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【聚焦】富士康追求機器人是表象 看清工業4.0到底是啥?


 

富士康首席科學家 戴家鵬

OFweek機器人網訊:當下,大运会篮球比分的使用已經開始變得非常頻繁,普通大眾也對工業機器人有了越來越清晰的認識。那么,我們不得不思考,未來的工業機器人該往哪個方向發展。隨著人工智能的崛起,信息化技術得到高速發展,從而引發了新一輪的技術革命。當人工智能結合工業機器人之后,具有智慧的工業機器人孕育而生,我們從這種“新生物”上看到了未來工業的模樣。

未來的機器人市場無疑是繁榮的,從過去的經驗和角度來看,機器人的定義非常的廣泛,而且會越來越廣泛。那么,我們回頭看一看工業機器人早期的定義。恩格爾伯格(Engel Berger)是工業機器人之父,他曾經講過,如果一個自動的設備只做一件事情,那這個設備就不能稱為機器人,只能叫做自動化,真正的機器人應該具有做各種不同工作的能力。

從汽車行業看機器人的“前世今生”

機器人在汽車行業應用最多。

1959年,第一家機器人公司建立。最早的機器人應用在沖壓廠、鍛造廠里做基礎性的沉淀工作。

1969年,第一條車身自動焊接生產線在美國通用汽車廠里誕生?;魅說撓τ瞇枰ǚ押艽蟮耐度?,并不是安裝好機器人就可以進行工作。那時,花費了十年的時間才把由十七臺機器人搭建的焊接生產線嘗試著建立起來。不過,好景不長,由于新技術的快速發展,12年后,這條汽車車身自動焊接生產線就被“消滅”了。

1982年,油壓機器人開始被應用到汽車行業做汽車點焊的工作,但是當時大部分的汽車廠商還是在用電動機器人,油壓機器人還沒有被認可和普及。雖然早期的電動機器人非常的“強悍”,不過,幾年后,油壓機器人的應用也在歐洲和日本等地普及開了。

如今,汽車車身焊接自動化已經形成了一個系統的行業,而不再是一個單獨的機器人行業。經過30多年的優化發展,很多的系統和功能已經變得相當復雜,創業公司想進入這個行業絕非易事,甚至相當困難,必須得到政府的策略支持和培養才能試探性的進入。在這一領域,新松機器人花費多年的時間和資源攻堅克難,目前已經有所成就,令人欽佩。

“無標準化”為富士康帶來機會

1977年,UNIMATION公司收購了MCOM公司,MCOM公司有一款叫做PUMA的機器人,UNIMATION公司當初的想法是用這款機器人做生產線的組裝工作。也就說,40年前,機器人就已經開始應用到生產線的組裝工作上。今天,生產線上的機器人在外觀上和PUMA相差不多,但在技術上卻有了很大的進步。

現如今,像PUMA這種類型的機器人的設計、程序和開發已經不像過去那么困難了,可以說,機器人廠商要做一個六軸機器人沒有想象中的那么復雜。那么,生產線布局機器人的困難在哪呢?其實,困難不再機器人本身,而是在機器人系統集成(SIR:System Integrate Robot)上面。將不同的機器人集成在一條生產線上,并且能夠完美的協同作業,這才是工業所需要的機器人應用。

目前,在3C(電腦、通訊和消費性電子為主的科技產業)還沒有一家公司可以將機器人系統的應用做到標準化,各大公司在這一領域可謂是“八仙過海,各顯神通”。這也說明,在這一領域,其他公司都有機會參與進來。

不得不說,無標準化的生產要求推動了整個產業的發展,尤其對于SME(中小企業)來講,是件極大的好事。不過,現在要做生產線彈性自動化,LME(領域內的大公司)還是具有絕對的優勢。LME不一定是最大的企業,但一定是在領域內有領導力的企業。如果LME要使用機器人,一方面,會從機器人廠商那購買;另一方面,會不會考慮建立自己的機器人團隊?答案是會的!例如像富士康這樣的制造公司,為了自身的生產和效益的提升,已經開始建設自己的機器人,這已經不是什么秘密了。

機器人是一個設備、一個工具,現代制造業需要這些工具,富士康這個企業更加需要這些工具,那么,我們自己來做機器人。目前,富士康的機器人包括了焊接和搬運,并且已經將系統導入。其實,富士康預計在10年內建立自己的機器人,現在還沒用到10年的時間,就已經在打磨領域做出了一些小成績。不過,這種成果也是花費了幾年的時間去嘗試,一步一步的不斷改進才做到這個地步。我們自認為具有世界上打磨領域最強的團隊和應用,雖然這個技術并沒有對外開放。這個技術對于富士康是寶貴的,同時,運用該技術制成的相關設備也是制造公司競爭的優勢,必須要做的比競爭對手更早、更快、更好。

富士康不只是在追求機器人

制造企業在購買廠商的機器人之前,首先要考慮機器人整個系統的生命周期成本??贍茉諞魅說氖焙?,機器人的價格相對便宜,但是如果出現匹配度不好、應用不到位、維修成本高、維修周期長等一系列的問題,企業要面臨的成本和損失將會更大,因此,考慮機器人的生命周期成本是重中之重。如果僅是搭建機器人和系統,富士康可以做到。但是,我們要做大規模的機器人應用,就需要建立起一個機器人的生態系統。并且,大家要清楚的知道,機器人對于工業最大的貢獻在于提升產業的效益,在機器人本體上賺錢并不容易。

自動化的發展是一個過程,從單機到整條產線實現自動化,再到生產智能化,最后建立智能工廠,實現工業4.0。富士康不是在單純的追求機器人,隨著產品越來越精密,功能越來越豐富,生產周期越來越短,我們最終的目標是機器人服務的對象,客戶要知道自己的要求能不能在富士康實現,不管用什么方式。在品質學里一直在強調質量、成本、貨期,滿足這些要求,我們才開始談怎么做機器人系統。那么,怎么做好機器人的系統就必須要有一種工匠精神——專注、深邃,這是做好機器人系統的基本精神。

“簡化”成為工業4.0標桿

德國人把工業自動化的發展分成了四個階段:第一階段,18世紀末期,隨著蒸汽機驅動設備的出現,人類開始步入現代工業時代;第二階段,20世紀初,基于電力和能源驅動的大規模生產出現,更大程度的加快了工業文明的發展;第三階段,20世紀70年代,第一臺可編程邏輯控制器的誕生推動了工業數字化的發展;第四階段,也就是現階段,信息物理融合系統催生出生產方式實現移動互聯互通。

我們重點來看第三個階段,作為電子和IT技術載體的可編程邏輯控制器(PLC)實現了制造流程進一步的自動化。其實,數控機床的使用最早發生在20世紀40年代,它在50年代和60年代得到了快速的發展,因此,在60年代誕生PLC是順其自然的事情。蒸汽機和PLC的出現為客戶產生價值,80年代,客戶關系管理系統(CRM)把自動控制分成了七個小階段,90年代,自動控制又被簡化成五個小階段,工業4.0實質是在第三個小階段:第一小階段是自動化的底層,包括機器人、設備和通訊;第二個小階段是數據分析和監測顯示;第三個小階段是工廠整體控制,包括整個系統的架構、貨物的進出量等等。當然,從機器人的角度來分析,第一個小階段最重要。

為什么工業1.0和工業3.0具有代表性?因為在它們里面的工具容易使用。瓦特發明的蒸汽機其實做了兩件大事情:第一件,自動控制里面有感應器,可以測量速度;第二件,熱力學里面加熱、冷卻中間的差度產生了動力功能。PLC為什么變成了一個標桿?因為PLC把電腦控制機器的程序簡化。今天,我們講工業4.0,這就代表著我們要將生產流程、工廠制造重新工程化。

“群智慧”是未來

現在,我們有了更多的工具去推動整個工業的發展,例如工業云就具備代表性,云上承載著大量的智慧。2016年4月,我們在漢諾威展和IBM一起合作,通過IBM語音將信息傳送到云端,然后調度機器人來工作,吸引了很多的人駐足觀看。這也代表著未來會有更多的事項可以云端建立起來,這里也有幾個觀點。第一點,智慧可以在機器人本體,也可以在云端;第二點,云端的智慧需要一個可以容易呈現的工具。工業4.0還沒有形成一個具體的定義,未來人們可能要對它進行重復的定義。但是,不管怎么定義,都是往人們更容易去理解和使用的方向上走。

很多人都認為人工智能是具備了接近人類的智慧,機器人都應該搭載人工智能,那么,我們就要思考到底要賦予工業機器人怎樣的智慧。這種智慧可以稱為一種原動力,原動力是什么呢?就是可以感知到周圍的生態并作出一定的動作。這種動作可以非常簡單,例如把物品從一個位置搬用到另一個位置。也可以很復雜,例如用機械臂寫漢字,進行精細打磨等。這個智慧并不一定是多大的智慧,可以叫做群智慧。因為工業3.0的第一個小階段需要把許多的機器人設備連接起來,這相當于組建了一個機器人的群,雖然它的智慧程度不高,但是卻具有了一定的智慧,這就是社會的進步。

殘酷的現實與挑戰

現在,有很多的機器人公司,包括工業機器人在內,面臨著很殘酷的現實與挑戰。

第一,現在有太多的公司踏入機器人行業,那么過去幾十年有沒有發生類似的事情呢?答案是有的。20世紀80年代,機器人在美國相當火熱,忽然就冒出200多家機器人公司。當下的中國制造對機器人的需求更大,或許會出現1000家與機器人相關的公司,那么踏入之后會發生什么?價格戰爭!由于競爭的激烈,惡性的價格戰爭就會破壞機器人市場健康有序的可持續發展。

第二,要清楚機器人的服務對象是誰。毫無疑問,機器人的服務是制造業,那么,制造業的利潤有大的增加嗎?并沒有。那么投資的錢與獲得的利潤是有限的,所以,需要大家理智的來判斷和處理。

第三,各種機器人都在快讀的發展,但是它們的商業模式卻不一樣。例如服務機器人和工業機器人在商業模式上市完全有區別的。

第四,物聯網的崛起,對產業帶來較大的沖擊。當初,油壓機器人被電控機器人取代。而現在物聯網也對機器人行業產生巨大的影響。

第五,3G產業變化快,有些企業發展的慢會被淘汰,不過,對于外部的一些企業來說,這也是一個機會,進入很快。

第六,“中國制造2025”就是要改變中國大而不強的制造業面貌,所以,打好基礎很重要。我們要以工匠精神為支柱來推動設備和工廠的發展,要在硬件的基礎上多使用軟件,這樣很容易就把功能、系統的彈性建立起來。

最后講一講路易斯卡洛寫的兩本書:一本是《艾麗絲歷程》,另一本是《鏡中奇緣》。在《艾麗絲歷程》中,在國際象棋的棋盤上,紅皇后拉著艾麗絲的手拼命的跑,才能保留在同樣的地方。這個講法就是“紅皇后假設”,在生物界,它的意思就是為了應對消亡。那么,機器人行業的“紅皇后假設”的意思的就是:1.如果不拼命的跑,在這行業留不??;2.如果不以兩倍的速度跑,就還會停留在原地;3.如果要往前進,除了快跑,還得找方法,也要加強基本功。那么,這個方法是什么?工業機器人主要是幫助產業追求效益的進步,在這個追求的過程中產生了一些技術和能力,再加上云計算、大數據技術,可能會建立一個新的產業。

未來是一個智能制造的時代,物聯網將是對未來影響最大的技術。在通往物聯網的路上,我們還有許多的工作要做,雖然會面臨很多的挑戰,但是相信在所有人的共同努力下,未來會成為智能制造、智能機器人的天下。