2014年機器人十大新聞
機器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”,其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。因此,機器人領(lǐng)域的競爭在2014年上升到極致,不僅在技術(shù)層面和商業(yè)市場硝煙滾滾,而且各個國家紛紛在戰(zhàn)略高度上,將機器人擺放在重要位置。
在2014年6月舉行的中國科學院第十七次院士大會、中國工程院第十二次院士大會上,習近平主席發(fā)表重要講話,明確提出:“我們不僅要把我國機器人水平提高上去,而且要盡可能多地占領(lǐng)市場?!泵鎸κ袌霭l(fā)展機遇,中國機器人行業(yè)專家將2014年視為中國機器人發(fā)展騰飛的元年。
美國在最新發(fā)布的機器人發(fā)展路線報告中,將機器人與互聯(lián)網(wǎng)定位與同等重要的地位,被列為美國實現(xiàn)制造業(yè)變革、促進經(jīng)濟發(fā)展的核心技術(shù)。
歐盟啟動全球最大民用機器人研發(fā)計劃-“SPARC”,計劃到2020年投入28億歐元,創(chuàng)造24萬個就業(yè)崗位。最引人注目的是,德國為保持其制造業(yè)領(lǐng)先地位,提出工業(yè)4.0計劃,將智能機器人和智能制造技術(shù)作為迎接新工業(yè)革命的切入點。
日本將機器人作為經(jīng)濟增長戰(zhàn)略的重要支柱,在其新產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中,機器人產(chǎn)業(yè)作為重點扶持產(chǎn)業(yè)之一。
韓國制定了“智能機器人基本計劃”,并于2012 年10月發(fā)布了“機器人未來戰(zhàn)略展望2022”,指明了機器人未來的發(fā)展方向。
全球機器人領(lǐng)域激烈的競爭從2014年全面展開。
2014年是工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)紀錄的一年,IFR預(yù)計全球工業(yè)機器人銷量超過20萬臺,整機年銷售170億美元,加工配套規(guī)模500億美元。然而,這一年的非工業(yè)機器人產(chǎn)品更不容忽視。
經(jīng)過幾年發(fā)展,非工業(yè)機器人產(chǎn)品已經(jīng)面向各行各業(yè),燎原之勢已成。從IFR的統(tǒng)計數(shù)據(jù)看,在2010年以前,非工業(yè)機器人市場占有率很低, 2010年工業(yè)機器人配套市場175億美元,非工業(yè)市場不到40億美元,其中個人與家用市場產(chǎn)品5億美元。2013年,個人與家用市場產(chǎn)品增加到17億美元,最為普及的產(chǎn)品是掃地、剪草坪等清潔類機器人。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)的遲滯并不能阻礙蓬勃發(fā)展的服務(wù)機器人消費市場。在中國國內(nèi),上億產(chǎn)值規(guī)模的機器人生產(chǎn)企業(yè)在2014年已經(jīng)如雨后春筍般涌現(xiàn)出來,科沃斯、銀星、大疆、納恩博、易步科技等新銳企業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式成長態(tài)勢。原國家863計劃機器人技術(shù)主題專家組組長王田苗教授表示,最近兩年是機器人市場大發(fā)展的臨界點,誰在這個時候抓住機遇,就能趕上機器人時代的高速列車。目前,清掃機器人、智能代步車、航拍無人機產(chǎn)品已經(jīng)成熟,在市場上新品輩出,競爭激烈。此外,市場上娛樂機器人、陪護機器人、餐廳機器人、展示導(dǎo)引機器人、安保機器人、醫(yī)療機器人等產(chǎn)品亦在市場上打開局面,得到社會的廣泛認知與接受,產(chǎn)品日趨豐富。
中國快速良好的經(jīng)濟發(fā)展使得機器人產(chǎn)品在中國找到最好的沃土,根據(jù)中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的中國工業(yè)機器人市場統(tǒng)計數(shù)據(jù),2013年國內(nèi)企業(yè)在中國銷售工業(yè)機器人總量超過9500臺,按可比口徑計算2013年銷量較上年增加65.5%,考慮到前期研發(fā)企業(yè)實現(xiàn)投產(chǎn)、新企業(yè)進入等因素,國內(nèi)企業(yè)實際銷量是上年的3倍。另據(jù)國際機器人聯(lián)合會(IFR)統(tǒng)計,外資企業(yè)2013年在華銷售工業(yè)機器人總量超過27000臺,較上年增長20%。結(jié)合統(tǒng)計數(shù)據(jù),2013年中國市場共銷售工業(yè)機器人近37000臺,約占全球銷量五分之一,總銷量超越日本,成為全球第一大機器人市場。
這是中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟與國際機器人聯(lián)合會(IFR)通過統(tǒng)計信息交換的方式,第一次實現(xiàn)對中國工業(yè)機器人市場較為全面的統(tǒng)計。從機械結(jié)構(gòu)看,2013年國內(nèi)企業(yè)銷售的工業(yè)機器人中,坐標型機器人是主要產(chǎn)品,占比超過40%,并且數(shù)量超過外資企業(yè)在華銷售同類機器人的總量。從工業(yè)機器人應(yīng)用領(lǐng)域分布看, 2013年近六成的國內(nèi)產(chǎn)工業(yè)機器人應(yīng)用在搬運與上下料領(lǐng)域,其中用于塑料成型件的搬運與上下料和用于機床加工中的搬運與上下料的機器人最多。從應(yīng)用行業(yè)看,外資機器人應(yīng)用比較集中,汽車行業(yè)購買量接近50%,電子產(chǎn)品制造業(yè)和金屬加工業(yè)占比分別占14%和10%。而國內(nèi)產(chǎn)工業(yè)機器人廣泛地服務(wù)于國民經(jīng)濟25個行業(yè)大類,范圍涉及食品、家具制造、化肥、藥品、橡膠、采礦、印刷、汽車、鐵路等領(lǐng)域,其中以輸配電及控制設(shè)備為代表的電氣設(shè)備制造和以計算機、電子器件、視聽設(shè)備為代表的電子產(chǎn)品制造業(yè),在國內(nèi)產(chǎn)機器人的銷售總量中占比最高,分別占17% 和15%。
此外,據(jù)不完全統(tǒng)計,國內(nèi)以機器人名義建設(shè)的產(chǎn)業(yè)園近40家,相當于平均每個省有超過1家機器人產(chǎn)業(yè)園;廣東順德計劃投15億引進歐盟機器人,浙江杭州“機器換人”投資800億元,各地方機器人大投資大項目不斷刷新高;國內(nèi)機器人企業(yè)增長數(shù)全球第一,全國已有430家機器人企業(yè),機器人概念上市公司50 家,平均每周產(chǎn)生2家新的機器人公司。
代表中國國內(nèi)機器人行業(yè)最頂級的技術(shù)峰會——首屆中國機器人峰會(RoboTop2014)在年中隆重召開,這次大會吸引了800多位業(yè)界精英的參與,是國內(nèi)迄今規(guī)模最大、影響力最大的行業(yè)盛會。
張鈸院士、蔡鶴皋院士,國家863計劃先進制造技術(shù)領(lǐng)域“十五”、“十一五”機器人主題專家組組長王田苗教授,國家863計劃智能機器人專題專家組現(xiàn)任組長趙杰教授,以及黃田、劉成良、王耀南、劉景泰、孫立寧、韓建達等專家均出席大會,安川莫托曼、新松、上海新時達、博實自動化、埃夫特、科沃斯等國內(nèi)外知名的機器人公司高管共同見證了空前盛況。
與會專家表示,2014年是中國機器人大發(fā)展的元年,對中國企業(yè)充滿信心和希望。張鈸院士以《網(wǎng)絡(luò)時代的機器人—機器人將重走PC機之路?》為題, “蛟龍?zhí)枴彼聶C器人海試總指揮劉峰研究員以“蛟龍?zhí)枴笔臧l(fā)展之路為引,旁征博引、斟酌探討機器人行業(yè)的未來發(fā)展;新松、埃夫特、科沃斯等國內(nèi)外知名公司則在大會上進行技術(shù)報告與成果的交流。
此次會議由《機器人技術(shù)與應(yīng)用》雜志社聯(lián)合天津市科學技術(shù)委員會、天津市武清區(qū)人民政府主辦,取得了圓滿成功,促進了行業(yè)內(nèi)的大交流、大合作,激發(fā)了產(chǎn)、學、研、用等機器人產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)發(fā)揮自身優(yōu)勢,共謀中國機器人發(fā)展之路,標志著我國機器人發(fā)展站上全新的起跑線。
增材制造(3D打?。┦且环N以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運用粉末狀可粘合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。這是一種按需添加材料制造產(chǎn)品技術(shù),與傳統(tǒng)加工制造技術(shù)截然相反。隨著機器人技術(shù)與智能技術(shù)的發(fā)展,3D打印技術(shù)開始走上歷史舞臺,對傳統(tǒng)制造業(yè)進行全面的顛覆。
在百度BIG大會第五期“機器人與未來”上,美國康奈爾大學創(chuàng)意機器人實驗室主任Hod Lipson(胡迪?利普森)總結(jié)了3D 打印將帶來10種顛覆性變革。
1. 復(fù)雜性免費。通過3D打印制造復(fù)雜的產(chǎn)品和簡單的產(chǎn)品成本是一樣的。
2. 不受數(shù)量限制。同一產(chǎn)品不管打印1個還是1萬個,其單位成本是一樣的。
3. 無需專用制造裝備,無需組裝工具,3D打印制造出來的就是一個完整功能的產(chǎn)品。
4. 零間隔時間。3D打印從個體試生產(chǎn)到批量生產(chǎn),中間不需要試制測試與產(chǎn)能設(shè)計,時間間隔幾乎為零。
5. 零限制。3D打印可以制造非常復(fù)雜的產(chǎn)品,沒有幾何形狀的限制,人們只要能在電腦里設(shè)計出相應(yīng)的3維圖案,3D打印即可制造出來。
6. 零手藝制造。3D打印可以讓普通人也能制造復(fù)雜的產(chǎn)品,不需要專門的手藝培訓。
7. 便攜甚至可以手提。3D打印機可以便攜到隨時帶走,不像傳統(tǒng)的制造設(shè)備只能固定在一處,并且可以實現(xiàn)分布式制造,多個3D打印機協(xié)同打印一個產(chǎn)品。
8. 生產(chǎn)廢棄料少。3D打印是針對設(shè)計好的形狀進行材料添加補全,不會浪費原料。
9. 不限材料。3D打印機能夠打印的材料已經(jīng)超出人們的想象,如打印食物(披薩、蛋糕等)、各種金屬、大型建筑,甚至打印活體細胞,制造心臟瓣膜。
10. 精確重復(fù)。3D打印可以精確地復(fù)制一個物品,就像復(fù)印機復(fù)印紙張一樣。
Lipson 認為,3D打印帶來的革新才剛剛開始,未來3D打印會有3個發(fā)展階段:自由地制造新的形狀;自由地創(chuàng)造新材料;自由地創(chuàng)造新的活動系統(tǒng)。
國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會發(fā)布公告,國家標準《機器人用諧波齒輪減速器》(GB/ T 30819-2014)于2014年底開始正式實施。該標準基本涵蓋了機器人用諧波齒輪減速器分類原則、技術(shù)要求、性能指標、試驗方法、檢驗規(guī)則和包裝、運輸、儲存等方面的內(nèi)容,對諧波減速器的產(chǎn)品型號、分類、外形尺寸、傳動效率、扭轉(zhuǎn)剛度、噪聲、溫升、使用壽命等技術(shù)指標以及相應(yīng)的試驗方法、試驗設(shè)備和檢驗規(guī)則等主要技術(shù)內(nèi)容進行了規(guī)范。標準由蘇州綠的諧波傳動科技有限公司、江蘇省減速機產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、上海ABB工程有限公司和北京工商大學負責編制。
諧波減速器是機器人實現(xiàn)運動功能的核心部件,現(xiàn)在約有90%的諧波減速器應(yīng)用在機器人工業(yè)和精密定位系統(tǒng)中,是現(xiàn)代工業(yè)重要的基礎(chǔ)部件。在市場上,國產(chǎn)機器人的銷量只占到國內(nèi)市場份額的13%左右,據(jù)分析,困擾國產(chǎn)機器人發(fā)展的瓶頸就在于核心零部件無法自給自足,機器人行業(yè)用諧波減速器嚴重依賴進口。《機器人用諧波齒輪減速器》國家標準的推出,對促進我國諧波傳動技術(shù)進步和產(chǎn)品升級,推動我國整個機器人行業(yè)的健康發(fā)展具有十分重要的意義。
云機器人是云計算與機器人學的結(jié)合,是機器人信息存儲和獲取方式的一個學術(shù)概念,所有機器人可以共享數(shù)據(jù)庫,減少開發(fā)人員的開發(fā)時間。在Humanoids 2010 會議上,卡耐基梅隆大學的James Kuffner教授提出了“云機器人”的概念,引起了廣泛關(guān)注,很多專家認為云機器人或許就是機器人學的下一個跨越式發(fā)展。
2014年10月,中國科學技術(shù)大學機器人實驗室與美國卡內(nèi)基- 梅隆大學機器人實驗室聯(lián)合進行的云機器人實驗取得成功,并以最高分獲得2014RoboCup 機器人世界杯中國公開賽技術(shù)挑戰(zhàn)賽冠軍。
據(jù)介紹,自2010 年以來,中美團隊聚焦于不同技術(shù)側(cè)面,分別開展了有關(guān)云機器人的持續(xù)性基礎(chǔ)研究。中科大在外部開放知識獲取、機器人自動推理與規(guī)劃、人機語義理解等方面重點研究,形成了一條機器人運用外部知識提高性能的技術(shù)路線。美方在機器人大數(shù)據(jù)分析與人機合作等方面進行深入探討,也取得了重要成果。
雙方通過合作研究,探索通過云機器人平臺,實現(xiàn)機器人與人之間的資源共享與合作。在首次聯(lián)合實驗中,位于中國合肥的中科大“可佳”(KeJia)機器人與位于美國匹茲堡的卡內(nèi)基-梅隆大學“可寶”(CoBot)機器人,借助云平臺實現(xiàn)了遠程合作與資源共享測試,實驗非常成功,“可佳”與“可寶”分別完成了各自單獨工作無法完成的測試任務(wù)。
中國科大人工智能中心和機器人實驗室主任陳小平教授表示,如果讓不同的機器人與云計算平臺相結(jié)合,從云平臺和其他機器人那里獲取有關(guān)知識和技能,那么就可以實現(xiàn)機器人之間、人機之間的知識共享和合作,從而極大地拓展每一臺機器人的能力范圍,并降低開發(fā)成本。
此外,由歐盟多個成員國頂尖科研機構(gòu)、大學和工業(yè)企業(yè)等組成的歐洲RoboEarth研發(fā)團隊,也在進行相關(guān)研究工作,將基本的機器人技術(shù)同互聯(lián)網(wǎng)的云計算系統(tǒng)相連接,利用遠程數(shù)據(jù)中心提供的專業(yè)化智能服務(wù),實現(xiàn)機器人之間的知識分享,并提供執(zhí)行各類復(fù)雜功能任務(wù)的服務(wù)。
工業(yè)機器人市場一直被日歐企業(yè)壟斷,細數(shù)之下,為四大家族:ABB、安川電機(YASKAWA)、發(fā)那科(FANUC)、庫卡(KUKA)的天下,近年各國機器人相關(guān)企業(yè)頻出,產(chǎn)品異彩紛呈,但是四大家族的壟斷地位尚不可動搖。四家2013年收入合計約50億美元,占據(jù)著全球工業(yè)機器人50%市場份額,在中國超過60%市場份額。
四大家族起家均從事與機器人產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的業(yè)務(wù),ABB 和安川電機從事電力設(shè)備電機業(yè)務(wù),發(fā)那科從事數(shù)控系統(tǒng)業(yè)務(wù),庫卡從事焊接設(shè)備業(yè)務(wù),最終他們成為全球領(lǐng)先的綜合型工業(yè)自動化產(chǎn)品企業(yè),其共同特點是掌握了機器人本體和機器人某種核心零部件的技術(shù),最終實現(xiàn)一體化發(fā)展。
中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2014-2019年工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)全景調(diào)研及投資方向研究報告》指出:2013 年ABB、發(fā)那科、庫卡、安川電機收入分別為418、60、24、38 億美元;凈利潤分別為28、15、0.8、0.8 億美元;工業(yè)機器人收入均為10-14 億美元左右,但收入占比差別較大,分別為3%、23%、42%、34%;2013 年末市值分別為610、300、16、24 億美元。
四大家族除了發(fā)那科綜合毛利率接近50%,其余毛利率水平基本在25-30%左右。四家凈利潤水平相差較大,發(fā)那科凈利率達25%,ABB 為7%,庫卡和安川電機僅為2-3%。從歷史數(shù)據(jù)看,過去十年四大家族PE 水平保持在20-30 倍左右。
2014年5月,谷歌公司無人駕駛汽車正式亮相,掀開了汽車無人駕駛的神秘面紗,這款沒有方向盤和剎車裝置的汽車,預(yù)計5年內(nèi)可以實現(xiàn)商用。隨即,奧迪等一些傳統(tǒng)的汽車企業(yè)也稱正在測試自己汽車的無人駕駛技術(shù),毋庸置疑,人類將邁進無人駕駛時代,汽車無人駕駛正進入倒計時。
據(jù)分析,無人駕駛汽車不會很快出現(xiàn)在高速公路上,但它們即將出現(xiàn)在機場或校園中。從今年開始,美國10座城市將開始自動汽車試點項目。美國佛羅里達州的坦帕灣將從春季開始,將成為第一座無人駕駛汽車試點城市。到2016年年末,美國另外12-20座城市將加入自動汽車試點項目。這意味著,到2017年,美國將有30座城市的公路上出現(xiàn)無人駕駛汽車。
英國亦表示允許無人駕駛汽車在公路上行駛,將修訂道路交通規(guī)則,為無人駕駛汽車的出現(xiàn)提供適當?shù)囊?guī)則指引。
目前,無人駕駛汽車有兩大技術(shù)門派,一種是以谷歌公司為代表的全新技術(shù)流,這種無人駕駛汽車和傳統(tǒng)汽車差異很大,根本沒有方向盤和剎車裝置,一切都是全新設(shè)計,駕駛和泊車不需要人動手參與,跟人們記憶中的汽車完全不同,不需要駕駛者具備傳統(tǒng)的駕駛證;一種是以奧迪公司為代表的傳統(tǒng)汽車廠商,他們逐步改良現(xiàn)有的汽車,在傳統(tǒng)汽車上加裝智能裝備,例如,目前可以自動泊車,逐步實現(xiàn)自動駕駛,最終實現(xiàn)完全無人參與的智能行駛汽車。
由中央電視臺、中國科學院發(fā)起,科技部、教育部、中國工程院、中國科學技術(shù)協(xié)會、國家自然科學基金委員會、國家國防科技工業(yè)局共同舉辦的2014年度最具影響力十大“科技創(chuàng)新人物”和三大“科技創(chuàng)新團隊”評選活動落幕,推選委員會以兩院院士代表為主,由主辦方代表、媒體代表、學協(xié)會代表和其他相關(guān)各界代表共同組成,經(jīng)過三輪評審,推選委員會從84名有效候選人物(含個人和團隊)中評選出最終結(jié)果。
年度十大“科技創(chuàng)新人物”和三大“科技創(chuàng)新團隊”分別是:曲道奎、王堅、賈利民、鄧中亮、舒躍龍、張紅文、袁隆平、李蘭娟、喬杰、戴建武獲得年度科技創(chuàng)新人物獎,國防科技大學天河高性能計算創(chuàng)新團隊、探月工程三期再入返回飛行試驗任務(wù)團隊、中國科學院海洋研究所“科學”號海洋科學考察團隊獲得科技創(chuàng)新團隊獎。其中,曲道奎是機器人領(lǐng)域的杰出代表,是該領(lǐng)域獲此殊榮的第一人。
曲道奎現(xiàn)任新松機器人自動化股份有限公司總經(jīng)理、機器人國家工程研究中心副主任,他帶領(lǐng)的團隊創(chuàng)造了中國機器人發(fā)展史上88項第一,研發(fā)的機器人遍布全球15個國家。新松公司隸屬中國科學院,是一家以機器人獨有技術(shù)為核心,致力于數(shù)字化智能高端裝備制造的高科技上市企業(yè),股票簡稱就是機器人,2009年上市,一直是國內(nèi)機器人行業(yè)的風向標,也是國際上機器人產(chǎn)品線最全廠商之一。新松公司產(chǎn)品涵蓋工業(yè)機器人、潔凈(真空)機器人、移動機器人、特種機器人及智能服務(wù)機器人五大系列,其中工業(yè)機器人產(chǎn)品填補多項國內(nèi)空白,潔凈(真空)機器人多次打破國外技術(shù)壟斷與封鎖,大量替代進口,移動機器人產(chǎn)品綜合競爭優(yōu)勢在國際上處于領(lǐng)先水平,被美國通用等眾多國際知名企業(yè)列為重點采購目標,特種機器人在國防重點領(lǐng)域得到批量應(yīng)用,在高端智能裝備方面已形成智能物流、自動化成套裝備、潔凈裝備、激光技術(shù)裝備、軌道交通、節(jié)能環(huán)保裝備、能源裝備、特種裝備產(chǎn)業(yè)群組化發(fā)展。