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协作机器人的“智能”特性将如何改变工厂生产

智能化时代已然来临。以手机、电脑为首的3C电子，已经历了最颠覆的智能化变革，而在有些领域，智能化革命才刚刚开始。作为最新一代机器人，协作机器人被委以“智能制造”重任，是机器人智能化进程开启之时的“当红主角”。它常常“占据”某一工位，能独立完成上下料、抛光、检测等多种任务，与流水线其他环节的工人配合完成生产。因这种“协作”的角色，它有一个令人感到亲切的别称——“机器人同事”。艾利特是协作机器人赛道上年轻有为的“后生”。尽管2019年才全面收敛到协作机器人赛道，但它研发的核心部件，如被誉为“机器人大脑”的控制系统，以及智能视觉系统，均达到行业内领先水平。出色的技术源自强大的团队，其创始团队是一批来自北航的博士，在业内有15年以上深厚积累。其后引员的主要团队成员或拥有清华、哥伦比亚大学等名校的硕士学历，或长期来自于ABB、优傲等行业头部企业，具备丰富的管理和实践经验。近日，亿欧科创有幸访谈了艾利特CEO曹宇男先生，试图探究：协作机器人的“智能”特性将如何改变工厂生产方式？其前景如何？与人并肩工作的机器人提到协作机器人，我们总不免要将其与更广为人知的传统工业机器人作对比。事实上，两者互为替代、互相补充。在很多场景中，协作机器人正逐渐替代工业机器人，成为工人的好帮手。传统工业机器人为工厂解决了不少痛点，如重复劳动效率低下、人力成本高昂等，因而它自诞生之时就颇受关注，迅速在各个领域大放异彩。但很快，工业机器人本身也带来了一连串新的痛点：尽管主流工业机器人报价并不贵，以最典型的弧焊机器人为例，基本定价在11万至15万人民币之间，但其部署成本却是售价的3-4倍。部署工业机器人不仅要安装围栏以隔离人机工作空间，还需大动干戈改造生产线布局，甚至为此停产。因此，算上安装成本和每年的维护费用，一台机器人综合成本不低于40万，平均回本期不少于两年，这让很多对价格敏感的中小企业望而却步。此外，复杂的部署，让工业机器人丧失了灵活性，一旦部署便不能轻易改动，难以适应日益增多的小批量、多品种的“柔性生产”需求。传统工业机器人的掣肘恰恰成为了协作机器人诞生的初衷。轻量化的协作机器人结构紧凑，就好比流水线上心灵手巧的操作工，只需稍加“培训”，便能快速上手，胜任多任务、位置可移动的生产需求，且后期运维成本低，支持软件实时免费更新升级。与传统工业机器人高频、大幅的动作不同，它的动作更“轻”、更“柔”，不易伤人，因而也无需安装安全围栏或外部设备就可实现人机共享操作空间，省去了大笔部署成本。 “工业机器人是高度‘标签化’的，例如焊接机器人、抓取机器人，这本质上是‘机器’的逻辑。协作机器人则是以‘人’的逻辑构建，它通过开放的操作平台，使代理商和集成商在平台化的产品基础上根据下游需求，定制开发多种细分场景功能，从而具备了多任务能力”，曹宇男介绍说。在汽车、3C、金属加工等产品迭代快、定制化要求高的领域，协作机器人凭低成本、高安全和灵活的优势，已逐渐取代传统六轴机器人，成为客户首选。这类场景应用协作机器人的体量可达57万台。。而在医疗、复合机器人（AGV+协作）等对人机协作要求较高，或是依赖于协作机器人特殊属性的领域，将成为协作机器人的增量市场。据估算，这部分市场容量约49万台。按每台10万人民币的成本估算，协作机器人国内市场空间达千亿级别。当前，这一千亿级市场仍是蓝海。过去五年间，我国协作机器人市场规模以64%的年均复合增速快速增长，规模突破已迅速10亿，市场潜力仍然极其庞大。这其中，海外厂商UR一马当先，占据约26%的市场，国内如艾利特、邀博、节卡机器人等紧随其后。国产厂商未来如何发展？工业机器人发展历史中的经验与教训，给了艾利特较大的启发。坚定押注协作机器人 2017年，工业机器人正值最炙手可热之时。全年我国有近200个项目获得融资，总投资额超200亿元，比4年前增长近30倍。但到了当下，工业机器人仍是发那科、ABB、安川、库卡“四大家族”的天下，他们合计占据超过50%的市场，在六轴以上多关节、汽车机器人两大领域，其市占率更是超过90%。国内高投资额与国外厂商高市占率，形成鲜明对比，折射出这一赛道竞争之残酷。国产厂商在这场赛跑中，“死伤”无数，却仍难以望国际厂商之项背。究其原因，不外乎两点：一是工业机器人核心技术和产业链资源都在国外，领先国内数十年。国内厂商从一开始就处于不利地位——缺乏资源，孤掌难鸣，只能进口产品，做简单集成，难以培养核心技术；而更致命的是国外厂商具备明显的先发优势，他们早已锁定各行业大客户，深度绑定，一旦合作，基本难以替代。由此，大量国内企业只能在国际厂商残留的“缝隙”中，展开激烈价格战。在份额占比不到10%的低端市场里，国内厂商用低价换取数量，将整个赛道变成一片红海。“在这个环境下，一些厂商用低质量产品拉低了赛道，改变了客户对价格的认知，也给国产机器人贴上了标签”，曹宇男说道。而到了协作机器人这里，情况明显不同： “首先，整个行业还在客户训导阶段，初期规模尚未完全打开。以UR为代表的国际厂商，本身也受制于高成本的约束，尚未在全球大规模放量。因此留给国内厂商的机会还有很多”，曹宇男说道。 “其次，我们与国外的技术差距并非不可超越，国外厂商量产协作机器人，也不过是最近5年时间的事。”谈到技术，曹宇男信心满满，“艾利特的团队在机器人控制技术上积累了17年，已达到行业领先水平，我们有信心追上行业第一，甚至实现超越”。当前，除了减速机，如控制系统、伺服电机等最核心部件，艾利特均能实现自研自产。高技术壁垒，又让这片蓝海竞争格局趋于稳定。由减速机、电机等核心部件构成的关节模组，不仅集成度高，还需具备极高的稳定性、安全性。仅行业安全安规标准就高达17项，要一一满足，并非易事。曹宇男说，“这一技术壁垒，挡住了很多想要做集成、拼价格的厂商”。市场空间广阔，更兼技术硬实力支撑，艾利特愈加坚定地看好协作机器人发展前景。自2019年起，艾利特大力调转航向，不再生产工业机器人，而是全力押注协作机器人赛道。“我们希望成为行业标杆”，曹宇男如是描绘近期目标。孤注一掷者必然要面临质疑。不能否认的是，协作机器人行业发展缓于预期。巴克莱银行曾在2015年预测，到2020年，整个协作机器人市场可达到15万台，2025年达到70万台。但截止2019年，全球销量仅3万台。为何发展不及预期？艾利特的全力押注，胜败几何？ “产品力”是成长关键 “协作机器人发展之所以缓于预期，我认为最核心的因素是‘产品力’与价格之间出现了鸿沟”。曹宇男给出了独到的见解。“‘产品力’不仅包括稳定性、精确度等技术指标，还包括功能覆盖率等一系列衡量产品性能的综合维度”。如UR这般掌握最先进技术的厂商，产品力领先，却因为昂贵的成本，难以在价格敏感的中小企业中打开市场，一年销量1万台左右。而对国内厂商而言，其产品尽管廉价，但产品力严重不足，难以真正满足需求。目前国内销量第一的协作机器人，价格不过UR的一半，销量却也不到UR全球销量的十分之一，，这充分说明，低价战术无法获得市场。 “国内厂商的首要任务是打造出‘好用’而非‘便宜’的产品，获得标杆客户认可。当规模提升之后，降价空间自然会增大”，曹宇男看得很长远，“UR产业链部署在北欧，因而受高成本掣肘严重，未来不排除会将生产线制程搬至低成本国。到那时，没有技术实力的国产厂商将无法生存”。因此，艾利特当前发展核心，便是全力培育“产品力”：一方面，它充分关注细节，在力度感知、运动控制等技术上向UR看齐。在打造最新系列产品的操作平台时，艾利特创新地使用了工程师的“通用语言”——Python脚本，以帮助代理商和集成商在其平台上以更低成本开发多功能；另一方面，它敢于拓展行业顶部的用户，接受苛刻标准的考验。目前，艾利特已获得富士康、闻泰电子、长江电子、长城汽车、TCL、欧菲光、舜宇光学、国电富通等多行业标杆客户认可。2020年艾利特协作机器人出货量同比2019年将实现近10倍增长。即将于今年9月发布的“CS”系列产品，承载了艾利特十几年来对协作机器人的深刻理解：在硬件方面，它采用了全新的轴承支撑结构和爆炸系统，在重复定位精度、载重等方面更精进；在软件方面，它进行了更全面的改革。用兼容Python的脚本语言与更直观、简化的编程界面，CS机器人开发难度大大降低，缩短了后续集成时间。在操作界面上，仅需6-10分钟，其单关节就可被替代，大幅节约了后期维修成本。 CS产品的良好前景，不仅依赖于艾利特自身的努力，还需要生态伙伴共同成长。他们能结合下游需求，进一步在CS操作平台上开发多功能，对艾利特的发展亦至关重要。谈到对CS的期许，曹宇男说道，“如梅卡曼德、库伯特等负责视觉开发的生态伙伴正逐渐成长壮大，亦有利于CS系列渗透到细分领域，成为艾利特里程碑式产品”。谈到更远的愿景时，曹宇男踌躇满志。他希望能打造真正具备“产品力”的协作机器人，将开放操作平台塑造成属于机器人的“iOS系统”。“当这一愿景实现之时，协作机器人将被重新定义，成为如苹果手机、特斯拉一般划时代的产品。” 作为新兴技术，协作机器人的兴起不可避免地伴随着质疑声。艾利特作为这个赛道的坚定践行者，尽管才成立四年，还面临着打开国内市场、追赶国际一流技术水准的重重挑战，但凭全力以赴的专注，它已成为国内少数掌握核心技术的佼佼者。协作机器人的广阔前景正逐渐被验证，如艾利特这般敢于全力押注者，将享受行业丰收之时最甜蜜的果实。责任编辑：tzh

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