机器人给制造业带来的创变 未来智慧工厂又会是什么样子

自1798年标准件的出现，批量化生产模式兴起，制造业经历了从手工生产到机械化的跃升。1913年，福特建成第一条装配线，将汽车生产的时间从12小时缩短到2小时。1952年，世界上第一台工业机器人诞生，但直到2000年，机器人才逐渐在制造业企业中实现较为广泛的应用。

在这100多年间，全球制造业已从机械化发展到电气化、自动化，随着人工智能、云计算、大数据、物联网等新技术的出现，“自感知、自决策、自执行、自适应、自学习”正成为制造业下一轮数字化变革的重要特征。

作为中国具有代表性的智能机械臂解决方案商，越疆科技创立五年以来，一直积极探索上述五“自”特征的落地方向。

越疆科技提出并完整定义了轻量型智能机械臂的概念，并将这一概念变为现实，先后推出了桌面级机械臂、四轴协作机械臂、全感知六轴协作机器人等轻量型协作机器人产品。

越疆科技创始人兼CEO刘培超认为，智能机械臂与传统工业机器人的最大区别在于“操作简单、部署方便、安全交互”三个方面，越疆科技希望通过更先进的轻量化协作机器人一体化解决方案帮助制造业客户解决人力短缺、劳动力成本上涨等痛点问题，以高效满足日益增长的柔性生产需求。

创新技术提供落地新变量

当前，通过安全皮肤、迁移学习、动态跟随、振动抑制和TrueMotion动力学算法等创新技术，越疆科技提升了机器人的安全性和易用性，降低了机器人自动化导入门槛，增强了机器人的工作能力，进一步为智能制造时代实现复杂的自动化提供了可能。

▐  安全皮肤

2020年，越疆科技推出了一款专门为协作机器人定制的非接触式碰撞检测解决方案——安全皮肤，可以在15cm的距离检测到障碍物，并在10ms内作出快速响应，实现碰前停止和主动绕障。该方案的优点在于机器人无需提前降低速度，在即将发生碰撞时停止，兼顾了安全与效率，这正是基于感知和决策的方法，让机器人获得更高的安全性。

▐  迁移学习

机器人迁移学习技术则是由越疆牵头，清华、比亚迪、立讯精密参与攻克，旨在提升机器与人交互的能力。在复杂的柔性生产中，若每一个工序都需经过编程来部署，工作量会很大，而通过迁移学习技术，工人可以通过机器人“临摹”执行3C涂胶、打磨等任务。

▐  动态跟随

机器人将动态跟踪功能与视觉定位功能结合，规划出运动工件的形状轨迹，实现精确运动定位。越疆科技动态跟随技术适用于运动传送带相关的工件上下料、动态锁螺丝、无序分拣，可满足引导、定位、检测、测量等全线应用需求。

▐  振动抑制&TrueMotion动力学算法

越疆科技工业级桌面级协作机械臂MG400采用振动抑制和TrueMotion动力学算法后，在到达点位后的稳定时间加快60%，残余振动减少70%，停得更快更稳。同时在曲线运行过程中，TrueMotion动力学算法有效保障了机械臂的速度和精度。

轻量化协作打破场景限制

目前，越疆科技已经构建了0.5-16kg负载全产品矩阵，刘培超表示，越疆科技已经在国内外市场上出货和布局了约三万台机器人，并在教育、工业、医疗、商业服务等多个应用场景中实现产业化，深度布局海外市场。

在泰国某电子厂，工人的工作台上人手一台桌面级机械臂，人与机器人共同完成搬运、取放、测试等工作，引入人机协作方案之后工人从1万人减到5000人。在日本某家庭作坊式的食品厂，桌面级机械臂完成食品装盒的动作，工人再进行封装。

越疆科技打造的“等离子清洗上料机方案”，由一台六轴协作机器人和PLC等非标件组成，可实现手机屏自动顶升物料、自动吸取、翻转、上料、通信、吸取空料盘、空料盘存满报警等功能，每小时产能1000pcs以上，较人工提升40%以上。

“LED芯片上蜡机上下料方案”通过CR5协作机器人可实现料盘定位，蜡纸检测、自动上料、位置检测、废纸下料等应用工艺，可大幅提升生产效率。据悉，产线生产白晚班可节省10名工人，产能提升10%。

“协作机器人螺丝锁付方案”通过CR系列协作机器人可实现了视觉拍照定位、自动判断、外壳和主板取料、自动组装、锁螺丝、锁附检测、自动下料等功能，在同一工作台上与人工协作完成，无需特殊防护，真正实现了人机协作，其产能可提升50%。

此外，越疆轻量化协作机器人还延伸到更多的生活场景，例如奶茶机、煎饼机、爆米花机等新零售场景。

目前，机器人给制造业带来的创变，仅仅是智能制造的初阶阶段，未来智慧工厂又会是什么样子？

Oracle Industry Lab使用越疆科技桌面级机械臂完成了一个智慧工厂的模拟，实现了“下单需求—启动生产线—检查原材料质量—挑选对比—批量生产—订单跟踪—质检通过—进入物流发货”的完整制造流程。

相信类似这样的生产模式，在不久的未来将会实现。刘培超认为，有三个能量来源将推动制造业实现下一次“时空跳跃”。

第一是大数据。在传统制造业中，工人的经验起到关键作用，熟练度和出错率在一定程度上决定了生产效率。未来的制造业，将通过大数据实现预测性维护与自主决策，以保证生产线获得更高的效率。

第二是分布式生产。工厂进一步实现小型化和智能化后，可以在本地以近乎批量化生产的成本实现小批量快速制造。分布式工厂可大幅降低运输成本，同时减少库存积压，缩短了产品从生产到用户的时间，提升供应链系统的灵活性。当前，机械臂的小型化、模拟化快速部署、生产数据云端共享等已经实现，推动分布式工厂的落地成为可能。

第三是柔性化生产。这是一种以用户为中心，以需求为导向的生产模式，通过小批量、多品种的生产，具有快速响应内外环境变化的能力，满足了个性化、定制化的需求。未来制造业一旦完成“时空跳跃”，以上这些场景将成为常态，用户需求将是未来工厂开工的理由，工厂不再被迫承担大量库存的风险。

刘培超表示，对于越疆科技自身而言，将一直坚持核心技术的自研，攻克了控制系统、驱动系统、伺服电机等关键零部件，并不断创新和探索，以创新品类突破机器人应用的边界，将轻量化协作机器人带到更多的应用场景中去。

编辑：jq