智能盤點機器人
【香港商報網訊】記者杜林 宋璟報道：制造業是國民經濟的主體，2015年5月19日，國務院印發了《中國制造2025》，部署全面推進實施制造強國戰略，這是中國版“工業4.0計劃”。其中，數控機床及智能機器人為重點發展領域之一。
5月17日，2017中國(昆山)品牌產品進口交易會在昆山花橋國際博覽中心開幕，在日本研發已15年的鋁焊接FSJ技術首次在中國亮相。本報記者在采訪中了解到，隨著中國制造業的急速發展需求，越來越多的海外高端智能制造企業正進入中國尋求市場。國產設備精密度欠缺、高端智能制造設備定價權在國外、智能制造車間核心內容尚需依靠國外進口……盡管在成熟工業應用領域與發達國家有一定差距，但中國科學家、中國企業正在國家政策與市場需求的雙重支持下，通過引進技術與自主研發“兩條腿”走路，參與全球智能制造的發展。
市場需求吸引高新技術進入
中國是世界第一大機床消費國。中國制造業的飛速發展，令越來越多的國外高新技術投入到中國市場。在本屆進交會智能制造展區中，日本川崎展出車體模擬生產線，以未來設想的生產線為構想，集電焊·弧焊FSJ焊接技術為一體。不需要使用400V的高壓電，不需要依靠水進行冷卻降溫，甚至不需要焊接頭，依靠每分鍾3600轉的速度產生高熱，FSJ焊接技術可以實現對鋁合金產品的高效焊接。這項技術在發明15年之後，首次進入中國進行展示。
日本川崎重工業株式會社售後組組長中尾良向本報記者介紹， FSJ焊接技術單元是與點焊、激光焊接、鉚接等不同的新型焊接方法，利用了“摩擦攪拌”原理，運用在以鋁合金為對象的生產線中。同時，在其他材料產品的生產上，FSJ焊接技術單元也被寄予了較高的期望。在該單元裏，焊槍材質為超高強度鋼、可以實現壽命打點1萬次以上。在汽車行業利用該技術，可以實現多種焊接。FSJ焊接技術技術由於采用高速旋轉頭，令焊接材料均勻受力，不但可以防止鋁片在焊接過程中被擊穿，而且由於無需使用高壓電、水和焊接頭，可節約大量成本，提升生產效能。
15年前就已經發明，並且應用於日本本土品牌汽車生產的FSJ技術，為何時至今日在首次在中國展出?中尾良表示，並非此項技術對中國企業實行封鎖，而是因為長期以來中國汽車生產商沒有這樣的需求。FSJ焊接技術主要用於鋁合金的焊接，而中國目前生產的汽車外殼均為鐵皮，沒有鋁殼。隨著使用鋁車皮制造汽車成為趨勢，相信未來中國汽車行業使用該項技術的前景廣闊。
國產機器人差在“精度”
“很多機器人的核心技術還在國外。”蘇州瑞萊特機械有限公司總經理韓海艦說。瑞萊特機械代理了日本安川和發那科兩大世界機器人家族品牌。公司從2004年起經營國產機床到2014年開始接觸日本發那科等國際企業，韓海艦對中國機床及智能機器人產業有相當了解。“國產機器人，在低端方面，如連接機器人，做得還可以，但在高端機器人方面，和進口機器人相比還有很大差距。”指著面前一台日本發那科關節機器人的紅色伺服電機部位，韓海艦解釋，伺服電機決定了機器人機械手的精度。某款國產機器人可以和進口機器人在承重5千克時達到同樣的操作精度，但承重達到10千克時，國產機器人要實現同樣的精度，只能增加本體的體積，與進口機器人相比，靈巧性就差了很多。而即便是國產的機器人，主要零部件仍然依賴於從德國ABB、日本安川等外國公司進口。
日本川崎FSJ焊接技術單元(張小紅 攝)
川崎機器人昆山公司售後主任孫玉林表示，在選擇機器人產品時，價格和故障率是中國企業首先考慮的因素，其中，價格優勢尤其重要。
在國產與進口機器人價格方面，附加值較低的國產機器人有壓倒性優勢。韓海艦舉例說，國內企業生產的普通關節機器人，價格為16至17萬元，日本發那科同等功能的關節機器人，售價則在30-40萬元之間，價格相差一倍。但在高端機器人方面，定價權在國外。
“其實這也是很正常的，發達國家工業起步早，企業積累深。日本發那科在上世紀80年代末、90年代初就實現了自動化生產，生產機器人的車間已經實現了無人化操作。”韓海艦表示，中國機器人行業也在不斷的進步和學習。
“低端混戰、高端失守”是我國機床及智能機器人行業一直以來面臨的尷尬局面。盡管現實殘酷，但可以看到，經過國家一系列政策的支持和工業技術的進步，中國近年來機床及智能機器人行業發展迅速，填補了許多過去的空白。現在，已經有一些中國本土企業在行業中嶄露頭角。一方面，部分企業通過合資等方式引入國外先進技術，另一方面，部分企業以自身過去的行業積澱為基礎，開展自主研發，走向智能機器人制造的快車道。
智能車間引領工業制造新方向
隨著勞動力成本的增加，中國企業在謀求降低生產成本的同時，亦更加重視提升生產效率。在昆山展會現場，德國西門子設立了工業4.0實驗室，展示世界領先的西門子工業雲平台及面向中小型制造企業的工廠透明化解決方案。2013年9月，西門子在中國成都設立了展示工廠，這是國內首家智能工廠展示中心，它向中國渴望實現智能生產車間的企業提供最直觀的感受。
西門子官方數據顯示，通過提高生產制造的智能化數字化水平，可以減少產品上市時間至少30%，降低制造成本約13%。而在新產品上市比例、設備生產效率、產品交付能力及營運利潤率等多個方面，數字化工廠的指標均遠遠高於傳統制造企業。
隨著“中國制造2025”的推進，中國各個省市也開始全方位地推動以機器人、智能制造為代表的新興技術的研發和應用。制造業大省江蘇率先拉開了建設制造業強省的序幕，於2015年6月發布《中國制造2025江蘇行動綱要》，以推進智能制造和突破關鍵核心技術為主攻方向，注重品牌質量競爭，力爭2025年建成1000個智能工廠、研制並應用1000個首台套重大裝備、培育50個左右有世界影響力的品牌產品和品牌企業。
智能車間概念模型(張小紅 攝)
2016年3月，菱創智能科技公司就是在這樣的大背景下成立。銷售經理胡萬金告訴本報記者，公司與日本三菱合作，為企業提供從工廠車間設計到物流、包裝等全方面的智能制造工廠設計服務，公司在常熟設有e-factory智能工廠展示中心，是繼西門子成都工廠之後中國第二個可展示的智能工廠。“對客戶進行定制化生產，需要更貼近地交流。我們希望通過每個工藝上的實地感受，讓客戶了解到什么是工業4.0，中國制造2025要往什么方向發展。”胡萬金介紹，由於智能制造工廠的設計需要在信息技術、工業控制等領域有極大的技術沉澱，目前中國相關行業企業多是中外合資公司。
“企業對定制化工廠的需求很多，集中在機器替代人工和產品一致性這兩方面。”胡萬金表示，產品一致性(性能達標)，是智能制造工廠最大的特點，也是企業最為看重的一點。目前，國內3C和汽車生產是運用智能制造工廠進行生產的重點領域。
“中國制造”值得期待
查詢終端，讀者就可以迅速知道自己要找的書在哪一排書架、哪一層、第幾本;機器人在書架前“晃”一下，就能將整個圖書館的藏書情況盤點清楚。5月18日，南京大學計算機科學與技術系陳力軍教授課題組研發的圖書館智能盤點機器人正式發布，通過智能機器人融合超高頻RFID、互聯網、物聯網等技術，可對圖書館藏書進行自動化盤點，無需對現有圖書館及書架進行改造，實現了“從無到有”的突破。發布當天，香港中文大學就與陳力軍教授團隊簽訂合作協議，率先在學校深圳校區圖書館引入該智能機器人。
更為值得期待的是，該項發明不僅是國內首創、國際領先，更為未來智能工廠進行精密倉儲管理提供了工業應用可能。陳力軍教授向本報記者介紹，超高頻RFID技術可以遠距離掃描物品標簽，精確定位小物品的位置，通過與智能機器人結合，就能將排列得極為緊密的圖書館藏書盤點得清清楚楚，識別率達到99%，每小時可盤點圖書超過10000冊。目前，該智能機器人已經進入工廠產品化階段，未來，團隊還將研究機器人抓取圖書技術，在不改造圖書館書架的前提下，實現全自動借還。而這項發明還可用於工廠的倉儲管理，特別是密集的貨架貨物、危險品管理等，機器人通過掃描數據、自動讀取、整理，自動生成行進路線搬運貨物，將大大提升倉庫管理效率。陳力軍表示，希望該項技術能對工業界發展起到一定的引領作用。
“機器人是新生事物，我們需要有一定的耐心，不要期待馬上就能看到理想的結果，需要具有各項專業背景的科學家、企業家共同努力。”在研究中，陳力軍感悟到，離行業越近，往往失望越多，世界智能機器人發展曆史短，還處於起步階段。而中國在經曆了三四十年的改革開放後，無論是經濟基礎、工業水平、學術水准還是應用能力都具備了相當實力，有機會在一些領域超越發達國家，科研工作者和企業家都應當對中國制造有耐心、有信心。