為(wèi)什(shén)麽中國工業機器(qì)人(rén)推廣普及困難

日本、歐美等國家已經大量使用機器(qì)人(rén)參與工業制造,從各種宣傳的視(shì)頻及業内人(rén)士的評價看得出來(lái)工業機器(qì)人(rén)的技術已經很成熟。工業機器(qì)人(rén)既提高生(shēng)産效率又提高産品質量,在中國為(wèi)什(shén)麽不推廣使用呢(ne)?不管是政策上(shàng)還是技術上(shàng)的原因,本文針對此問題進行了(le)討(tǎo)論!

産業升級和轉型這(zhè)幾個(gè)詞,從開始聽(tīng)到到現(xiàn)在國家在中央層面已經喊了(le)十多年了(le),但(dàn)是要說(shuō)真正讓人(rén)感覺産業升級和轉型迫在眉睫,不升級不轉型就(jiù)死的時(shí)間(jiān)段也(yě)就(jiù)是08年以後,但(dàn)我認為(wèi)嚴格說(shuō)應該是11年開始,也(yě)就(jiù)是這(zhè)幾年,大家才真正認識到制造業自動化(huà)迫在眉睫,因為(wèi)雖然十幾二十年一(yī)直以來(lái)中國的勞動力成本都在持續上(shàng)升,但(dàn)是自從08年後的四萬億雞血以及之後的通貨膨脹指數飙升,勞動力成本和其它各項成本的突然飙升,才讓企業家深刻體(tǐ)會到人(rén)工的昂貴以及這(zhè)種人(rén)工的制造業不可持續。

所以,這(zhè)一(yī)兩年産業升級以及自動化(huà),也(yě)就(jiù)是國家提出的“兩化(huà)”————信息化(huà)和自動化(huà),這(zhè)已經上(shàng)升到了(le)國家戰略,中央層面高度重視(shì),已經在開始着手頂層設計,既然是頂層設計,那麽當然國家是大力支持和扶持的,也(yě)在對很多進行自動化(huà)改造升級的企業進行補貼。财政方面,銀行貸款也(yě)優先這(zhè)類型企業,也(yě)就(jiù)是所謂的先進産業,所以,在國家層面,是大力鼓勵發展和大規模應用的,而題主問為(wèi)什(shén)麽不進行大規模推廣應用,我想說(shuō),這(zhè)不是國家不支持的原因,而是中國制造業的問題,導緻有心而無力。

既然國家鼓勵和補貼,那為(wèi)什(shén)麽在國内沒見大範圍應用和推廣倒是機器(qì)人(rén)公司大把呢(ne)?

首先,工業機器(qì)人(rén)産業正是國家鼓勵的優先扶持和發展的先進産業,各方面政策優惠都利好(hǎo)(hǎo),加上(shàng)國内外資本的青睐,這(zhè)類企業自然就(jiù)多。

其次,過去中國的制造業大部分(fēn)屬于低(dī)端制造業和勞動力密集型的,這(zhè)也(yě)就(jiù)是說(shuō),中國工廠雖然多,員(yuán)工上(shàng)千上(shàng)幾萬大工廠也(yě)很多,但(dàn)是真正盈利高的不多,大部分(fēn)工廠看似很大很多員(yuán)工,但(dàn)隻不過都是在低(dī)價走量,勉強生(shēng)存罷了(le),比如(rú)服裝鞋帽企業,動辄幾千員(yuán)工,其實一(yī)件衣服一(yī)雙鞋也(yě)就(jiù)賺幾塊錢(qián)而已,有些(xiē)還沒有。那麽如(rú)此低(dī)利潤的産品何以容得下(xià)這(zhè)昂貴的工業機器(qì)人(rén)?

觀點一(yī):

一(yī)、制造業要自動化(huà)确實不是你上(shàng)一(yī)個(gè)工業機械手就(jiù)解決的,因為(wèi)工業機器(qì)人(rén)是沒有感情的,沒有思維和思考能(néng)力的,一(yī)切都是按照程序走的,這(zhè)就(jiù)意味着你要提前編好(hǎo)(hǎo)程序,告訴機器(qì)人(rén)怎麽走怎麽做,我什(shén)麽東西(xī)放(fàng)在哪,要移動到哪裏,而且還要在規定時(shí)間(jiān)執行相應命令,要做到這(zhè)些(xiē),必須有個(gè)重要的配套設備——夾具,夾具是固定産品位置的,一(yī)般在設置好(hǎo)(hǎo)的位置上(shàng),然後把該位置通過程序告訴機器(qì)人(rén)。

二、機器(qì)人(rén)的代表就(jiù)是機械手,機械手有六個(gè)自由度,自由度越大越靈活,就(jiù)像人(rén)的手,捆綁住限制了(le)自由性也(yě)就(jiù)靈活度降低(dī),也(yě)就(jiù)夠不着拿不到放(fàng)不到某個(gè)位置上(shàng)的東西(xī)。

三、機器(qì)人(rén)沒有任何情感,那怎麽讓它有感覺,那就(jiù)使用傳感器(qì),讓機器(qì)人(rén)感知溫度和位置等信息,感覺有了(le),就(jiù)像人(rén)的神經,感覺到了(le),也(yě)要有反饋和修正回路(lù)吧(ba),這(zhè)一(yī)條“執行神經”關(guān)系到伺服電機、控制系統、編程軟件、傳感器(qì)等軟硬件。這(zhè)每一(yī)個(gè)環節都需要技術員(yuán)。

四、一(yī)條使用機器(qì)人(rén)的自動化(huà)産品線涉及到操作(zuò)它的産業工人(rén)、指揮它的工程師和編程師、工裝夾具、維護它的後勤技術員(yuán)。綜合上(shàng)述一(yī)二三四點,先從軟硬件上(shàng)看,國内目前沒有穩定性和精度高的伺服電機,在機器(qì)人(rén)上(shàng)使用的諸如(rú)傳感器(qì)等元件上(shàng),國内的技術還不是很高,雖然有,但(dàn)品質真的不怎麽樣,這(zhè)個(gè)可以關(guān)注一(yī)下(xià)中國的軍事(shì)實力(但(dàn)不是看那些(xiē)什(shén)麽國際領先,自助知識産權等類的優越感報(bào)道。這(zhè)就(jiù)意味着要進口,目前使用較多的還是日本的産品,也(yě)就(jiù)推高了(le)機器(qì)人(rén)價格。再者中國雖有職業學校(xiào)和高等院校(xiào)培養技術人(rén)員(yuán),但(dàn)能(néng)真正能(néng)獨立設計夾具和編寫機器(qì)人(rén)程序的真沒有多少,這(zhè)就(jiù)意味着使用這(zhè)類産業工人(rén)成本較高。另外,目前世界上(shàng)自由度最高的六自由度機器(qì)手,中國現(xiàn)在的技術靠自己不知還要多少年,自由度越高,技術難度越大,價格也(yě)不便宜。

所以,從目前來(lái)看,國内從機器(qì)人(rén)制造到産業技術人(rén)員(yuán)等方面都還不具備,機器(qì)人(rén)制造主要還是依靠日本德國等國在中國的機器(qì)人(rén)工廠(那些(xiē)遍地都是的國産企業就(jiù)忽略吧(ba)有點低(dī)端,高品質軟硬件也(yě)依賴進口,産業技術人(rén)員(yuán)匮乏,成本高昂,這(zhè)裏面的編程軟件也(yě)基本使用外國軟件,還有控制系統,就(jiù)像人(rén)的大腦,也(yě)有聰明和笨的區别,體(tǐ)現(xiàn)出來(lái)就(jiù)是穩定性,國内的控制系統好(hǎo)(hǎo)像基本屬于空白吧(ba)!那麽這(zhè)一(yī)路(lù)下(xià)來(lái)的成本都不是中國的大部分(fēn)低(dī)端制造企業可以承受的。

最後也(yě)說(shuō)一(yī)下(xià),也(yě)不是基本沒有,而是主要應用在諸如(rú)合資汽車廠和一(yī)些(xiē)有資金(jīn)有實力的大企業中,一(yī)些(xiē)産品有前景的中小企業也(yě)有應用,但(dàn)是真的不多(如(rú)果你是一(yī)位懂機器(qì)人(rén)的工程師,你願意去中小企業嗎(ma)?但(dàn)不管怎樣,中國會一(yī)直進步的,但(dàn)是路(lù)還真的好(hǎo)(hǎo)遠(yuǎn)啊～

觀點二:

工業機器(qì)人(rén)能(néng)完成任務(wù)的有限。

首先,是末端執行器(qì),一(yī)般是夾子(zǐ),因此能(néng)抓取的物體(tǐ)有限,日本有個(gè)實驗正的研究的就(jiù)是能(néng)抓取的多種物體(tǐ)機械臂(例如(rú)靈巧手)。但(dàn)是一(yī)旦是多類型的物體(tǐ),就(jiù)要加額外的傳感器(qì),例如(rú)攝像頭,這(zhè)将涉及機器(qì)視(shì)覺,這(zhè)又是個(gè)問題。如(rú)果抓取的柔性體(tǐ),又是坑爹的事(shì)。因此一(yī)般能(néng)完成都是單一(yī)的重複性工作(zuò)任務(wù);

第二, 是負載質量比(機械壁能(néng)抓取的物體(tǐ)的質量與本身(shēn)質量的比),但(dàn)是串聯式機械結構,帶負載能(néng)力有限。

第三, 力的問題。重物限使能(néng)抓起,還涉及動力學問題,特别是高速高負載高精度(又涉及電機了(le)),這(zhè)是一(yī)個(gè)麻煩的問題。目前一(yī)般用的都是運動學(當然存在累積誤差、摩擦力、噪聲等),目前學術上(shàng)動力學研究比效多-----想讓一(yī)個(gè)機械臂快(kuài)速重複抓取雞蛋,是相當難的;

第四, 多機械臂合作(zuò),但(dàn)這(zhè)又不是很成熟的技術,能(néng)做到工業級的是N人(rén),學院派不說(shuō);

第五, 工作(zuò)空間(jiān),工業機械臂工作(zuò)空間(jiān)不大,如(rú)果轉為(wèi)移動式機器(qì),你可以看一(yī)下(xià)RoboCup@Work,實際應用還要等幾年。

最後一(yī)個(gè)問題:程序和硬件(要完成軌迹規劃、避障還是有點難度),不過國内這(zhè)個(gè)隻要有市(shì)場(chǎng),應該沒問題。