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2014年机器人十大新闻

2015-04-16

机器人技术与应用 2015年1期
关键词:工业机器人

2014年机器人十大新闻

1 机器人竞争上升到国家高度

机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。因此,机器人领域的竞争在2014年上升到极致,不仅在技术层面和商业市场硝烟滚滚,而且各个国家纷纷在战略高度上,将机器人摆放在重要位置。

在2014年6月举行的中国科学院第十七次院士大会、中国工程院第十二次院士大会上,习近平主席发表重要讲话,明确提出:“我们不仅要把我国机器人水平提高上去,而且要尽可能多地占领市场。”面对市场发展机遇,中国机器人行业专家将2014年视为中国机器人发展腾飞的元年。

美国在最新发布的机器人发展路线报告中,将机器人与互联网定位与同等重要的地位,被列为美国实现制造业变革、促进经济发展的核心技术。

欧盟启动全球最大民用机器人研发计划-“SPARC”,计划到2020年投入28亿欧元,创造24万个就业岗位。最引人注目的是,德国为保持其制造业领先地位,提出工业4.0计划,将智能机器人和智能制造技术作为迎接新工业革命的切入点。

日本将机器人作为经济增长战略的重要支柱,在其新产业发展战略中,机器人产业作为重点扶持产业之一。

韩国制定了“智能机器人基本计划”,并于2012 年10月发布了“机器人未来战略展望2022”,指明了机器人未来的发展方向。

全球机器人领域激烈的竞争从2014年全面展开。

2 服务机器人产品星火燎原

2014年是工业机器人产业创纪录的一年,IFR预计全球工业机器人销量超过20万台,整机年销售170亿美元,加工配套规模500亿美元。然而,这一年的非工业机器人产品更不容忽视。

经过几年发展,非工业机器人产品已经面向各行各业,燎原之势已成。从IFR的统计数据看,在2010年以前,非工业机器人市场占有率很低, 2010年工业机器人配套市场175亿美元,非工业市场不到40亿美元,其中个人与家用市场产品5亿美元。2013年,个人与家用市场产品增加到17亿美元,最为普及的产品是扫地、剪草坪等清洁类机器人。

统计数据的迟滞并不能阻碍蓬勃发展的服务机器人消费市场。在中国国内,上亿产值规模的机器人生产企业在2014年已经如雨后春笋般涌现出来,科沃斯、银星、大疆、纳恩博、易步科技等新锐企业呈现爆发式成长态势。原国家863计划机器人技术主题专家组组长王田苗教授表示,最近两年是机器人市场大发展的临界点,谁在这个时候抓住机遇,就能赶上机器人时代的高速列车。目前,清扫机器人、智能代步车、航拍无人机产品已经成熟,在市场上新品辈出,竞争激烈。此外,市场上娱乐机器人、陪护机器人、餐厅机器人、展示导引机器人、安保机器人、医疗机器人等产品亦在市场上打开局面,得到社会的广泛认知与接受,产品日趋丰富。

3 中国成为全球机器人最大市场

中国快速良好的经济发展使得机器人产品在中国找到最好的沃土,根据中国机器人产业联盟发布的中国工业机器人市场统计数据,2013年国内企业在中国销售工业机器人总量超过9500台,按可比口径计算2013年销量较上年增加65.5%,考虑到前期研发企业实现投产、新企业进入等因素,国内企业实际销量是上年的3倍。另据国际机器人联合会(IFR)统计,外资企业2013年在华销售工业机器人总量超过27000台,较上年增长20%。结合统计数据,2013年中国市场共销售工业机器人近37000台,约占全球销量五分之一,总销量超越日本,成为全球第一大机器人市场。

这是中国机器人产业联盟与国际机器人联合会(IFR)通过统计信息交换的方式,第一次实现对中国工业机器人市场较为全面的统计。从机械结构看,2013年国内企业销售的工业机器人中,坐标型机器人是主要产品,占比超过40%,并且数量超过外资企业在华销售同类机器人的总量。从工业机器人应用领域分布看, 2013年近六成的国内产工业机器人应用在搬运与上下料领域,其中用于塑料成型件的搬运与上下料和用于机床加工中的搬运与上下料的机器人最多。从应用行业看,外资机器人应用比较集中,汽车行业购买量接近50%,电子产品制造业和金属加工业占比分别占14%和10%。而国内产工业机器人广泛地服务于国民经济25个行业大类,范围涉及食品、家具制造、化肥、药品、橡胶、采矿、印刷、汽车、铁路等领域,其中以输配电及控制设备为代表的电气设备制造和以计算机、电子器件、视听设备为代表的电子产品制造业,在国内产机器人的销售总量中占比最高,分别占17% 和15%。

此外,据不完全统计,国内以机器人名义建设的产业园近40家,相当于平均每个省有超过1家机器人产业园;广东顺德计划投15亿引进欧盟机器人,浙江杭州“机器换人”投资800亿元,各地方机器人大投资大项目不断刷新高;国内机器人企业增长数全球第一,全国已有430家机器人企业,机器人概念上市公司50 家,平均每周产生2家新的机器人公司。

4 首届中国机器人峰会(RoboTop2014)召开

代表中国国内机器人行业最顶级的技术峰会——首届中国机器人峰会(RoboTop2014)在年中隆重召开,这次大会吸引了800多位业界精英的参与,是国内迄今规模最大、影响力最大的行业盛会。

张钹院士、蔡鹤皋院士,国家863计划先进制造技术领域“十五”、“十一五”机器人主题专家组组长王田苗教授,国家863计划智能机器人专题专家组现任组长赵杰教授,以及黄田、刘成良、王耀南、刘景泰、孙立宁、韩建达等专家均出席大会,安川莫托曼、新松、上海新时达、博实自动化、埃夫特、科沃斯等国内外知名的机器人公司高管共同见证了空前盛况。

与会专家表示,2014年是中国机器人大发展的元年,对中国企业充满信心和希望。张钹院士以《网络时代的机器人—机器人将重走PC机之路?》为题, “蛟龙号”水下机器人海试总指挥刘峰研究员以“蛟龙号”十年发展之路为引,旁征博引、斟酌探讨机器人行业的未来发展;新松、埃夫特、科沃斯等国内外知名公司则在大会上进行技术报告与成果的交流。

此次会议由《机器人技术与应用》杂志社联合天津市科学技术委员会、天津市武清区人民政府主办,取得了圆满成功,促进了行业内的大交流、大合作,激发了产、学、研、用等机器人产业链的各环节发挥自身优势,共谋中国机器人发展之路,标志着我国机器人发展站上全新的起跑线。

5 3D打印开始对传统制造业进行颠覆

增材制造(3D打印)是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。这是一种按需添加材料制造产品技术,与传统加工制造技术截然相反。随着机器人技术与智能技术的发展,3D打印技术开始走上历史舞台,对传统制造业进行全面的颠覆。

在百度BIG大会第五期“机器人与未来”上,美国康奈尔大学创意机器人实验室主任Hod Lipson(胡迪•利普森)总结了3D 打印将带来10种颠覆性变革。

1. 复杂性免费。通过3D打印制造复杂的产品和简单的产品成本是一样的。

2. 不受数量限制。同一产品不管打印1个还是1万个,其单位成本是一样的。

3. 无需专用制造装备,无需组装工具,3D打印制造出来的就是一个完整功能的产品。

4. 零间隔时间。3D打印从个体试生产到批量生产,中间不需要试制测试与产能设计,时间间隔几乎为零。

5. 零限制。3D打印可以制造非常复杂的产品,没有几何形状的限制,人们只要能在电脑里设计出相应的3维图案,3D打印即可制造出来。

6. 零手艺制造。3D打印可以让普通人也能制造复杂的产品,不需要专门的手艺培训。

7. 便携甚至可以手提。3D打印机可以便携到随时带走,不像传统的制造设备只能固定在一处,并且可以实现分布式制造,多个3D打印机协同打印一个产品。

8. 生产废弃料少。3D打印是针对设计好的形状进行材料添加补全,不会浪费原料。

9. 不限材料。3D打印机能够打印的材料已经超出人们的想象,如打印食物(披萨、蛋糕等)、各种金属、大型建筑,甚至打印活体细胞,制造心脏瓣膜。

10. 精确重复。3D打印可以精确地复制一个物品,就像复印机复印纸张一样。

Lipson 认为,3D打印带来的革新才刚刚开始,未来3D打印会有3个发展阶段:自由地制造新的形状;自由地创造新材料;自由地创造新的活动系统。

6 《机器人用谐波齿轮减速器》国家标准颁布实施

国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会发布公告,国家标准《机器人用谐波齿轮减速器》(GB/ T 30819-2014)于2014年底开始正式实施。该标准基本涵盖了机器人用谐波齿轮减速器分类原则、技术要求、性能指标、试验方法、检验规则和包装、运输、储存等方面的内容,对谐波减速器的产品型号、分类、外形尺寸、传动效率、扭转刚度、噪声、温升、使用寿命等技术指标以及相应的试验方法、试验设备和检验规则等主要技术内容进行了规范。标准由苏州绿的谐波传动科技有限公司、江苏省减速机产品质量监督检验中心、上海ABB工程有限公司和北京工商大学负责编制。

谐波减速器是机器人实现运动功能的核心部件,现在约有90%的谐波减速器应用在机器人工业和精密定位系统中,是现代工业重要的基础部件。在市场上,国产机器人的销量只占到国内市场份额的13%左右,据分析,困扰国产机器人发展的瓶颈就在于核心零部件无法自给自足,机器人行业用谐波减速器严重依赖进口。《机器人用谐波齿轮减速器》国家标准的推出,对促进我国谐波传动技术进步和产品升级,推动我国整个机器人行业的健康发展具有十分重要的意义。

7 中美大学合作开发“云机器人”实验成功

云机器人是云计算与机器人学的结合,是机器人信息存储和获取方式的一个学术概念,所有机器人可以共享数据库,减少开发人员的开发时间。在Humanoids 2010 会议上,卡耐基梅隆大学的James Kuffner教授提出了“云机器人”的概念,引起了广泛关注,很多专家认为云机器人或许就是机器人学的下一个跨越式发展。

2014年10月,中国科学技术大学机器人实验室与美国卡内基- 梅隆大学机器人实验室联合进行的云机器人实验取得成功,并以最高分获得2014RoboCup 机器人世界杯中国公开赛技术挑战赛冠军。

据介绍,自2010 年以来,中美团队聚焦于不同技术侧面,分别开展了有关云机器人的持续性基础研究。中科大在外部开放知识获取、机器人自动推理与规划、人机语义理解等方面重点研究,形成了一条机器人运用外部知识提高性能的技术路线。美方在机器人大数据分析与人机合作等方面进行深入探讨,也取得了重要成果。

双方通过合作研究,探索通过云机器人平台,实现机器人与人之间的资源共享与合作。在首次联合实验中,位于中国合肥的中科大“可佳”(KeJia)机器人与位于美国匹兹堡的卡内基-梅隆大学“可宝”(CoBot)机器人,借助云平台实现了远程合作与资源共享测试,实验非常成功,“可佳”与“可宝”分别完成了各自单独工作无法完成的测试任务。

中国科大人工智能中心和机器人实验室主任陈小平教授表示,如果让不同的机器人与云计算平台相结合,从云平台和其他机器人那里获取有关知识和技能,那么就可以实现机器人之间、人机之间的知识共享和合作,从而极大地拓展每一台机器人的能力范围,并降低开发成本。

此外,由欧盟多个成员国顶尖科研机构、大学和工业企业等组成的欧洲RoboEarth研发团队,也在进行相关研究工作,将基本的机器人技术同互联网的云计算系统相连接,利用远程数据中心提供的专业化智能服务,实现机器人之间的知识分享,并提供执行各类复杂功能任务的服务。

8 工业机器人四大家族地位稳固

工业机器人市场一直被日欧企业垄断,细数之下,为四大家族:ABB、安川电机(YASKAWA)、发那科(FANUC)、库卡(KUKA)的天下,近年各国机器人相关企业频出,产品异彩纷呈,但是四大家族的垄断地位尚不可动摇。四家2013年收入合计约50亿美元,占据着全球工业机器人50%市场份额,在中国超过60%市场份额。

四大家族起家均从事与机器人产业链相关的业务,ABB 和安川电机从事电力设备电机业务,发那科从事数控系统业务,库卡从事焊接设备业务,最终他们成为全球领先的综合型工业自动化产品企业,其共同特点是掌握了机器人本体和机器人某种核心零部件的技术,最终实现一体化发展。

中国产业信息网发布的《2014-2019年工业机器人产业全景调研及投资方向研究报告》指出:2013 年ABB、发那科、库卡、安川电机收入分别为418、60、24、38 亿美元;净利润分别为28、15、0.8、0.8 亿美元;工业机器人收入均为10-14 亿美元左右,但收入占比差别较大,分别为3%、23%、42%、34%;2013 年末市值分别为610、300、16、24 亿美元。

四大家族除了发那科综合毛利率接近50%,其余毛利率水平基本在25-30%左右。四家净利润水平相差较大,发那科净利率达25%,ABB 为7%,库卡和安川电机仅为2-3%。从历史数据看,过去十年四大家族PE 水平保持在20-30 倍左右。

9 汽车无人驾驶进入倒计时

2014年5月,谷歌公司无人驾驶汽车正式亮相,掀开了汽车无人驾驶的神秘面纱,这款没有方向盘和刹车装置的汽车,预计5年内可以实现商用。随即,奥迪等一些传统的汽车企业也称正在测试自己汽车的无人驾驶技术,毋庸置疑,人类将迈进无人驾驶时代,汽车无人驾驶正进入倒计时。

据分析,无人驾驶汽车不会很快出现在高速公路上,但它们即将出现在机场或校园中。从今年开始,美国10座城市将开始自动汽车试点项目。美国佛罗里达州的坦帕湾将从春季开始,将成为第一座无人驾驶汽车试点城市。到2016年年末,美国另外12-20座城市将加入自动汽车试点项目。这意味着,到2017年,美国将有30座城市的公路上出现无人驾驶汽车。

英国亦表示允许无人驾驶汽车在公路上行驶,将修订道路交通规则,为无人驾驶汽车的出现提供适当的规则指引。

目前,无人驾驶汽车有两大技术门派,一种是以谷歌公司为代表的全新技术流,这种无人驾驶汽车和传统汽车差异很大,根本没有方向盘和刹车装置,一切都是全新设计,驾驶和泊车不需要人动手参与,跟人们记忆中的汽车完全不同,不需要驾驶者具备传统的驾驶证;一种是以奥迪公司为代表的传统汽车厂商,他们逐步改良现有的汽车,在传统汽车上加装智能装备,例如,目前可以自动泊车,逐步实现自动驾驶,最终实现完全无人参与的智能行驶汽车。

10 曲道奎入选十大“科技创新人物”

由中央电视台、中国科学院发起,科技部、教育部、中国工程院、中国科学技术协会、国家自然科学基金委员会、国家国防科技工业局共同举办的2014年度最具影响力十大“科技创新人物”和三大“科技创新团队”评选活动落幕,推选委员会以两院院士代表为主,由主办方代表、媒体代表、学协会代表和其他相关各界代表共同组成,经过三轮评审,推选委员会从84名有效候选人物(含个人和团队)中评选出最终结果。

年度十大“科技创新人物”和三大“科技创新团队”分别是:曲道奎、王坚、贾利民、邓中亮、舒跃龙、张红文、袁隆平、李兰娟、乔杰、戴建武获得年度科技创新人物奖,国防科技大学天河高性能计算创新团队、探月工程三期再入返回飞行试验任务团队、中国科学院海洋研究所“科学”号海洋科学考察团队获得科技创新团队奖。其中,曲道奎是机器人领域的杰出代表,是该领域获此殊荣的第一人。

曲道奎现任新松机器人自动化股份有限公司总经理、机器人国家工程研究中心副主任,他带领的团队创造了中国机器人发展史上88项第一,研发的机器人遍布全球15个国家。新松公司隶属中国科学院,是一家以机器人独有技术为核心,致力于数字化智能高端装备制造的高科技上市企业,股票简称就是机器人,2009年上市,一直是国内机器人行业的风向标,也是国际上机器人产品线最全厂商之一。新松公司产品涵盖工业机器人、洁净(真空)机器人、移动机器人、特种机器人及智能服务机器人五大系列,其中工业机器人产品填补多项国内空白,洁净(真空)机器人多次打破国外技术垄断与封锁,大量替代进口,移动机器人产品综合竞争优势在国际上处于领先水平,被美国通用等众多国际知名企业列为重点采购目标,特种机器人在国防重点领域得到批量应用,在高端智能装备方面已形成智能物流、自动化成套装备、洁净装备、激光技术装备、轨道交通、节能环保装备、能源装备、特种装备产业群组化发展。

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