【其他机械】20230701行业专家说机器人产业系列分享之-工业机器人

导读：工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。相比于传统的工业设备，工业机器人有众多的优势，比如机器人具有易用性、智能化水平高、生产效率及安全性高、易于管理且经济效益显著等特点，使得它们可以在高危环境下进行作业。

研讨重点：

工业机器人应用现状与格局

各场景的成本和经济性测算

AI如何赋能机器人降本增效

附：会议纪要

问：工业机器人应用现状以及市场格局

答：我们习惯用每万人的拥有的机器人的数量去衡量一个国家它在大概上的一个这种自动化的密度。日本和德国以外，还有一个国家韩国也和我们差距比较大的。实际上新加坡也有这方面的情况，但是美国有一些高科技重在研发，实际上对制造业整体的说大量的制造工厂来说在美国并不是特别突出。中国现在称之为世界工厂，制造业很多，然后机器人的话，特别是工业机器人是大量服务于制造公司，实际上工业机器人从出生到发展的最根本的立足点。所以说美国的数据是不是会有这方面的原因导致的偏差。国内工业机器人机械结构，然后应用于工业场景的一些可以重复，有精度需求的东西。随着行业内，可以把工业机器人简单的类比为一个有路径能力能达到一定精密度和力度的设备，与之相应的就会带出来很多跟这种本质特点所应对出来的需求，比如说搬运，点焊弧焊，激光切割，码垛，这是传统工业机型的一些常规的应用领域。也有把它归类于工业机械，比如说现在AGV，或者一些定制化的工业机型的专机，也可以把它叫做工业机器人。这一块应用场景也属于制造业，应用场景可能会更局限一些定制化的，所以说它可能知名度或者说普及量还没有传统的工业机器人这么大。

实际上这个行业在国内的发展也有一段时间了，12年以前，它是一个从外面引入的阶段，然后12年过后就是国内随着国家的战略，包括智能制造以前提到的现在没怎么提了，2025，一些先进制造业，工业互联网这一类的相关的把整个行业催发出来。国内现在有很多的本体制造厂家，大量的实际上会是一些集成厂家，这个行业头部的厂家肯定现在还是以国外四大家族为主，这几个的出货量占全球工业机器人的出货量一半以上。

这几年细分领域协作机器人它的发展和增长的态势也是很猛的，最头部的可能也是国外，国内的有几家实际上还发展得很不错，包括一些国内的主要客户慢慢在进入一些主流的应用场景和应用客户，这是很不错的态度。

大的机器人一般说什么六轴，极坐标，四轴的或者德尔塔这类并联的这种机构。对市场来说它倒不是特别关键的，因为每种结构类型肯定有它的适应性，比如说6轴的，因为它是串联型的机器人，所以说它对空间的干涉它是自由度比较高的，负载也可以做得上去，像并联的速度很快，德尔塔机器人它的速度很快，但是它因为这空间的需求，它是一个极点球面的这一个弧形，所以说它对空间的局限性是比较大的，不像6轴可以任意弯曲，所以说它的在应用的场景上一般都是用在分拣上的，很多场景都会用到六轴工业机器人，然后负载从最小的比如说一公斤两公斤到最大的1.5吨的都有，当然1.5吨的价是比较贵的，国内这10来年紧追慢赶，现在在中小型的机器人上实际上具有一定的竞争力，特别是价格上这个是不可否认的。在高负载的大型这一块目前还有一些差距，这个差距主要体现在稳定性，最开始可能某一次或者某一两块机型型号，能够通过一定的测试运行，长时间疲劳运行一段时间过后它的稳定性可能会快速的下降。还有质量指标，一般机器人都会比较关注，最开始的时候可能还过得去，但是在运行一段时间，随着机械的磨损，算法又做不到及时的修正，会导致一些故障，或者说精度偏差，在现在主流的应用场景，比如汽车主机厂，所以说国产的机器人在汽车主机厂里面的应用还有一定的空间，还有比较大的成长空间。

中小型的机器人现在慢慢在进入这个行业，特别是在一些零配件上，这些供应商有的是会跟着主机厂沿用同样一个系列的品牌，有的自主选择权，选择权一般民营企业居多，他们可能会更多的考虑性价比，就给了国内的一些品牌比较好进入的机会。

主机厂现在机器人密度用的比较多的是焊接和涂装这两个车间，冲压和总装实际上是汽车行业后续会发力的点。前端实际上没有太多的即兴的用武之地，然后现在后端会有1~2个点，比如下线以前都是靠人工来进行一个检测，然后再人工的搬运，现在可以用机器人去做一些替代，陆陆续续这几年正在开始在做这些东西，总装涉及到的应用场景很多，比如说一些限速装配，轮胎装备或者底盘发动机的装配，然后还有一些挡风玻璃的装配涂胶。10年前最早可能只用到像一些挡风玻璃的涂胶会用到机器人，现在慢慢的涂完胶过后自动安装，结合现在也在同步发展的，比如说机器视觉技术，一些测量技术，比如说精高精度的一些测量传感器之类，然后这一块也是一个突破。一般一个总装车间大概有可能100多个工位，然后现在也就二三十个，还是有很大的空间会去慢慢去突破。

焊装和涂装这两个本身机械密度是很高的了，不同的汽车主机厂设计理念有关，有的可能会对物流和焊接生产线交接的地方可能会用人工去配合，有的会使用机器人去进行自动上下料，这对机器人的使用量会更大一些。有的为了保证性价比，还有保证它后面的柔性兼容，所以说他可能前期在设计的时候不一定是完全考虑的是通过不光是机器人，可能还有一些其他的非标机械设备，通过机械设备来实现一些功能，而完全采用人工，也会使用一些助力设备，比如说助力臂这一类的，或者搬运工具，来实现这个功能，它的柔性会高一些，前期投入的时候，但是机器人使用量可能会少一些，这一块实际上差距倒不算特别大。

一个焊装车间要做到全自动化或者说全无人化，实际上是有可能的，只是投入产出就不一定成正比了，所以说现在很少是这么去做，而且机器设备它肯定会有一些故障或者说一些不可预见的一些bug这一类，然后有的时候完全无人响应随机处理，涂装实际上也是类似，需要人工目视去做质量控制，或者限速柔性装备为主。

现在自动化方面或者机械自动化方面还没有攻克，未来还有一些可以想象的空间，刚才提到是汽车行业，在工业机器人上面总共的出货量应该是占了一半以上，第二个大的行业电子行业，一般是用的是小机器人，这两年实际上主要起的作用是搬运，就是从一个位置移动到另外一个位置，所以说用的比较多了。它实际上就是空间的平移，没有旋转，就是上下左右的平移，没有轴向旋转。这一块比如说三c然后电子卡会经常使用，后续有一些小公斤数的小负载的六轴机器人，给它增加了一些自由度，这个是慢慢用到一些结合视觉，结合一些比如说电批这一类的，用到一些装备和一些简单的检测上料。这个行业机器人后续的空间肯定还是很大的，富士康实际上是劳动就业的大户，一般几十万人或者上百万人都是很常见的，对一个厂区来说，大量的人力实际上是在做装配，有一些是在做打磨，没有进行科学模式化。

拿打磨来举例，最终的目的就是抛光，如果是不同的材质，因为生产笔记本或者生产iPhone，材质肯定是每一个产品有可能都会不一样的硬度，然后材质本身的含量，就会导致在打磨抛光的时候，没有科学的东西来提前告诉你该怎么去做，比如说选用什么样的打磨头，选用多大的力，机型或者说工具，走的弧线压小的弯度，弧度应该是怎么样的，这个只能通过尝试才能知道最后的结果是不是符合要求，这就导致需求量实际上很大，但是每一次前期要做很大的测试工作，实际上很多厂家都在做，但是能够快速普及调整的，3c更新换代是很快的，现在还是会有一些问题，它的投入量一般来说相对稳定的产品，会更愿意去投入机器人，包括富士康自己也在做投入机器人，但是一些不稳定的，比如内部插件柔性装配，这个是没办法。

其他像食品行业医疗行业这些叫其他产业，以前它不是作为机器人的主攻行业，机器人你可以把它理解成一个可以在空间按照需求走自由路径的有一定负债能力的机构。所有做的事应用就是结合基准来做一些研发的。最原始的就是搬运，对于搬运来说很容易想到的就是码垛，把一个比较沉的物品码到多个盘上，最简单的搬运，后来结合空间轨迹，再结合一些专用的工具或者设备，就除了弧焊点焊，激光切割这些实际上都是这么用的。

针对其他行业来说，实际上最早机器人打入的场景，一般就是一些搬运加上一些码垛这一类的末端的，和金属加工相关的肯定就离不开点焊。但是一般点焊，最早就是像一般产业，因为很多行业它肯定会用到技术，但是它很少专门用机器人来做点焊。原因一个是产品的切换，第二个是因为它的量不像汽车行业形成大批量，汽车厂年产20万辆，一个车常规的几百个焊点，焊点的数量是很多的，这样就需求机器人在空间走一定轨迹，精确到每个点过后再调用相关的师傅来进行打点的操作。在其他行业的话，大批量使用机器人做典范的很少。

现在弧焊应该逐渐在增加，但是现在一般的应用场景是中厚版为主，厚板现在还有一些问题，这个问题实际上是双向的，不光是机型本身的问题，有的时候是行业内部的问题，就是他们在前端实际上都有图纸，但是前端对自己的一些工艺控制并不是特别有效，或者说没有完全按照他自己的想法来做，而且在中间的一些物流搬运，特别是一些大件的物流不一定很大，这样可能一个人抱起来有点困难的那种物流外运，做不到很精准的话，就会导致后面给机器人要做焊接或者弧焊工作的时候，增加很多附属的一些需求。

现在当然有些也发展出来了，比如三d定位，激光跟踪来保证能够正确，但是正确还是得有一些前提的，如果板本身厚薄很不均匀，人工来看没问题，但是要靠机械来焊，比如说多送多道来焊是有固化的算法，因为偏差是有限的，有的时候就会导致焊不了，这也是很多小的制造业没有愿意这样去上这个东西的原因。人工可以通过人工的补救方式做完，但是上机器人只能要求前期前端的时候，有些工具就需要去保证一致性和统一性。

所以说刚才就提到针对其他行业来说，陆陆续续的现在会有一些除了弧焊，激光切割或者激光焊接这一类的，就是只要你需要我走在空间有路径的路径的要求，然后再匹配上一些专用的设备。所以像激光汽车它就是激光器这一类的专用设备，就能实现一些工艺过程，后续机器人的比较有想象空间的地方。

现在还有agv实际上有的创作传统的工业汽车，有的就是物流搬运， AGV现在发展实际上是在国内来说是很不错的，实际上国内厂家起点和国外比差距没有那么明显。一些核心技术，比如说导航技术现在在国外的一些头部厂家手里面，但是国内导航技术，实际上刚才主要还是针对的一些器件，就传感器器件来结合它的导航技术，然后像其他的电机，然后一些避障的简单算法或者疾控算法，国内的应该没有什么差距，而且还做得越来越好。所以说现在国内的AGV厂家是发展的，在行业里面和国外比发展的不错了。

另外比较突出的就是协作机器人，它是从工业机器人衍生出来的，大负载的工业机器人，因为它的罐量很大，如果在过程当中没有做好一些防护很容易导致周边设备或者人员的安全事故，现在有一种协作机器人，在所有主要的运动端加一些外力控制器，还有传感器，当感受到外力发生的时候就及时停机，用来保护外部的设备，或者说人员安全。

但是个人感觉会有一些矛盾点，现在想把机器人扩展越做越大，速度越做越高，生产节拍生产效率，反过来就导致电机的功率也会越来越大，运转效率会越来越强。如果运行的快要碰到了，其实传感器很灵敏，碰到了过后要及时刹车，或者做一些避让的动作，这个是需要时间的。但是作为协作机器人，最开始的发展是从小负载开始的，最大的好像才20来公斤。

一般来说协作机器人现在常用的场景就是和人机混合，一条生产线上两个工位是人，然后中间有个工位是机器人，使用协作机器人的话，最先的布局空间不受太大的影响，也插不进去，机器人不比人大就行，人在旁边操作，也不用太过于去担心它的一些安全。这样的话对现在三c或者电子这一类的行业，机器换人是很有帮助的，不然如果要换就换这条线投入很大，而且一条线装备工序，很多装配的作业的过程还是会有难点，这些难点只能一个个去克服，说没法说一条线所有的难点都可以把它完全解决掉，有的可能是最开始解决一部分，逐步来做，这是他最先的时候的出发点，协作机器人最大的卖点。

还有外力传感器，所以说它可以做到是拖动失效。在机器人失效的时候，传统的工业机器人只能靠失效期进行一次失效。现在也有一些在做这方面的改进，有些国外的公司用遥感或者遥控抓手，类似于医疗手术性达芬奇遥感抓手来做试教的，这样肯定比以前靠指定的方式要更容易被操作人员所接受和掌握，但只是研发的过程，现在协作机器人拖动式只是需要你的人拉着机器人的末端，到你想要的位置去。中间可以根据你自己的需求来固化，或者说特别对他的一些路径，然后对调试来说很有好处。这一块也是协作机器人属于井喷的状态。

它的一些限制，比如说负载，然后速度，还有配合，因为它里面装的有传感器，因为任何事情两面性，它的一些在载具的时候，比如说对外围空间或者说对臂展的要求比较高的时候，协作机器人不一定能够胜任。

问答环节：

问：横向和纵向总结

答：现在汽车行业的存量是很大的，每年出货量一半以上都是在汽车行业，接下来肯定还会这样，除非整个行业有一些大的变化之类的，才会导致有一些其他的影响。

增量我个人会比较关注的只针对工业机器人，不针对一些特别研发的东西。现在有的一些工业机器人把它应用到一些其他领域，只针对这个场景，你帮助研发了一些定制的机器人不算，有可能一出来它的市场就是市场需求量会很大，这个是完全有。

工业机器人刚才提到电子厂，不管是三c行业的装备车间，或者一些电子的装配车间，除了它是板级的装备车间，实际上包括后面的一些封装工作，现在还是大量的靠人，这些当然也是主要的行业。机器人本身就是用来替换人做一些工作的，大家可以去看一下哪个行业的人多，哪个行业就是未来的方向，当然这个会涉及到一些技术的实现难易程度了。

电子厂包括周边的技术也都在发展，所以机型本身的技术员，像现在视觉的技术发展就帮助了机器可以进行引导定位，再配合视觉可以做一些什么检测，不过是在电子行业在汽车行业实际上都有在这一方面的需求，质量检测以前靠人工的，现在慢慢机器人拿着相机去做这方面的检测，把人工替换下来，应该是排第一的，因为这个行业本身量大，也有一些积累，包括很多的一些过程，陆陆续续不同的厂家，电子商本身像富士康自己也在研发，当然有些机器人厂家也在做相应的研发，总结，迭代，所以可能在5~10年有可能不要这么久，有一个比较大的突破。

如果说我能把它进行模型化，后面在做类似的东西，前置的研发时间周期投入就会少很多。

这个可以大量普及的应用，抛开搬运，搬运是最简单的，比如说点焊，然后喷涂这一类给它模型化了过后，每个焊点的电流大小是多少，当然是焊机厂家来研究，然后机器人只是研究配合它需要的力，然后精度是多少，每个焊点的时间，节拍，精度给它的电流，在外围我怎么去配合他走一些特殊的角度，这样其实让一些研发完了过后，它就会导致这个东西需求它是会大量爆发出来，所以说也是我们为什么提到这个行业的一些应用需求，我觉得是有很大的机会去进行突破的。

第二智能装备制造这个行业，实际上整个的量并不是特别大，因为装备这个行业实际上统一性会更大，会更不统一，因为装备太多了，比如洒水车也叫装备，海上风电都是类似的，然后每一种装备需求点肯定是不一样的。

这个里面可能是因为装备行业的话，因为它本身它的附加价值它会相对高一些，因为在一般投入产出，不管你是做研发也好，自动化改造也好，肯定会考虑投入产出比，如果促销价值太低了，肯定也不愿意。

然后有的时候可能靠人工去反复去磨，来提高它的一个质量稳定性，或者说它的一个质量指标这一类的，而不是想到完全靠一些机器人，或者说其他的一些自动化设备或者智能装备这一类的东西来实现这些东西分布。

然后到在这个过程当中，像装备行业的话，因为既然叫装备，我们知道大部分的装备实际上离不开技术，金属加工这一块，比如说有机床，还有机床的上下量，然后激光放下来，完了后就是切削完了后也会有打也会有检测。然后完了过后，然后有的是原材料它的一些风格，然后包括在原材料的一些粗加工，比如说像我的一些就是端点切割，然后或者说焊接这一类的。

实际上这一块有的东西我刚才也反复提到，有的本身比如说像福汉这一块，工地来说，底妆工艺它实际上是比较成熟了，它没成熟的什么是针对不同的装备，因为它的线肯定是不一样，有大有小而不像汽车，我们一般的汽车就是3米到5米，你不可能出来一个10米的大车，我说的一般是乘用车，你如果是客车那肯定不一样，但是你也不可能做了100倍的车，所以说就是意思就是说像它大部分是在一类的，所以说它会有一些总结和一些研发，然后装备因为它太散太乱了，所以说你要说很多同类型的一个东西它不一定有，但是刚才提到比如说像金属加工或者金属切割，然后这一块本身在金属加工和金属切金属加工上的一些工艺上，它是有一定的积累了整个行业内，不管是机械行业，还有其他行业的，然后他积累，然后逐步去带入到一些装备企业，然后里面去当装备企业自己提出这方面的需求的话，肯定这个就是一拍即合，然后慢慢就会越来越多的去导入机器人的一些应用场景。

比如说刚才我们或者最近这两年，然后碰的比较多的就是像湖畔，然后像打磨也有，然后机床上下料这个更不说了，这个是本身就是比较常见的一个东西。然后最后像一些大批量的，但是机器人的用量倒不一定很多了。

大批量的比如像一些食品加工这些，因为像这种行业或者医疗医药行业，它大部分的是一种双机设备，机器人在里面能做的事是并不一定特别多，但是工艺过程当中做的事不一定特别多，一般是在首端和末端会有一些需求，需求量倒谈不上特别大，只是说这些行业本身来说，它的一个行业的现有的一些范围还是比较大的，所以说它会有一些机会在里面。

所以说像这一点的话，我来考虑的话可能就这么区分，第一还是汽车电子，从增量来看，第二个就是装备装备制造，然后第三的话可能就是食品医疗这一类的是民用化的一些行业。

然后如果要说哪几种产品会更多的一个得到快速的发展的话，第一个不得不说刚才提出了协作机器人，我还是比较认可这个理念的。

当然刚才也说到有一个矛盾点，就是它能不能做到它的一个负荷和速度，能够一直往上去提，如果还同时保证它保持它协作机器人的一些应用的一个就是特性，这一块我觉得可能会比较难，但是因为实际上我们大量的，比如说在现在制造业内大量的工作，人工从事的工作，抛开你用一些特制设备的话，比方人工从事的工作，大量的工作的话，用协作机器人去替代都是有一定的可能性的。

你不只有少数工作里他会去用一些专用设备吗？

或者说大负载或者说需要去长臂远端的一些东西，动作设计类的，然后这块肯定也会如果有这种需求，肯定也会结合其他的一些机构或者一些装备来说，所以说协作机器人我觉得应该是后面发展的机会还是比较大的。

其他类型的机器我倒觉得倒谈不上特别多，有可能会有一个比如说吞吐机型，就是防爆机器人这一块是原因是什么？

实际上按照我的个人的了解，现在实际上防爆机器人本身就有，然后国内这一块做的还不算特别多，有一两家在做，然后现在大量的主机厂，包括就喷涂车间，他们都是用的防爆器械，但是反过来国内的很多那些中小企业，或者说一二级的供应商的企业，它很多的是喷涂，它并不是用的防爆性的机械，就是用的普通机械，然后自己去改的一些东西，就是说严格来说这种安全规范实际上是有一定的风险，所以说后续的话它可能会有一些机会替换的机会在里面。

当然也是伴随着实际上还有很多的中小民营企业，而且在喷涂作业的环境工艺过程当中，现在还是手工的，因为喷涂机械防爆机械还是比较贵的，它的替换 Ioi以我们一般的比如说什么点焊服焊这些，它又要不容易达到一些，所以说前期的话现在市场层面靠人工来做的还是有一定的还是占比较大的一个比例，所以说吞吐极限，后面的机会也还蛮大的。

问：智能机器人经济性

答：我不认为人性机器人是用来做进入工厂环境的，因为它实际上是具备了人的很多综合特点，比如说移动特点，它也是双臂直立双臂，可以双手协调这个特点，实际上我们在工厂环境的话，大部分的并没有完整的对等的这种需求，只是有的场景，我需要比方机器人的最早期替换的就是搬运，你有一定的力，有一定的移动距离，稳定性就可以了。

不需要一定是双足型的，对地面的一些适应性这些，或者是自身的平衡性，这些在企业的工厂环境实际上没有这个需求的，有这个能力肯定成本会增加。

所以说最先如果要靠它人形机器人直接到企业里面去，这个路不一定好找，是因为它的投入产出比和单独研发一些设备，可能只取他的手和眼，或者只取他的双腿，或者是单腿单手随便举个例这种结合，性价比会更高一些，这种结合有可能现有的机器人是后面再发展一种机或者机型类型倒是有可能。

它的主要目的是把控制的算法，在不同场景下进行一些训练，进行一些优化，这些它的综合的比如运行运动能力和对外围的一个判断能力进行迭代，这个是有可能就是他拿到制造环境去训练。