《电子技术应用》

ABB:工业机器人竞逐4.0时代 技术创新确立竞争力

2015/8/20 9:42:00

       在工业4.0的时代中,机器人成为工业流程中的重要一环,越来越深地影响到未来制造业发展。随着“工业4.0”进程的不断推进,机器人产业正在世界各国蓬勃发展,许多顶级制造企业斥重金参与机器人产业,而ABB集团正是其中的翘楚,享誉全球的第一台电动工业机器人就是 ABB生产制造。对于ABB而言,机器人业务是一项早在40年前就启动、并持续推进、不断发展的重要业务,而当4.0时代到来时,机器人业务成为ABB开拓疆土的利器,使其从容面对行业转型升级。

  逐浪工业4.0

  所谓工业4.0,是指以智能制造为主导的第四次工业革命。如何将劳动力从简单、枯燥、重复的劳动中解放出来,从事更有价值的工作,正是工业4.0时代需要解决的问题。相较于人工劳动力,工业机器人可 以完成一些人类不适合或不愿意去完成的工作,例如在具有较高腐蚀性或者甲醛浓度高的工作环境中,用机器人作业显然是更适合的选择。同时,与厌烦生产线上简 单重复工作的年轻人相比,机器人既不计较工作内容,也不知疲累,拥有更高的劳动效率。在作业的精度和洁度上,机器人的工作质量也更加稳定,生产损耗也较人 力少一些。总之,

  机器人不仅在效率、安全性等方面具有显着优势,而且在以往阻碍企业应用的最大障碍——成本方面,工业机器人也在此消彼长中逐渐获得优势。在这一趋势下,ABB积极打通技术创新链条,以机器人为抓手,竞逐工业4.0时代。

  2014年9月,ABB推出了一款名叫YuMi的机器人,2015年4月,该机器人在德国汉诺威工业博览会上一经展出,便备受瞩目。

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  这款机器人是全球范围内首款真正能够实现人机协作的机器人。YuMi在英文中是“你和我”协同工作的简称,该机器人能够与工人和谐共处,共同完成同一个任务。

  YuMi正是一款能够为企业有效节约成本的新型机器人。“人机协作”属于机器人领域的新概念,也是工业4.0中,机器人变革的一个体现。此前,工业机器人多由工程师为相应的制造业设计重型机器人,这类机器人昂贵且笨拙,许多中小型企业因此而不愿采用这种机器人。

  而协作机器人较为轻便、敏捷,能够直接和人一起并肩工作,并且无需使用安全围栏进行隔离,既安全又智能。ABB介绍,最初开发人机协作机器人就 是为了满足电子消费品行业对灵活制造的需求,此类产品未来也将逐渐应用于更多领域。比如这款YuMi,机身轻巧、结构紧凑,更重要的是,它非常智能。在德 国汉诺威工业博览会上,德国总理默克尔前来观赏,还特意将手放进YuMi的夹子里,结果YuMi的夹子立刻停止工作,丝毫没有伤害到默克尔,让围观的人们 也松了一口气。

  同时,在工业4.0中,ABB展示了一系列基于互联网技术工业所需的新产品和解决方案,旨在推进实现“物、服务与人的互联”。在现代智能机器 人、传感器、数据存储和计算能力实现突破的条件下,通过工业互联网将供应链、生产过程和仓储物流智能联接,能够实现智能生产的“四化”:供应和仓储成本较 小化、生产过程全自动化、需求响应速度较大化和产品个性化。ABB集团首席执行官史毕福表示,“在‘物、服务与人的互联’这一概念下,通过对ABB技术的 整合应用,客户可以将生产效率提升高达30%。”ABB已经能向客户提供全面的机器人自动化解决方案,从汽车工业的白车身焊接系统,到消费品行业的搬运码 跺机器人系统,经营领域一直在不断拓展,工业技术也一直在革新。

  ABB机器人被广泛应用于汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工、医疗健康、家庭服务、教育娱乐等领域,ABB机器人不仅帮助客户提高生产效率,降低运营成本高达50%,还将工人从密集和重复的体力劳动中解放出来,大幅提升产品质量。

  2014年9月9日,ABB集团发布2015~2020“新阶段”战略及财务目标,进一步推动机器人、制造成套装备、IT技术、控制技术、信息 技术等核心产业的变革。同时,ABB集团积极布局工业4.0,借助新的工业体系生产制造出来的产品冲击世界原有生产体系中的产品,巩固了ABB在机器人业 务上的优势地位。

  目前,ABB自动化产品、系统及服务继续成为“新阶段”战略的核心,为客户创造更多价值。业务增长的主要驱动力来自工业生产效率的提高、快速的 城镇化进程以及公共交通领域对能源效率的要求。ABB通过贯彻“扩大现有市场覆盖,推动全面业务创新,拓展新的市场领域”的战略举措,继续加强研发投入, 以应对工业产业链的变革。

  技术创新确立核心竞争力

  ABB通过机器人占领工业4.0先机,得益于多年来源源不断的技术创新和市场积累。

  作为全球顶级的制造企业,创新是ABB的一种传统,亦是其不可或缺的核心竞争力。早在1974年,ABB就发明了世界上第一台六轴工业机器人,从那时起,ABB就以领先者的姿态,在机器人产业中开疆拓土。

  在机器人的技术研发中,最大的难点在于运动控制系统。运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理,使其按照预期的运动轨迹和 规定的运动参数进行运动。运动控制是衡量机器人性能指标的重要因素,而ABB的核心技术就在于运动控制。ABB推出的第二代具有True Move和 Quick Move功能的机器人可确保机器人运动精确,动作在任何时候都可达到最高的速度和加速度,把运动控制技术做到了极致。

  ABB机器人的优势还体现在其整体性能上。例如ABB最新一代的六轴机器人,虽然单轴速度并不是全球最快,但六轴联动后的精度却是其他同类别机器人无法比拟的。

  同时,ABB还在不断加大对研发的投入,仅在中国,其研发团队就已超过了2000人。ABB把机器人的研发聚焦到中国市场上,将全球机器人业务 总部设立于中国上海,在中国展开机器人研发、生产、销售、工程、系统集成和服务全价值链的开发和应用,上海机器人业务部全球研究中心是ABB公司继瑞典和 挪威之后在全球设立的第三个相关业务的研发机构。自2005年成立以来,该中心已经在国内取得了多项创新型研发成果,并与上海交通大学、清华大学、浙江大 学等高校进行长期合作,共同推动技术创新,储备了强大的技术力量。

       与中国制造业相互推进

  对于 ABB的机器人业务而言,中国是一个重要的市场。上世纪八九十年代,中国绝大多数制造业还属于传统人工制造业,劳动力价格偏低,这让许多企业忽视引入机器人,工业机器人所应用的比例规模相当小。1994年,ABB集团进驻中国,在上海成立ABB机器人部,并于1995年正式注册了投资性控股公司——ABB(中国)有限公司。从那时起,ABB就开始积极布局在华业务。

  进入21世纪以后,中国经济形势发生了变化,一个显着的特点是劳动力成本的上升和供给的下降,与此同时,劳动人口对职业健康与安全的关注也在不断加强。

  2005年,ABB将一条机器人生产线从欧洲移到上海,开始了本地化生产,同时还设立了研发中心。2006年,ABB对中国经济进行调研,分析 中国市场,发现未来中国对机器人的需求量将会进一步加大,于是将高端装备制造产业总部设在中国,这对于大型跨国公司来说是不常见的决定,可见ABB对中国工业机器人应用市场前景之看好和布局之早。

  ABB进驻中国也推动了国内本土企业加快发展,面对外界激烈的竞争,国内本土机器人企业开始与跨国机器人公司协同合作,转变发展模式与观念,力 求形成规模效应、品牌效应,并逐渐从低端加工制造转变成高端系统集成。2014年,珠海引进ABB国机(珠海)机器人科技园项目,共同打造华南地区规模最 大的机器人研发和生产基地。ABB与珠海本地机器人企业合作打造多款机器人,而其中标志性的产品就是国内外认知度很高的六轴工业机器人。ABB的创新技术为珠海打造先进装备制造产业基地提供了有力支撑,推动了一条崭新产业链的形成。

  诸如此类的合作,让ABB在华业务顺利推进,中国制造业发展的良好前景,更是让 ABB占领了先机。ABB机器人早期的应用主要集中在汽车制造以及汽车零部件行业,其机器人产品也在中国进行了本土化创新生产。

  2013年,国际机器人联合会数据显示:中国首次超过日本,成为全球最大的工业机器人市场,这一年全球约有20%的工业机器人销往我国。但尽管 如此,我国每万名产业工人所拥有的机器人数量仅有30台,工业机器人密度还不足全球平均水平的一半,在推进中国制造业发展方向上,我国还有很大的发展潜 力。在我国刚刚提出的“中国制造2025”战略中,工业机器人也成为十大重点发展的领域之一,中国市场对工业机器人的需求将进一步扩大。

  面对中国制造业的发展大势,ABB提出了“在中国,为中国和世界”的发展战略,不仅开发出了适合本地和亚太市场需求的新型机器人,帮助客户提高生产效率,还加大投入和优化研发布局,不断提高本土研发与创新能力,这也再一次体现了ABB对于机遇的敏锐把握。

  “智”造的未来

  如今,全球新一轮工业革命和产业变革方兴未艾,科技智能创新正加速发展,并深度融合、广泛渗透到社会的各个方面,成为重塑工业格局、创造世界未 来的主导力量。工业机器人正是大势之下最热门的话题之一。进入工业4.0时代,机器人将会实现一次固有生产力的解放,使制造业脱离劳动力禀赋的桎梏,将全 流程成本降到最低,从而实现制造业竞争力的最大化。ABB集团在机器人领域耕耘多年,在智能时代中,ABB有了大展身手的机遇。

  目前,ABB机器人已经对制造流程和工业生产力产生了革命性冲击,它们已经在数千个应用场合中帮助客户大幅度提高生产力和产品质量,同时显着减 少停机时间、运行成本和所需人力资源。通过 ABB推出的新一代机器人,我们可以发现当前互联网技术与机器人技术的融合优势,这将会给客户带来更大的经济效益,并且彻底改善雇员的工作环境。

  透过 ABB集团的发展现状及其在工业4.0中的谋局,可以清楚地看出机器人领域正在经历日新月异的变革。尤其是在产品制造行业,高速增长的产品需求已远远超过 熟练工人的生产数量。同时,传统装配工艺效率较低,越来越无法满足现代生产的需求,制造商无论从战略角度还是经济性考虑都必须进行寻找和投资新的解决方 案。

  机器人业务的成熟发展为ABB竞逐4.0时代提供了强劲的实力支撑。工业4.0的核心是智能制造,但要实现大规模的智能制造还有相当长的路要 走,ABB机器人业务无疑能够助力其在工业4.0中发挥更大的作用。同时,ABB将机器人的业务重心放在中国,契合了中国制造业转型升级的历史机遇,也抢 占了中国该领域的商业先机。

  随着人口红利的消失,劳动力供给的减少、人工成本的上升和新一代劳动力制造业就业意愿的下降,我国制造业的国际竞争力已受到巨大制约,有数据显 示,中国沿海地区劳动力综合成本已经与美国本土部分地区接近,这就使得我国制造业转型尤为重要。提高生产效率、产品质量、产品能效以及自动化整体水平,降 低生产能耗是我国当前制造业转型的第一步。从客观上来看,推进“工业化和信息化”融合,抢先进入工业4.0时代,是智能工业时代下的发展大趋势。


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