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近年來，進步前輩制造、智能制造等話題漸漸成為寰球的核心。2021年10月6驲，香港特首林鄭月娥正在《行政長官2021年施政報告》中提出“令再工業化植根香港，使創科成為香港新經濟能源”，并提出期冀正在香港打造兩個進步前輩制造中間的愿景。10月13驲，廣東省印發《廣東省科技翻新“十四五”計劃》，明確提出粵港澳大灣區國度技術創新中間扶植籌劃，“以智能制造與配備等為主攻標的目的，沖破“洽商”技巧，鑄造“長板”技巧，打造齊鏈條產業翻新收集”，經由過程進步前輩制造技巧為新興產業壯大、傳統產業轉型進級和將來產業布局供給強力支持。上述政策的出臺為中國傳統制造業的進級、追求新的動能打下了優越的根底與鋪墊，進一步將“中國制造”向“中國智造”標的目的促進。
跟著海內制造業的漸漸轉型，工業生產對自動化的需要起頭從單機設備轉向全自動設備、全自動生產線，并提出了對齊自動化生產線柔性化的需要。柔性化需要的呈現使得調劑能力差、智能化水平低的傳統機器人漸漸沒有順應產線，并出生了順應柔性制造的智能協作機器人。靈巧、平安、玲瓏的智能協作機器人不只能知足企業柔性化的出產需要，借辦理了傳統工業機器人投資規模年夜、投資回報期長、靈巧度有限等問題，讓分歧范圍的企業皆能輕松實現智能自動化，加速“智能制造”的提高跟落地。
當今世界，各次要發達國家皆正在競相開辟跟改善新技巧，讓智能制造技巧使用更普遍，以取得更多的經濟效益。隨同著智能制造期間的到來，柔性制造系統使用將日趨普遍，智能協作機器人使用于工業生產勢必成為行業發展趨勢。
很難想象會呈現如許的場景：正在一個事情平臺上，一邊是工人，一邊是機器人，他們共同純熟、交換順暢，像一對協作多年的同伴，密切交換、高效功課。協作機器人的呈現正在讓那所有成為能夠，嬌小玲瓏的協作機器人克制了傳統工業機器人的粗笨敏感，使得機器人也能從“樊籠[這里次要是指傳統工業機器人正在事情時須要停止平安防護，普通會用防護網將一個個機器人斷絕開來，與工作人員連結必然的平安距離。]”中走向人類世界，特別是新一代的智能協作機器人借能成為人類的得力助手。
一、五大劣勢讓協作機器人不同凡響
協作機器人是指被計劃成可以正在協作區域內與人間接停止交互的機器人。便其事情形式而言，協作機器人有人機協作、人機共同和零丁功課三種事情形式，零丁功課時機器人與人相隔必然距離，與工業機器人的事情形式類似;人機共同時機器人與人履行分歧事情使命;人機協作是現階段使用最普遍的事情形式，須要機器人與工作人員停止靜態交換互動，到達提質、增效、降本的目標。
供應側革新正在向需要側革新遞進，以“小批量、多種類、定制化”為特色的新需要趨向正在取代單一化、規模化需要，對機器人的靈活性要求更高，傳統工業機器人愈來愈難以順應這一市場需求，特別是關于中小企業來講，傳統工業機器人昂揚的本錢跟龐大的操縱常常讓中小企業望而生畏。協作機器人具有靈巧布置、投資收受接管快、安全性初等劣勢，可能更好知足新市場新需要。
與傳統工業機器人比擬，協作機器人具有五大劣勢：
(一)靈巧、便利、體型小，柔性出產不成少
柔性化出產須要機器人可能靈巧布置，并順應多種類的出產需要。浙江大學熊蓉傳授正在一次研討會上曾指出“協作機器人因為便利示教便于裝置等特性，使其能快捷順應各種出產需要，從人機協作產線到地道無人自動化產線，特別正在汽車產線曾經大批利用。”
傳統工業機器人的布置波及到生產線的自動化改革、機器人核心撐持設備的計劃等多種事情，至少須要一周以至更多的工夫。協作機器人布局絕對簡略，體積更小、質量更沉，市場上主流協作機器人自重普通正在數公斤到數十千克沒有等，僅為傳統工業機器人自重的1/10或更低，可多角度、多地位靈巧快速布置。
(兩)簡略便利易上腳，降本增效小能手
傳統工業機器人除須要停止裝置以外，借需對機器人停止特定的設置跟編程，常常須要體系集成商針對客戶出產特色擬定響應解決方案，大大增加客戶利用本錢。而企業體貼的是“高效、快速、便利、實惠”，比擬傳統工業機器人，協作機器人容易編程，且具有手動引誘功用，企業可自行裝置，并經由過程簡略的培訓便可自行操縱利用。
協作機器人可視化操作界面
(三)人機協作很“密切”，國際標準平安止
因為沒法保證操縱職員的平安，傳統工業機器人普通會被斷絕開來自力事情，人機之間交互較少以至整交互。而協作機器人正在平安方面更有保證，國際標準ENISO10218對啟動人機協作的安全性方面擬定了四個明白的要求：
協作機器人人機協作平安尺度
比擬傳統工業機器人，協作機器人普通裝置無力反應跟碰撞檢測等使用，一旦協作機器人正在事情進程中與人產生打仗，會終止運動，可制止或加重對工作人員形成損傷，協作機器人正在平安機能方面的最終尋求是對人整損傷。
(四)投資回收期很短，回本快，效益漲
三亞分揀機器人工業機器人的投資本錢包羅機械采辦價錢跟布置本錢，以高負載才能為例，傳統工業機器人價錢普通正在30-40萬元之間，因為正在大規模生產線上停止布置，名目實行工夫少則幾周多則幾個月，有時以至須要停工停產，投資回收期普通須要幾年的工夫。
協作機器人價錢較低，約為十幾二十萬元沒有等，協作機器人布置工夫普通數天或一周工夫，投資收受接管也正在一年之內，關于中小企業來講，可能更快實現經濟效益。
協作機器人分歧場景的使用示例
(五)智能人機協作，“電子工友”不只是機械換人
機器人永不倦怠，協作機器人可以反復履行簡略舉措而不會降低事情質量，其事情精度可將毛病跟產物缺陷的可能性降低到簡直為0，正在保障事情質量的同時大大晉升工作效率。
智能化協作機器人借可經由過程自身照顧的攝像頭對廢品整機、周詳加工件等停止快捷自動化檢測并疾速取得檢測成果，保證企業產物的高質量出產。
協作機器人正在停止電腦外殼質量檢測
跟著協作機器人技巧的越發成熟，其絕對傳統工業機器人的劣勢也將加倍凸顯，特別是智能技巧的加持將鞭策傳統協作機器人向智能協作機器人演化。智能協作機器人將加倍正視機器人與人之間的深度互動、及時交互，正在將來的事情場景中，機器人可疾速對工作人員的指令(包羅行動、舉措等)做出應變，并能與人和其他機器人停止深度交流學習，大幅度提高出產服從。
兩、開展動能實足，協作機器人行業喜迎“春季”
(一)黨和國家高度重視開展機器人產業
機器人是將來智能世界的基石，是制造業向自動化、智能化轉型的焦點驅動力，黨和國家高度重視機器人產業的開展，并出臺了一系列鼓動勉勵政策。
2015年，國務院出臺的《中國制造2025》明白了制造進級的開展標的目的，工業機器人是重中之重。2017年發改委發布《加強制造業焦點競爭力三年行動計劃(2018-2020年)》，籌劃八大重點范疇中包括智能機器人關鍵技術產業化，重點開辟基礎性、關聯性、開放性的機器人操作系統等要害個性技巧。
2019年，發改委擬定《產業結構調整指點目次(2019年本)》，正在鼓勵類產業機器部門增長“機器人用要害零部件：高精密減速器、高性能伺服電機跟驅動器、齊自立編程等高性能控制器、傳感器、末尾執行器等”“工業機器人RV減速機諧波減速機軸承”等內容。2020年發改委出臺的《對于撐持民營企業放慢革新開展與轉型進級的實行定見》明確提出實行機器人及智能配備推廣籌劃。
2021年，“智能制造與機器人技巧”被寫入“十四五”計劃，列為制造業焦點競爭力晉升的8項龐大專項技巧之一。
機器人產業攙扶政策的不休出臺為我國機器人產業開展奠基了優越的內部前提，協作機器人將正在工業4.0時代背景下的智能制造中迎來更大開展契機。
(兩)本錢降低、“機械替身”兩重疊加
物流分揀機器人的優點一是協作機器人價錢越發“親民”。市場開展早期，因為焦點零部件受外洋廠商制約，協作機器人的市場價錢遍及跨越20萬元/臺，令很多中小企業“望而生畏”，近年來跟著協作機器人技巧的日趨成熟及焦點零部件的國產化替換，海內協作機器人的市場價錢變得漸漸“親民”，極大降低了中小企業自動化出產門坎，拓展了協作機器人的應用領域。
圖1：2014-2019年協作機器人市場價錢走勢
二是“機械替身”劣勢慢慢凸顯。跟著我國適齡勞動力人口數量的不休削減，人力本錢起頭逐年晉升，生齒盈余取得的競爭劣勢起頭漸漸消失。近年來，人工成本的逐年回升和協作機器人市場價錢的下探使得兩者之間的本錢差異進一步擴展，利用協作機器人替代人工的劣勢進一步凸顯。2019年，協作機器人單元小時本錢僅有6.80元/小時，而人工成本曾經回升至32.33元/小時。
圖2：協作機器人單元工夫本錢逐年下滑
快遞分揀機器人編程視頻(三)平安出產容不得半點兒紕漏
自工業機器人出生使用于工業生產之日起，工業機械傷人的事宜便未曾隔離，依據美國OSHA一項講述顯現，1984-2017年產生了38起與機器人相關的變亂，此中有27起招致工人殞命。協作機器人不同于傳統的工業機器人，其正在產品設計上是更加實質、更加高等、更加平安的協作方法—PowerandforcelimiTIng(功率和力限定)，本身便從功率和力方面對機器人停止了限定(傳統工業機器人的功率高達數千瓦，而協作機器人的功率只有百瓦擺布)，從泉源上制止損傷事宜的產生。
三、焦點零部件“洽商”，但卑鄙使用前景廣漠
協作機器人產業鏈包羅上游焦點零部件供應商、中游機器人本體供應商及卑鄙系統集成供應商。
協作機器人作為工業機器人的一個分支，兩者產業鏈大多不異，但也有差別。差別次要顯示正在上游資料方面，工業機器人的上游普通是控制器、傳感器、減速器跟伺服電機等，而協作機器人的上游零部件則更精細化，波及的零部件也更多一些。
圖3：協作機器人產業鏈圖示
(一)上游零部件“受制于人”局勢慢慢減緩
協作機器人上游焦點零部件次要包羅中空直流電機、平安控制器、力矩傳感器、減速器、制動器、編碼器等。我國機器人產業起步較晚，趙杰[趙杰，哈爾濱工業大學傳授、博士生導師，哈爾濱工業大學機器人研究所所長、機器人技巧與體系國度重點實驗室副主任、本哈爾濱工業大學電機工程學院院長。]默示，現階段機器人行業依然有多項被洽商，內容涵蓋核心部件、芯片、軟件、工藝、體系等多方面。特別正在伺服電機、減速器跟控制器三大焦點零部件方面，外洋廠商簡直占領近九成市場份額。
近年來，跟著國產廠商正在技巧研發的連續投入，海內協作機器人廠商技巧日趨成熟，部門焦點零部件正在慢慢實現國產替換，曾經有愈來愈多的協作機器人廠商起頭測驗考試使用國產零部件，此中不乏優傲如許的外資廠商，曾經大批量采取海內廠商綠的諧波的減速器。同時，另有以富家機器人為代表的部門廠商基于自身技巧堆集，曾經可以實現焦點零部件的完整自立研發。總得來看，協作機器人焦點零部件的國產替換歷程正在提速，國產技術水平日趨晉升。
(兩)中游本體及體系集成商進局者增長
中游本體是指協作機器人本體、機器臂制造，系統集成次要是指協作機器人本體與噴涂、高低料、拆卸等出產環節的集成使用，綜合解決方案供應商次要以本體制造商為主。
跟著2013年中國協作機器人行業的開啟，以本體制造為次要營業的廠商不休增加，遨博、富家機器人、節卡等新興本體制造商的結構，也吸引新松等一大批傳統機器人公司的參加，現階段，行業企業數目保持穩定增加態勢，據高維征詢統計的數據顯現，2020年，中國協作機器人廠商曾經到達70余家，正在將來的1-2年內無望沖破100家。
(三)卑鄙使用場景不斷豐富
王喜文認為“不只是正在工業范疇，機器人正在人工智能的動員下，借可以正在國防、醫療、農業、貿易等范疇取得廣泛應用，催生新的業態跟商業模式，引發產業結構的深刻厘革。”[王喜文《機器人+：策略行為路線圖》，2016年4月。]作為工業機器人行業的分支之一，協作機器人依附其靈巧、便利、平安、高效的劣勢，其翻新使用形式不斷涌現，使用場景日趨多元化。
1.汽車制造
汽車玻璃涂膠是汽車生產工藝中十分緊張的環節，其涂膠的質量會影響汽車的密封機能跟粘接姿態，以是為了失掉優越的膠形，大部分主機廠會取舍機器人涂膠。但傳統工業機器人涂膠線，基于工場平安的需要，該生產線的悉數設備需由護欄圍困，此區域制止操縱職員進出，且占地面積十分年夜，大批占用線旁空間而只實現單一事情形成對園地資源的鋪張，并且嚴峻影響企業的出產節奏。
華晨寶馬汽車有限公司研討證實[《人機協作機器人正在汽車總裝行業中的使用與開展》，《周詳制造與自動化》，2020年3月]，若是正在上述涂膠工藝中利用協作機器人將可以完美的辦理上述問題，將協作機器人布置正在汽車涂膠車間，豈但占地空間較小，并且操作者可以正在其事情區域舉止，而不會發生平安問題，而且正在協作機器人履行涂膠舉措的同時安排須要涂膠的新整機并取奔忙曾經實現涂膠的產物，放慢企業的出產節奏。
包裹分揀機器人視頻協作機器人(左)VS傳統工業機器人(左)
2.3C制造
螺絲鎖縛是3C電子產品組裝進程中必不可少的環節，現階段這一工序次要以人工為主，也有少許廠家采取3軸機械手停止螺絲鎖縛拆卸，從后果來看，前者耗時省力且服從低下，后者設備舉止自由度小，沒有順應3C范疇龐大的流水線組裝使命，不克不及知足高效自動化出產需要。海內廠商研發的協作機器人可以接連幾個小時以不異的精度跟速率反復同一個舉措，均勻工作效率比人工超過跨過人工200%，且機器手臂的重復性精度可以連結正在±0.01mm，空間相對精度±0.1mm、軌跡精度±0.2mm的技術水平。
協作機器人使用于3C范疇螺絲鎖縛
3.物流跟著工場外部制造復雜程度的日趨晉升，關于自動化設備柔性化的水平也愈來愈下，比擬于AGV跟機器臂的單一功用，散兩者于一身的復合型挪動協作機器人明顯更能知足企業的智能物流需要。搭載5G、云數據、激光導航AGV的復合型挪動協作機器人，正在大型堆棧中可自立計劃門路運送貨色，同時可以追隨人運動，正在小型堆棧中輔佐人取貨，以至可以中轉工位，精準取送貨色。
協作機器人實現精準物流傳遞
4.醫療
正在人口老齡化跟慢性病群體疾速增加的期間，傳統的幫助醫療器械曾經日趨沒法知足古代醫療的需要，具有下安全性、下靈活性、下穩定性的協作機器人起頭周全進入醫療范疇，Renaissance、ROSASpine、ExcelsiusGPS機器人、富家機器人、天璣骨科手術機器人、達芬奇機器人等協作機器人產物曾經正在醫療范疇取得了普遍的使用。[《脊柱微創外科協作機器人技巧的臨床使用及展望》，《中國微創外科雜志》，2020年9月。]
現代醫學正在往個性化及智能化的標的目的開展，愈來愈多的醫療機械和AI技巧起頭被使用到醫學范疇中，資助辦理手術里存在的問題。以后，人工智能成為新一輪科技反動的突破口跟產業厘革的焦點驅動力，已從實際層面放慢向各行業、各范疇特點的詳細使用場景延長。正在醫療范疇，智能協作機器人是人工智能技巧使用的緊張硬件平臺，顯示出人機協作、深度學習、自立操控的使用特點，漸漸成為醫療效勞高質量開展的緊張推手。將來，智能協作機器人勢必正在醫療范疇飾演“緊張腳色”。
協作機器人幫助近程醫療
四、出貨量成倍增長，行業市場正當“百花齊放”
2008年是協作機器人行業開展的元年，優傲于昔時推出寰球第一臺協作機器人UR5，翻開了協作機器人行業的大門。到現在，協作機器人行業開展已用時13載，行業體量不休增大，行業競爭不休加劇，漸漸造成了“群雄并起、諸侯盤據”的局勢。2021年是協作機器人向智能化轉型的元年，富家機器人于本年3月份推出了寰球第一臺真正意思上的智能協作機器人MAiRA，率先翻開智能協作機器人期間的大門。
(一)出貨量屢翻新下，2020年跨越7500臺
協作機器人市場被遍及看好。國際研討機構TransparencyMarketResearch正在2017年的宣布的一份講述中指出“到2024歲尾，寰球協作機器人的市值將到達950億美元，年均復合增長率30%”，巴克萊銀行分析師認為“到2025年，協作機器人市場范圍可能增加至115億美元。”
海內協作機器人市場開展風起云涌，2015-2017年，國產廠商紛繁入局協作機器人行業，富家機器人、遨博、新松機器人、珞石科技、節卡等一大批先行者前后推出其首款協作機器人產物，并正在遠5年內實現了產物的更新換代，漸漸造成了與外洋廠商相抗衡的技術實力。
2016年，海內協作機器人出貨量約1714臺，2017年到達3618臺，同比增加了1倍多，爾后的三年，協作機器人的出貨量更是一年一個新臺階，2020年出貨量到達7514臺，比擬2016年增加3.38倍，遠5年的年均復合增速高達45%。
圖4：2016-2020年中國協作機器人出貨量走勢圖
(兩)協作機器人競爭新賽道行將開啟
入局企業不休增長，協作機器人行業競爭水平也正在不休加深，從現有市場份額來看，以優傲為代表的較早入局的廠商正在出貨量上占領必然的劣勢，但市場局勢瞬息萬變，特別是技巧的更新迭代動員產物不休進級，智能協作機器人行將成為協作機器人行業競爭的新賽道，把握智能協作機器人核心技術的廠商將正在將來市場上擁有更多話語權。
將來機器人將含有AI，不AI的機器人就是個機械。[2017深圳國際機器人與智能體系院士論壇——《AI期間與機械2.0》]咱們認為，智能協作機器人將傾覆協作機器人行業現有競爭格式。智能協作機器人比擬傳統協作機器人更具劣勢，以平安機能為例，經由過程比照市場上風行的協作機器人產物，絕大部分的協作機器人產物正在碰撞檢測方面僅逗留正在“打仗職員后終止運動”這一層面，沒法預判碰撞行動的產生，對工作人員仍有必然的安全隱患。
而智能協作機器人可能預判碰撞行動的產生可制止傷害事故。以富家機器人宣布的智能協作機器人MAiRA為例，MAiRA搭載了富家機器人自立研發的人體探測傳感技巧跟智能傳感器，可能看、聽跟感知外部環境，具有“預判碰撞行動產生”的功用，可無效制止損傷產生。
智能協作機器人正在停止平安探測
五、MAiRA“橫空出世”，協作機器人將邁入智能期間
(一)協作機器人向智能化轉型是大勢所趨
以后協作機器人需依照后臺程序預設實現功課，其操縱精度完整在于焦點零部件控制精度，正在改換使命時需人工重設機器臂運動軌跡，那正在很大水平上影響了協作機器人的使用及推廣。跟著人工智能技巧的快捷開展，物聯網、年夜數據、機械視覺、生物辨認、機械學習等技巧的日趨成熟，將來協作機器人將是散人工智能、物聯網、年夜數據等技巧于一身的綜合體，使其具有自立斷定、感知、學習、剖析決議計劃跟人機交互才能。
機器人向智能化轉型是一定。丁漢院士[丁漢，中國科學院院士，機器電子工程專家，華中科技大學機器迷信與工程學院傳授、博士生導師、院長，數字制造配備與技巧國度重點實驗室主任。]默示，正在將來，跟著人類對機器人的要求不休晉升，機器人必然會正在制造業內里飾演愈來愈緊張的腳色，機器人開展是永無止境的。而人工智能跟機器人是密不可分的，將來人工智能必然會助推機器人，以是人工智能將是機器人的同黨。有研討認為協作機器人正從“人機協作”走向“人機共融”，即將來的協作機器人與人可以相互理解、彼此感知、彼此資助[《中國工業機器人產業開展與使用窺察》，《企業經管》，2021年4月。]。有學者提出協作機器人四大研討標的目的，首個就是人機交互，不單單局限于語音跟肢體上的交互，借包羅協作機器人的“窺察”、深度學習等，讓協作機器人加倍智能[劉洋、孫愷，《協作機器人的研討近況與技巧開展剖析》，《北方工業大學學報》，2017年4月。]。
人工智能、物聯網、年夜數據等技巧的融會將強化協作機器人的智能化使用，實現基于深度學習的物品辨認與分揀，實現紛亂堆放物件的智能辨認及抓取位姿斷定;實現儀表讀數辨認及文字OCR、機器臂預測性保護等數據收羅及剖析等，成為真正能干活的無需二次開發的“智能協作機器人”。經由過程與新技巧的融會，智能協作機器人會正在深度學習、感知、決議計劃跟履行等層面連續停止技術升級，實現數據自由活動，機器人生態系統也將隨之停止沖破，萬物互聯，增進智能協作機器人將面對更好的機能、更下的智能跟更廣漠的開展空間，成為新一輪科技反動跟產業厘革的緊張驅動力。
(兩)誰將成為智能協作機器人引領者?
分揀機器人主要分揀什么咱們認為，協作機器人進入到智能化期間，誰擁有壯大的技術實力跟成熟的產物系統，誰將正在協作機器人的智能化期間大潮中傲立潮頭。2021年，富家機器人率先推出寰球第一臺智能協作機器人產物——MAiRA，那意味著，富家機器人曾經把握智能協作機器人的核心技術，最有能夠成為引領協作機器人行業進入智能化期間的領導品牌。
技術實力當先。富家機器人起源于富家機電，設立于2017年，依靠富家激光十幾年的工業堆集，富家機器人慢慢把握了包羅機電、伺服驅動跟運動節制等在內的多個焦點零部件的自立知識產權。與行業內同類公司比擬，富家機器人是少有的可能自立研發伺服系統、直驅機電、光柵編碼器、力矩傳感器、機器人控制器等焦點零部件的廠商，是行業內貨真價實的技巧領頭羊。
產物理念進步前輩。建立至今，富家機器人已推出三大協作機器人產物系列，產物系統日趨豐碩。2017年，富家機器人推出第一代協作機器人產物—Elfin系列，2020年推出Elfin-P系列，2021年推出MAiRA系列，而MAiRA作為行業顛覆性產物，主打下智能化、人機深度交互的進步前輩理念，是寰球第一款真正意思上的智能協作機器人。
MAiRA是智能協作機器人期間的“開篇之作”，她的出生是協作機器人行業行將邁入智能化期間的標記。MAiRA刷新了人機交互的廣度與深度，高度集成了最新型的傳感器，控制系統跟使用中完美實現亙古未有的人工智能集成，具有生物辨認、挪動追蹤、手勢節制、3D視覺感到、聲控交互協作、高靈敏平安檢測等高端機械機能，包含無限的使用能夠。
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