近一兩年，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)開始進(jìn)入爆發(fā)式增長期。如何利用機(jī)器人為制造業(yè)解困并向“智造”升級(jí)？困境在哪里呢？機(jī)器人換人倒計(jì)時(shí)正式開啟。
打造“無人工廠” 中國機(jī)器人市場空間上萬億
在中國東莞，美麗的松山湖畔，一個(gè)以“世界一流”為目標(biāo)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地正在加速醞釀中。
近日，作為該基地核心部分的松山湖國際機(jī)器人協(xié)同創(chuàng)新研究院籌建辦公室正式掛牌，一批手握機(jī)器人制造核心技術(shù)的企業(yè)已經(jīng)進(jìn)駐。該基地的負(fù)責(zé)人，是全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍人物、香港科技大學(xué)自動(dòng)化中心主任李澤湘教授。“國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)才剛剛起步，我們將與其他機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地進(jìn)行差異化發(fā)展。由于東莞及珠三角3C——電腦、通訊、消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大，基地首先將針對(duì)3C產(chǎn)業(yè)進(jìn)行機(jī)器人開發(fā)。”李澤湘說。
東莞市機(jī)器人技術(shù)協(xié)會(huì)副會(huì)長羅百輝表示，珠三角各類機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地正呈現(xiàn)遍地開花的態(tài)勢。中國廣東省去年出臺(tái)《廣東省信息化發(fā)展規(guī)劃綱要(2013—2020年)》，將工業(yè)機(jī)器人等智能裝備作為發(fā)展的重點(diǎn)方向。去年至今，從廣東省級(jí)層面到廣州、深圳、佛山等制造大市，無不依據(jù)各自產(chǎn)業(yè)規(guī)劃推出了相應(yīng)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展新政，形成了各自的思路和做法。
制造業(yè)的困境來自三個(gè)方面。首先是勞動(dòng)力成本問題。“2005年開始，工人工資直線上漲，企業(yè)逐漸不堪重負(fù)。其次是土地緊缺和環(huán)保壓力。更大的困境來自全球制造業(yè)競爭的壓力。制造業(yè)走向智能高端是唯一的出路。發(fā)展以機(jī)器人為代表的智能制造產(chǎn)業(yè)，被看做是走出以上所有困境的唯一鑰匙”羅百輝表示，機(jī)器人廣泛運(yùn)用在制造業(yè)的優(yōu)點(diǎn)有兩方面。一方面，制造業(yè)的競爭力無非在于價(jià)格和品質(zhì)，大規(guī)模的自動(dòng)化制造，能為企業(yè)在價(jià)格與品質(zhì)之間建立起比較優(yōu)勢，不僅大幅提高產(chǎn)品的精度和質(zhì)量，還能保證交貨期。另一方面，機(jī)器人的使用將原有生產(chǎn)線進(jìn)行了組合、壓縮，大大提高了車間利用率，提升了單位面積的產(chǎn)出。此外，機(jī)器人工作在點(diǎn)膠、焊接、搬運(yùn)等危險(xiǎn)性大、勞動(dòng)強(qiáng)度高的崗位，不僅解決了用工難的突出問題，還解決了環(huán)保難題，使勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)變成了技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。
而今很多企業(yè)都開始定制屬于自己的機(jī)器人，這種量身定制的機(jī)器人也越來越受到廣大企業(yè)的追捧。根據(jù)不同行業(yè)定制的專屬機(jī)器人讓各企業(yè)感受到了智造帶來的優(yōu)越。解困了制造業(yè)的枯寂。訂單滾滾不斷。“舒服日子總算熬到了。”
據(jù)羅百輝介紹，機(jī)器人在珠三角制造業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)用始于去年下半年，不到一年時(shí)間，機(jī)器人已滲透家電、汽配、電子信息、食品等諸多行業(yè)，并給這些行業(yè)帶來了深刻變革。
一個(gè)有意思的案例是，東莞模具行業(yè)的龍頭鉅升電子，甚至從機(jī)器人的應(yīng)用者“變身”為了生產(chǎn)者、推廣者。鉅升電子將進(jìn)口機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，研發(fā)出國內(nèi)領(lǐng)先的智能化精密模具柔性制造系統(tǒng)，從而成功拿下了iPhone配件模具訂單；而其研發(fā)的新系統(tǒng)則作為一個(gè)“意外的”副產(chǎn)品，將向國內(nèi)10家以上企業(yè)推廣，每套系統(tǒng)售價(jià)約100萬元。
而在“家電之都”順德，機(jī)器人的滲透使得家電等傳統(tǒng)制造業(yè)中的“無人車間”、“智慧工廠”日漸增多，生產(chǎn)效率和品質(zhì)顯著提升。順德區(qū)經(jīng)濟(jì)和科技促進(jìn)局的數(shù)據(jù)顯示，近3年該區(qū)實(shí)施智能化技術(shù)改造項(xiàng)目170多個(gè)，投資超過50億元，企業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率提高30%，產(chǎn)品優(yōu)良率提高2%，。
經(jīng)過十多年的發(fā)展，目前機(jī)器人已經(jīng)形成了完善的三層科技創(chuàng)新體系機(jī)制，發(fā)展成為了高層次人才的聚集地，以及國內(nèi)知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要力量。在中國黨的“十八大”進(jìn)一步確定了發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和用先進(jìn)制造技術(shù)推進(jìn)中國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整的重要路徑。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為高端智能制造代表，本身是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是其他高端制造業(yè)的重要支撐和保障，必將成為“中國制造”的核心和推進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的源動(dòng)力。
如何打造中國的“數(shù)字化無人工廠”，把自身打造成“智能化、無人化、數(shù)字化整體系統(tǒng)方案提供商”？據(jù)廣東拓斯達(dá)科技有限公司董事長吳豐禮介紹，自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人成套裝備、工裝機(jī)器人等都是數(shù)字化無人工廠的核心設(shè)備及系統(tǒng)。而機(jī)器人恰恰是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化無人工廠的核心，公司巧妙地將機(jī)器人、智能設(shè)備和信息技術(shù)三者相融合，工藝涵蓋了工廠制造的生產(chǎn)、質(zhì)量、物流等環(huán)節(jié)，主要解決工廠、車間和生產(chǎn)線以及產(chǎn)品的設(shè)計(jì)到制造實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)化過程。
目前全球面臨著制造模式的變革，對(duì)于中國而言，制造業(yè)正面臨著巨大的困難和挑戰(zhàn)：人口紅利的消失、勞動(dòng)力短缺、勞動(dòng)力成本的急劇上升、對(duì)資源和環(huán)境的掠奪性使用等，導(dǎo)致中國制造模式和發(fā)展模式已不可持續(xù)，急需轉(zhuǎn)型和升級(jí)。
同時(shí)，歐美對(duì)高端制造的壟斷，低端制造向勞動(dòng)力成本更低的國家轉(zhuǎn)移，這些現(xiàn)實(shí)因素也倒逼中國制造模式快速變革。而機(jī)器人技術(shù)和功能、性能的快速提升，機(jī)器人價(jià)格的大幅下降，也使得機(jī)器人大批量替代人具備了技術(shù)可行性和市場可行性。此外，中國上萬億的巨大市場空間也為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的市場支撐。
利用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)制造模式的變革
他們還將開發(fā)機(jī)器人協(xié)作“原則”，這些原則將被嵌入硬件和軟件中，使機(jī)器人蜂群可以根據(jù)其面臨的實(shí)際環(huán)境，在沒有人員干預(yù)和監(jiān)督下，自行作出改變、適應(yīng)，建立協(xié)作關(guān)系。第一支機(jī)器人蜂群原型將由數(shù)百個(gè)自動(dòng)裝置構(gòu)成，每個(gè)大小只有1平方英寸左右。針對(duì)有人對(duì)機(jī)器人蜂群可能會(huì)變壞，從而對(duì)人類造成傷害的質(zhì)疑，溫菲爾德予以了否認(rèn)。
他說：“聽上去像是科幻小說中給人帶來恐懼的東西，但其實(shí)不然，它們僅僅是復(fù)雜的工程系統(tǒng)。它們必須經(jīng)過嚴(yán)格的安全性和有效性評(píng)估，然后才會(huì)用于現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。作為科學(xué)家，我們的行為要受到道德倫理的約束，但我們不能確定這些東西可能如何被使用。這是一個(gè)仁者見仁，智者見智的問題，應(yīng)由更廣泛的群體去決定。”
溫菲爾德還透露，第一個(gè)機(jī)器人蜂群有望在未來10年至15年內(nèi)做好用于現(xiàn)實(shí)生活的準(zhǔn)備。英國謝菲爾德大學(xué)教授諾埃爾？沙基(NoelSharkey)上個(gè)月曾預(yù)測，自動(dòng)化軍用機(jī)器人將在10年內(nèi)投入使用，這支自動(dòng)化部隊(duì)能自行決定何時(shí)發(fā)起攻擊，以及向哪些人發(fā)起攻擊。
然而機(jī)器人是否正真能大規(guī)模存在也存在著一定的瓶頸。
瓶頸是什么？
珠三角、長三角地區(qū)不少城市已經(jīng)開始“機(jī)器換人”計(jì)劃，而公司在產(chǎn)業(yè)布局上構(gòu)建“南北兩翼齊飛戰(zhàn)略”也正基于此。中國現(xiàn)在已成為全球最大的機(jī)器人產(chǎn)銷國家，未來10年將是中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展和制造模式變革的黃金期。機(jī)器人及智能裝備的市場將達(dá)到萬億規(guī)模，中國應(yīng)抓住這次新工業(yè)革命的機(jī)遇，大力發(fā)展中國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，同時(shí)利用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)制造模式的變革，完成中國由“制造大國”向“制造強(qiáng)國”的轉(zhuǎn)變。
與此同時(shí)，歐洲科學(xué)家日前啟動(dòng)了一個(gè)機(jī)器人科研項(xiàng)目，目標(biāo)是打造由數(shù)百個(gè)自動(dòng)化、變形金剛式機(jī)器人構(gòu)成的蜂群，用于人員搜救、太空探索等。
迷你機(jī)器人自動(dòng)組織、外形百變
科學(xué)家的目標(biāo)是在2013年前打造一支由能自動(dòng)組織、外形百變的迷你機(jī)器人組成的蜂群原型，它們能作為團(tuán)隊(duì)精誠合作，并且還具有自愈功能。這些機(jī)器人能互相串聯(lián)起來，一同分享能量，攜手合作，將它們從事不同任務(wù)的能力發(fā)揮到最大程度。這個(gè)機(jī)器人項(xiàng)目名為“Symbrion”，預(yù)計(jì)耗資460萬英鎊，全部由歐盟出資贊助，來自歐洲10所高校的研究人員參與了這一項(xiàng)目。他們表示，這支變形金剛式機(jī)器人蜂群未來用途很廣，包括搜救任務(wù)，太空探索和醫(yī)療救助。
英國布里斯托市西英格蘭大學(xué)教授艾倫?溫菲爾德(AlanWinfield)表示：“我們可以將一群迷你機(jī)器人釋放出去，沖向地震造成的坍塌建筑。它們能自行分成一個(gè)個(gè)搜救小組，去到處尋找幸存者，或?qū)⑺槭叩[搬起來，營救受困人員。一些機(jī)器人能形成一條鏈，讓救援人員同幸存者溝通，而其他一些機(jī)器人還能自行組裝，變成‘醫(yī)學(xué)蠅蛆’(medicinebot)，第一時(shí)間提供救援。”
據(jù)溫菲爾德教授介紹，“迷你機(jī)器人一個(gè)個(gè)本身均具有功能性，但它們能聯(lián)合起來，或根據(jù)環(huán)境的實(shí)際需要對(duì)外形作出相應(yīng)的改變。單個(gè)機(jī)器人在外形上不能作出改變，但它們將改變和發(fā)展它們的功能性。”參與“Symbrion”計(jì)劃的科學(xué)家將開發(fā)相關(guān)軟件，令這些“百變機(jī)器人”能攜手合作，通過它們不同的特性，將一身本領(lǐng)盡最大程度施展出來。
開發(fā)機(jī)器人協(xié)作“原則”
如果說過去的障礙主要在于行業(yè)認(rèn)知和接受度，那么現(xiàn)在最大的障礙無疑是資金。企業(yè)大規(guī)模使用智能機(jī)器人需要投入巨大的金額，這種金額卻只適用于大企業(yè)令許多中小企業(yè)望而生畏。
但是無論有多少瓶頸困難在前，我們依然相信在不久的將來機(jī)器人必定能為各行各業(yè)帶來無語倫比的欣欣力量。像變心金剛里那樣智能的機(jī)器人在不久的將來必定會(huì)出現(xiàn)在人們的生活與工作中。為人們帶來更高的工作效率。