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【技术】协作机器人技术,在5G时代下会有这样的改变

发布时间:2020/11/18 点击次数:74

20201114日,科技智库「甲子光年」在北京举行2020「甲子引力」大会。在当日下午举行的“新基建”专场上,艾利特机器人董事长及CEO曹宇男博士就“5G技术下协作机器人如何为生产赋能”为主题发表了演讲。

 

以下为曹宇男的演讲实录:

 

我们可以看到这个产品其实更类似于协作机器人是工业机器人中的一个分支的产品。在新基建的背景下,协作机器人这个品类因其轻量、柔性、灵活、安全的特点,能够满足未来的应用需求,当然这个产品却因为它的产品的特征会在新的基建的背景之下,那么更多的适配在越来越多的行业。 

 

随着5G时代来临,我们不禁要问三个问题:第一,为什么我们要关注协作机器人技术?第二,协作机器人如何能为我们的生产赋能?第三,5G所创建的新场景下如何通过协作机器人落地。

  

首先回答那么第一个问题为什么我们要关注协作机器人技术,要先了解,那么当然了这有个背景,协作机器人技术是什么。这项技术和产品的特征是什么。

 

协作机器人那么它有一个与最基础的跟传统工业机器人最大技能的不同在于就是协作机器人事实上它的产品逻辑虽然它的演进自是从传统工业机器人而来,但是它的产品逻辑相比传统工业机器人是更加开放的。

 

传统工业机器人在出厂之时,它的使命、,它的点,工艺适配都是确定的。协作机器人则不然,艾利特我们的目标是让这个产品能够顺应整个柔性化时代的演进,同时能够适配在更多不同类型的行业。 

 

那么右侧描述了协作机器人的四大个特点,首当其冲那么第一个特点来自于安全——。我们的愿望是让这个机器人能与人并肩工作够跟人共同工作,在共享同的工作环境中下无缝的进行联合。那么围绕在安全这个特征,其中里面包括了跟机器人与人对物料的交接、保护性停止、安全操作界面,以及确保人机安全的的人的人机安全以及一整套安危的安规标准。

 

第二个特点是部分灵活,艾利特我们的愿望是能够让机器人实现类人手臂的灵活度。像人的手臂一样灵活,从这个角度来讲协作机器人确实在对于传统工业机器人技术上发生是有演进。在一些功能上,机器人的灵活度甚至远超人手,例如各关节可实现±360°旋转,确保了这个机器人的空间可达性更强,灵活度更高。

 

那么第三件事第三个优势就是机器人的易用医用性。,我们都知道易用医用这件事情对老百姓用户来说来讲是非常重要的。那么当我们在工业现场使用工业机器人进行线下实际的场景的服役时,对用户来说那么其实是有门槛和壁垒的,而使用过程中所要求的专业性也那么这个事情也限制了机器人的适配和的扩展。所以用艾利特的协作机械臂举例来说,采用了那么我们这里面提到一个基于脚本编程,来适配在我们的客户端,让用户在一个开放、可视、模块化操作的平台之上完成做各自细分领域的深耕、二次开发和应用落地。

 

那么第四个特点就是高效。性,按照常规的逻辑,那么我们用户都喜欢做一个直接的比较——一件比较就是用机器人替换人工的工位以后,这个成本是需要多久能够收回?协作机器人能够为用户提供比较满意的答案,比起传统方案它的集成周期更短,停线损失更小,省去了包括维护费用和改线成本在内的隐性成本,那么这件事来讲的话协作性是非常优秀的,整个RPA成本能够控制在一年以内通常投资回报周期在12个月以内。也就是说,使用协作机器人一年就能帮助用户收回一个工人的工资一年时间这个机器人就可以把这一个人的一年工资收回。

 

所以我们这样理解这件事,当我们给这项技术定性时,常常把协作机器人的演进方向类似于类比成手机行业从功能机向智能手机转变的过程——,更加平台化、,更加易用、,更加友好。

  

那么我们可以看一下这个数字,用一组数据来认识协作机器人技术的发展状况:协作机器人虽然隶属于工业机器人行业这样一个品类,那么当然今天尽管目前它还是一个非常小的细分领域,但是它的增速达到了年化复合增长率增速达到了50%以上。,即使在过往的这几年时间,无论不管是汽车行业为代表的头部制造业增速减慢,的还是受到全球整个疫情的影响,协作机器人那么仍然保持着高增长的态势,是一个高速增长的过程。跑赢了整个赛道。因此我们看好未来的发展趋势。

  

5G来临时为何要关注协作机器人?那么协作机器人第二个原因是方面它是最类人手臂的设备,人类的最像人手臂的一个东西,它灵活且安全。那么这里面有个有趣的视频,那么我的报告里面会穿插一些视频我常常会用一些非工业类的场景举例,。从中我们可以看出来这个类机器人能够做什么,还有什么想象空间。在做什么呢?做一个非工业的场景,那么在消费类场景里面让这个机器人去做,在整个的操作过程。比如在消费类场景中,那么我们的机器人手臂可以做一些跟这个人的脖颈相关的事情,这个体现了我们的机器人在一些特定的场景里面可以为客户去做饮料的泡制,甚至可以做相应的复杂的工艺,比如说机器人的奶块的拉花。有客户尝试用两台协作机械臂协同工作,完成咖啡拉花的任务。尽管这个应用需要生成多达15,000个点位,但是最后可以通过一万五千个露点的便利,协作机器人可以通过透传的相关技术将这些复杂任务简单化,最后实现机器人模仿人手动作,完成精细的咖啡拉花任务能够拉出一个像我们人具备一定能力的这个人的操作人员的能力的这样的一个拉花的动作。大家可以看一下这个效果。那么其实这种花,那么我们已经拉出来三十多种了。。试想一下,通过算法将各种花型发送给机器人,它就能快速习得30多种不同类型拉花图案,在这一点上,机器人已经能超过人类了。

 

那么艾利特协作机器人产品,不管前面说的天花乱坠,实际上只有三款产品,那么可以看出来就这三款,进一步了解协作机器人的特征,就不得不回到产品设计逻辑,以艾利特目前的产品线为例,无论是机器人的它不负载能力还是臂展空间,都是模仿人的——本质就是替代一个成年男子的徒手工作。因此那么从场景来看,讲确实协作机器人比传统工业机器人呈现更加长尾的状态。虽然出厂时协作机器人是标准化的产品,但最终基于协作机器人集成的应用可以广泛适配各种规模的企业和不同类型的行业那么可以看出来这个机器人虽然出厂的时候都是一样的一个东西,但是在各个行业都是得到了广泛的应用。

 

讨论协作机器人技术有什么价值获得关注?那么就必须强调协作机器人是最具想象力和开放性的机器人品类产品。它的核心并不是硬件,未来更能发挥差异化优势的还是在于还是一个它平台型的操控系统。我们可以看到,刚才我提到了我们拿我们的协作机器人的操作系统,类比谁呢?用类比IOS或者安卓做类比,智能手机的一个爆发式增长,建立在因这样一个生态,衍生出了一系列的APP,从而改变了包括支付、社交在内的生活生产,包括等等应用,国际民生各个行业方式。

 

那么来自于这样的一个品牌。那么无法炮制,同理,协作机器人的愿望也是能够在工业现场,和客户应用侧搭建这样的一个工程师使用平台。那么这又是我们的一个典型的平台性产品这也就是我们坚定将协作机器人技术平台化的原因,最终创造出的是那么这个产品我们叫做复合型应用。简而言之,我们朴实的愿望就是想先实现“人手”的功能,接着是脚(无论是安装AGV还是导轨),再配合眼睛(视觉),触觉(力控),让机器人真正具备高级智慧和处理复杂任务的能力。,这里面其实愿望也很简单,希望能够实现一个人的能力。有腿有手,腿就是轮子,那么手就是我们的臂,还有眼睛。它上面有根据实际场景,所以其实这个产品综上所述,协作机器人企业的愿望将来就是向人的一个方向演进。从商业模式来看艾利特讲我们其实就是要做一款平台型产品因为我们的商业模式其实是比较简单的,相对于我们做大数据相关,我们就是——做好这条手臂。当然我们也必须做一件事,围绕这条臂上我们做了非常多大数据应用以及算法结算以及其上衍生出生产,那么,包括上述提到的除“手”之外的相关算法腿,眼睛,视觉,算法等等各个维度。那么所以这就是我们总结,以上三点。

 

那么围绕5G和机械臂,第二个大问题是我们如何用协作机器人来为生产赋能呢?这里面我们可以先开启一个协作机器人之旅。当然这也是目前最主力适配的行业。这是我们在北欧的一个应用场景,用户使用协作机器人进行汽车零部件(支架)的装配和螺丝锁付。因为这个工作对工人来说强度很高,又满足标准的人机功能环境下装配的制程要求,因此也成为非常适合协作机器人发挥优势的场景。在华南的3C电子厂我们也做了尝试,使用机器人直接替换人工,用1台机器人对应3台设备,可直接节省1-1.5个工人。

 

当然协作机器人发挥优势还要找准场景,协作机器人产品是为了两类场景而设置。第一类是为了满足以渐进自动化改造需求的中小企业需求,将协作机器人作为核心的独立工作站,在不改变现有产线布局的情况下,快速实现机器换人,或单工站自动化升级改造。

 

第二类是面向OEM或整线客户,结合工厂自动化系统,通过全面的开放性接口:由中控单元全面监视和控制协作机器人的状态,或是通过底层伺服控制接口,结合最新的AI及第三方控制算法,实现更为复杂的应用。事实上目前两类场景,那么第一类面向SME,标准工作站,第二个把这个协作机器人混入我们的线体里面,大概是这样的一个,两个应用场景。

那么这又是一个典型的应用,那么这里面也是用一个经典的混线应用举例,表达了一下我们我们对这项技术的实操理解。的协作机器人在3C场景里面人和工业机型共同工作,。那么引出一个概念就是“渐进自动化改造”(Progressive Automation),我们都知道当我们看到机器人,脑海里呈现的场景更多是汽车行业的一条线体,但实际上这种场景是非常鲜见的,业主更有兴趣的是评估这一条线体里面到底有多少工位适合把人替换掉,容易替换的先替换,不容易替换的后替换。由于协作机器人严丝合缝的适配性,实际场景里更多适用于各个类型工位的一对一替换。

 

刚才我强调了易用是协作机器人的核心,事实上我们在这个方面做了很多的工作,比如说机器人关节模组结构,像积木一样用5分钟到10分钟就可以更换一个关节。第二,我们把整个控制系统用一体化主板的方式去制造,用户就像更换电脑主板一样容易。第三件事,就是基于脚本编程进行应用性的表达,并且不管是机器人本体还是软件,都可以进行远程升级。

 

对于协作机器人的未来发展,我们总结为更先进,更协作,更强大,更开放。因此在产品设计过程中也必须具备前瞻性,包括一体化主板结构,对IO端的适配能力,开放式的操控系统,以及大数据获取的接口等等。其目的就是希望机器人能够作为工具来使用,更贴近于人的能力。

 

最后一个问题,回到我们的主题,5G带来的新场景如何落地?其实对于5G的解读我们身边最早接触的更多还是在2C端的场景,包括视频的通讯、通话相关的技术。实际上我们认为5G真正能发挥效能的场景,应该是在工业场景,或者说对实时要求比较高的场景。

 

这里面提到两个部分的市场空间,包括传统的工业机器人,或者生产制造适配行业,比如3C、汽车行业,也包括一些增长的市场,比如说电力、医疗辅助手术等等。

 

5G所具有的高速度、低功率、低延时、万物互联的特性将将创造更多柔性应用场景,其中就包含了协作机器人可以发挥的空间,例如目前广泛适配的汽车零部件行业。我们认为未来汽车形态和驾驶方式都将发生重大改变,而产品线的快速迭代和新工艺制程的产生需要更柔性的生产工具,这是协作机器人的机会。

 

再比如中国市场特有的全球供应链——最完整的3C电子行业,劳动密集的后道工序中蕴藏着大量机会,小批量多品种的柔性生产需求在这些行业非常显著。

 

在医疗设备的诊疗和药品的配置方面,艾利特手臂也有大量的适配机会,比如药方的配置等,甚至在今年年初的时候,武汉的方舱医院也联合我们的合作伙伴进行了适配。

 

我们在IDC数据中心的巡检方面也做了非常多的工作,包括电力行业,高危环境下配网的搭建以及远程挖掘机的操作,这里面的产品形态更像复合类机器人。甚至在一个项目上面,艾利特机器人用操纵杆进行了直升飞机无人化的操作,当然不见得非得是机器人的手臂操作飞机,其实也是5G技术在低延时技术上的表达。另外,我可以操作飞机,我也可以操作任何东西,包括挖掘机等等。(来源:甲子光年)