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　　當(dāng)今世界西歐各國(guó)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局和態(tài)勢(shì)分析

　　國(guó)際金屬加工網(wǎng)　2020年03月20日

　　先進(jìn)制造 ◇ 系列技術(shù)講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys我國(guó)機(jī)器人金融行業(yè)典型研討會(huì)

　　許多前端技術(shù)都與機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域密切相關(guān)，如機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能、人工智能、人機(jī)協(xié)同或自主移動(dòng)系統(tǒng)。智能機(jī)器人是制造業(yè)位數(shù)化的重要組成部分，亞洲地區(qū)地區(qū)制造業(yè)面臨巨大考驗(yàn)。

　　不過，隨著消費(fèi)態(tài)勢(shì)的迅速變動(dòng)，資源的緊缺，技術(shù)建筑工人的緊缺，社會(huì)的人口老齡化以及對(duì)本地產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，基于場(chǎng)效應(yīng)工業(yè)機(jī)器人的智能化為這些考驗(yàn)提供了解決方案。因此2019年我們不僅看見投入運(yùn)行的機(jī)器人數(shù)目顯著減少，而且看見越來越多的機(jī)器人應(yīng)用在新的專業(yè)領(lǐng)域。

當(dāng)今世界機(jī)器人新格局和態(tài)勢(shì)如何？

　　IFR統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)，在中國(guó)經(jīng)濟(jì)不穩(wěn)定性的促進(jìn)下2019年將持平，機(jī)器人銷售量約為42.1萬部，具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)將于2020年9月發(fā)布。

　　在其2019年9月發(fā)布的顯示，2018年亞洲地區(qū)地區(qū)機(jī)器人加裝量快速增長(zhǎng)6%，達(dá)至422271臺(tái)，價(jià)值165億美元（不含軟件和外圍設(shè)備）。機(jī)器人的操作庫(kù)存計(jì)算為2439543個(gè)單位（+15%）。

　　從金融行業(yè)上上看，因?yàn)闄C(jī)器人顧客金融行業(yè)變動(dòng)，電動(dòng)汽車和電機(jī)/電子金融行業(yè)在主要目的地我國(guó)和北美始終是貿(mào)易沖突的主角，向亞洲地區(qū)地區(qū)中國(guó)經(jīng)濟(jì)擴(kuò)散不穩(wěn)定性。不過，電動(dòng)汽車工業(yè)依然是最大的顧客金融行業(yè)，占總加裝量的30%，優(yōu)于電機(jī)/電子（25%）、金屬和機(jī)械（10%）、塑料和化工產(chǎn)品（5%）和醫(yī)藥生物（3%）。

從歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)上看，自2010年年來，由于亞洲地區(qū)地區(qū)這一快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)的穩(wěn)步，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)需求大幅上升使得工業(yè)機(jī)器人的智能化和穩(wěn)步技術(shù)創(chuàng)新。2013年起到2018年，年加裝量平均值每月快速增長(zhǎng)19%（復(fù)合年快速增幅）。介于2005年和2008年，機(jī)器人的年平均值銷售量約為11.5萬部，在亞洲地區(qū)地區(qū)中國(guó)經(jīng)濟(jì)和金融危機(jī)導(dǎo)致機(jī)器人器上升到2009年6萬臺(tái)，大量投資被推遲。2010年，投資騰出空間，將機(jī)器人加裝量提高到12萬部。2015年以前，每月加裝量減少了一倍多，達(dá)至近25.4萬部。2016年每月超過30萬部，2017年，加裝量劇增至近40萬部。2018年共加裝283080臺(tái)，僅比上年快速增長(zhǎng)1%，但仍為已連續(xù)第三年的新高峰。

西歐各國(guó)的情形都不算樂觀。西歐和英國(guó)在亞洲地區(qū)無以為繼的情形下堅(jiān)挺快速增長(zhǎng),但亞洲地區(qū)盡管2018年快速增長(zhǎng)大幅放緩,依然是當(dāng)今世界上最大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)市場(chǎng)。2018年新部署的機(jī)器人三分之二（67%）加裝在亞洲地區(qū)。從2013年到2018年，機(jī)器人年加裝量平均值每月快速增長(zhǎng)23%。2018年，亞洲地區(qū)三大消費(fèi)市場(chǎng)的情形有所不同：我國(guó)（154032臺(tái)；-1%）和韓國(guó)（37807臺(tái)；-5%）的裝機(jī)數(shù)目上升，而韓國(guó)（55240臺(tái)；+21%）的裝機(jī)數(shù)目大幅快速增長(zhǎng)。

第二大消費(fèi)市場(chǎng)西歐的機(jī)器人加裝量快速增長(zhǎng)了14%，達(dá)至75560臺(tái)，已連續(xù)第三年創(chuàng)下新高。2013-2018第一月均快速增幅為12%。英國(guó)的快速增幅甚至更高：2018年加裝了約55212臺(tái)機(jī)器人。這一位數(shù)比去年快速增長(zhǎng)了20%，與亞洲地區(qū)和西歐一樣，這是已連續(xù)第三年出現(xiàn)的新高峰。2013年年來的平均值年快速增幅為13%。74%的亞洲地區(qū)地區(qū)機(jī)器人器分布在四個(gè)北歐國(guó)家2包括澳大基亞和新西蘭14，當(dāng)今世界機(jī)器人2020工業(yè)機(jī)器人有四個(gè)主要的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)市場(chǎng)：我國(guó)、韓國(guó)、英國(guó)、大韓清光緒和瑞典。這些北歐國(guó)家占亞洲地區(qū)地區(qū)機(jī)器人器的74%。

自2013年年來，我國(guó)始終是當(dāng)今世界上最大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)市場(chǎng)，在2017年和2018年占總加裝量的36%。2018年加裝154032臺(tái)。這比2017年（156176臺(tái)）減少了1%，但仍超過西歐和美洲加裝的機(jī)器人總數(shù)（130772臺(tái)）。有關(guān)詳細(xì)資料，參見第3.3.1章。2018年，韓國(guó)的機(jī)器人加裝量減少了21%，達(dá)至55240臺(tái)（新的最大值）。對(duì)于一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)智能化水準(zhǔn)已經(jīng)很高的北歐國(guó)家來說，2013年年來17%的月均快速增幅是非常顯著的。已連續(xù)Daye，英國(guó)的機(jī)器人加裝達(dá)至了一個(gè)新的最大值水準(zhǔn)（40373臺(tái)；+22%）。2010年年來，全國(guó)各制造業(yè)生產(chǎn)過程智能化已是大勢(shì)所趨。

年度加裝方面，英國(guó)在2018年從大韓清光緒獲得了第二名，在英國(guó)，最堅(jiān)挺的快速增長(zhǎng)來自其他金融行業(yè)。例如，機(jī)器人在英國(guó)食品和飲料金融行業(yè)的營(yíng)業(yè)額在2018年快速增長(zhǎng)了72％，賣出了2754TNUMBERx6e機(jī)器人，但依然僅占英國(guó)電動(dòng)汽車金融行業(yè)營(yíng)業(yè)額的18％。在大韓清光緒，自2016年達(dá)至41373臺(tái)的最大值水準(zhǔn)年來，每月的機(jī)器人加裝量始終在上升，2018年，共加裝37807臺(tái)機(jī)組（-5%），這個(gè)北歐國(guó)家的加裝位數(shù)很大程度上取決于電子工業(yè)，而電子工業(yè)在2018年經(jīng)歷了艱難的一年。不過，自2013年年來，加裝量平均值每月快速增長(zhǎng)12%。有瑞典是當(dāng)今世界第五大機(jī)器人消費(fèi)市場(chǎng)。2018年，機(jī)器人加裝數(shù)目劇增26%，達(dá)至26723臺(tái)的新高峰，這個(gè)北歐國(guó)家的加裝位數(shù)主要是由電動(dòng)汽車工業(yè)驅(qū)動(dòng)的。

　　在西歐，瑞典和意大利促進(jìn)了19％的快速增長(zhǎng)。意大利是西歐第二大工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)市場(chǎng)，2018年?duì)I業(yè)額快速增長(zhǎng)27％。東歐的快速增長(zhǎng)有所上升，除了俄羅斯聯(lián)邦和波蘭，這兩個(gè)北歐國(guó)家的營(yíng)業(yè)額均比2017年快速增長(zhǎng)了40％以上。

　　庫(kù)卡的車間

　　而在瑞典，機(jī)器人金融行業(yè)的代表企業(yè)庫(kù)卡在Industrie 4.0的元素支持下：其零件加工過程可洞悉面向未來的生產(chǎn)過程，其過程讓人震驚。

乍看之下，位于瑞典奧格斯堡的kuka工廠的10號(hào)生產(chǎn)車間看起來就像瑞典或國(guó)際機(jī)器制造商的任何其他生產(chǎn)環(huán)境：空氣中散發(fā)出些微的油味，各個(gè)制造商的機(jī)床都在努力加工金屬零件-勤奮的員工在主持節(jié)目。其中一名員工是Rainer Eder-Spendier，10號(hào)廳智能化和機(jī)器人技術(shù)主管?！拔覍?duì)這個(gè)廳充滿熱情，”這位51歲的老人說。“生產(chǎn)中高度和明智的智能化程度使我們與眾不同。我們?cè)谶@里采用智能智能化和位數(shù)化技術(shù)。”

乍看之下您不會(huì)注意到：大廳中的所有機(jī)器都連接到云，并具有各種Industrie 4.0功能。Rainer Eder-Spendier手持平板電腦，站在包圍機(jī)床的Burkhardt + Weber安全柵欄前面，他解釋道：“例如，我們對(duì)整個(gè)大廳進(jìn)行了位數(shù)化概覽。這類似于智能手機(jī)的地圖應(yīng)用程序。它使我能夠監(jiān)視所有機(jī)器并檢索它們的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。”

　　他用食指快速敲擊，檢查兩個(gè)Heller加工中心的狀態(tài)，這些中心由KUKA機(jī)器人定期進(jìn)行裝卸。類似于智能手表或健身追蹤器，機(jī)器人和機(jī)器收集各種各樣的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并將這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆浦?。然后，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以各種可視化形式顯示在平板電腦的用戶界面上。“但這還不是全部，”這位慕尼黑人說，他已經(jīng)在KUKA工作了25年以上。

他介紹道：“如果出現(xiàn)錯(cuò)誤消息，我們可以使用由我們的服務(wù)技術(shù)人員多年編譯而成的Wiki類型的服務(wù)。該統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)包含將近500萬個(gè)解決方案提案。我們還可以使用內(nèi)置技術(shù)來回溯回顧每個(gè)過程步驟，其工作方式與飛機(jī)上的黑匣子類似。而且，我們可以讓軟件將生產(chǎn)過程中的任何不正常情形通知我們-這類似于ECG?！?該統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)包含將近500萬個(gè)解決方案提案。我們還可以使用內(nèi)置技術(shù)來回溯回顧每個(gè)過程步驟，其工作方式與飛機(jī)上的黑匣子類似。而且，我們可以讓軟件將生產(chǎn)過程中的任何不正常情形通知我們-這類似于ECG。” 該統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)包含將近500萬個(gè)解決方案提案。我們還可以使用內(nèi)置技術(shù)來回溯回顧每個(gè)過程步驟，其工作方式與飛機(jī)上的黑匣子類似。而且，我們可以讓軟件將生產(chǎn)過程中的任何不正常情形通知我們-這類似于ECG。”

　　溝通是智能生產(chǎn)的基礎(chǔ)

10號(hào)館共有7個(gè)單元和11個(gè)機(jī)器人。這些機(jī)器人的型號(hào)不同，均由KUKA制造。他們使用的機(jī)器是各種制造商的商用機(jī)床。機(jī)器人加工諸如底架，旋轉(zhuǎn)柱，臂和連桿臂之類的組件。組件在機(jī)器人組裝車間的隔壁組裝?！霸谶@個(gè)大廳中，機(jī)器人負(fù)責(zé)制造機(jī)器人所需的各種組件，” Rainer Eder-Spendier總結(jié)說。然后他繼續(xù)強(qiáng)調(diào)：“不僅要徹底測(cè)試新的技術(shù)可能性，而且要以一種真正明智的方式進(jìn)行部署，這很重要。機(jī)器具有可容納所謂握手功能的接口也很重要。”

握手是指機(jī)器人與機(jī)床之間的通信。如果系統(tǒng)的各個(gè)組成部分相互協(xié)調(diào)，這是必不可少的。在單元中，機(jī)器人可以充當(dāng)主機(jī)或從機(jī)。作為主人，機(jī)器人會(huì)指定程序并通知機(jī)器，例如，已經(jīng)裝載了工件并且現(xiàn)在可以關(guān)閉門。如果將機(jī)械手部署為從機(jī)，則它會(huì)響應(yīng)來自外部控制器的命令。

　　縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高效率

機(jī)床通常由建筑工人手動(dòng)裝載。建筑工人經(jīng)常站著等待機(jī)器完成工件的加工。一旦完成了加工程序，建筑工人就將工件移出并將其放到托盤上，然后再將新工件裝載到機(jī)床中。該過程不僅單調(diào)，而且效率相對(duì)較低。正如我們從10號(hào)展館看見的那樣，可以使用智能化來優(yōu)化流程?！霸谖覀兊拇髲d里，機(jī)器人承擔(dān)著裝卸機(jī)器的任務(wù)，” Rainer Eder-Spendier解釋說。因此，很少有人參與生產(chǎn)過程。實(shí)際上，即使在周末和夜班期間，也可以在一定時(shí)間內(nèi)無人參與的情形下運(yùn)行生產(chǎn)過程?！?為了做到這一點(diǎn)，這些單元配備有進(jìn)料器，例如轉(zhuǎn)盤和進(jìn)料傳送帶。建筑工人手動(dòng)將這些零件裝入要加工的零件。因此，根據(jù)準(zhǔn)備好的工件數(shù)量和機(jī)器要執(zhí)行的任務(wù)，機(jī)器人可以使用長(zhǎng)達(dá)8個(gè)小時(shí)的庫(kù)存。

　　機(jī)器人還執(zhí)行次要任務(wù)，從而提高了生產(chǎn)率。Rainer Eder-Spendier舉例說：“在我們的某些單元中，機(jī)器人將螺旋油的螺紋切成預(yù)先鉆孔的孔，而機(jī)床則在加工下一個(gè)工件?！?在大多數(shù)單元中，工件去毛刺是機(jī)器人執(zhí)行的另一項(xiàng)任務(wù)。以此方式，有效地利用了等待時(shí)間，并且由于減輕了機(jī)器的加工任務(wù)，例如鉆孔和銑削操作落入+/- 0.2 mm的公差范圍內(nèi)，因此縮短了單個(gè)零件的生產(chǎn)時(shí)間。因此，可以在機(jī)床上更好地利用寶貴的加工時(shí)間，并且可以生產(chǎn)更多的零件。

　　機(jī)器人+機(jī)床

實(shí)際上，第10號(hào)展館中的一個(gè)機(jī)器人單元可能看起來像這樣：制造商Grob生產(chǎn)的三臺(tái)機(jī)床可使用30多個(gè)系統(tǒng)托盤，因此可以快速靈活地響應(yīng)各種要求。建筑工人將要加工的工件夾緊在轉(zhuǎn)換站的夾緊器中。接下來，將組件與托盤和固定器一起裝入單元。KR 600 R2830 FORTEC機(jī)器人執(zhí)行各個(gè)步驟的鏈條，并將材料從機(jī)床運(yùn)送到返修單元，在返修單元中完成金屬零件的加工，例如去毛刺，鉆孔或配備螺旋油。機(jī)器人通過線性單元接近三臺(tái)機(jī)器，然后將完成的零件帶回到相關(guān)的操作員位置。建筑工人松開夾緊器，

在另一個(gè)具有制造商海勒（Heller）制造的兩個(gè)加工中心的單元中，過程類似。借助氣動(dòng)夾具，KR 500 L480-3 MT FORTEC機(jī)器人拾起已放置在轉(zhuǎn)盤上的工件并將其裝入兩臺(tái)機(jī)器之一。為了使其能夠交替加載兩臺(tái)機(jī)器，將機(jī)器人加裝在線性單元上。四個(gè)進(jìn)料站可提供足夠的原料。一旦機(jī)器中的加工過程完成，機(jī)器人就會(huì)在轉(zhuǎn)換站對(duì)零件進(jìn)行去毛刺。最后，機(jī)器人將零件放到轉(zhuǎn)盤上。

　　Burkhardt + Weber公司的機(jī)床也由KR 500 FORTEC機(jī)器人進(jìn)行裝卸。加工連桿臂和旋轉(zhuǎn)柱的機(jī)床配備了一個(gè)雙托盤更換器：一個(gè)托盤容納連桿臂的夾具，另一個(gè)托盤容納旋轉(zhuǎn)柱的夾具。當(dāng)機(jī)器人將工件裝載到一個(gè)托盤上時(shí)，機(jī)器將對(duì)夾緊在另一托盤上的工件進(jìn)行操作。

　　智能化和聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)

Rainer Eder-Spendier說：“智能化使建筑工人的工作變得非常容易，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情形下，建筑工人不再需要手動(dòng)將重的工件裝載到機(jī)床上。” 僅要求建筑工人提供材料。但是，這需要更少的時(shí)間和精力，這意味著該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)率。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：不需要擁有專門針對(duì)機(jī)器人的專業(yè)知識(shí)來執(zhí)行去毛刺任務(wù)。

　　單元切換到該模式后，便可以使用KUKA.CNC軟件（如常規(guī)機(jī)床）以G代碼操作它們。記錄的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，甚至是與KUKA以外的公司制造的組件相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，都可以在云中使用。這樣，就可以始終具有對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過程的完全可見性和完全控制權(quán)，實(shí)現(xiàn)更高的透明度并始終優(yōu)化任務(wù)計(jì)劃。

　　雖然瑞典的工業(yè)制造在新世紀(jì)年來一度不景氣，但從庫(kù)卡工廠，卻看見瑞典本身的智能化技術(shù)依然走在當(dāng)今世界前列。

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