人研發(fā)的一個(gè)重點(diǎn)方向就是怎樣降低成本, 以開(kāi)發(fā)出白菜價(jià)般的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)來(lái), 希望通過(guò)這種方式來(lái)極大地?cái)U(kuò)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(jī)器人化的具體工藝來(lái), 推動(dòng)其自動(dòng)化進(jìn)程. 也許有一天, 人類會(huì)對(duì)體力勞動(dòng)這個(gè)名詞開(kāi)始陌生, 因?yàn)楹瓦@個(gè)名字有關(guān)的所有工作都已被工業(yè)機(jī)