作为智能制造的代表,机器人呼啸而来已经影响到制造业的格局。
全球多个国家都已经将机器人产业的发展提升至国家重点战略层面,比如,德国的“工业4.0”、美国的“再工业化”及日本的“新机器人战略”等均是为了重点发展机器人产业,通过数字化、智能化手段增强制造业发展水平,提升国家综合实力。
我国的人口红利逐渐减弱、环境问题日益突出、经济下行压力越来越大,值得庆幸的是,机器人产业成为了经济增长的新引擎。
1、海尔无人工厂
制造业作为国民经济的主体,是国家强盛和民族富强的重要保障,与世界发达国家相比,我国制造业仍然大而不强,质量效益差、信息化程度低、产业结构水平弱、资源利用率不高、缺乏自主创新能力。而机器人产业的发展,扭转了这种局面。
市场需求是技术创新的重要驱动力,作为全球最大的机器人市场,我国对机器人的需求不仅数量庞大,而且日益多样化,这都将促进我国机器人产业的良性发展。
随着云计算、大数据等信息技术的发展,以机器人的研发、制造和应用为代表的智能制造业已成为未来全球发展的主要方向。
海尔集团作为中国家电业最先开启互联网转型的代表企业,凭借“智能交互制造平台”——前联研发、后联用户手段打通整个生态价值链,实现了用户、产品、机器、生产线之间的实时互联,为用户在家中通过互联网定制自己钟爱的冰箱提供了技术支持。
海尔沈阳冰箱无人工厂以智能互联为基础,以用户个性化定制为主线,以全流程整合为途径,已俨然成为中国制造2025率先实践的最佳样本。
互联网时代,如果你买家电还到实体店做“货比三家”就过实了。比如你可以直接到网上商城去定制一款属于自己的心仪冰箱,然后对颜色、款式、性能、结构等特征做全方位的选择,下订单就万事大吉了。
你可以通过互联网随时查看自己定制的冰箱到了哪一个工位、哪一个工序、有没有出厂、有没有开始送装。
在工厂中,你的定制冰箱订单需求被传递到生产线的各个工位上,工作人员根据用户需求进行生产和优化,在生产线上,1万多个传感器充分地保证了产品、设备、用户之间的互联沟通。
工作人员只需要把配件随机放进吊笼里,生产线就可以根据用户定制的型号自动检索。生产完该型号的产品,系统会自动知道下一个型号的产品是什么,自动进行切换,10秒钟之内完成,通过这种方式满足用户个性化定制的需求。
在海尔集团智能工厂的流水线上,这就是生产过程。当然,海尔集团将这一切得以实现的关键是:海尔集团从一个家电制造商转型成为一个大型平台公司。在这个平台上,活跃着无数的小微团队——他们有些来自集团内部孵化,有些则是外部团队入驻。
为了达到用户的个性化定制,在海尔集团平台上活跃着的无数小微团队,轻松地将该产品进行模块化分解,让每个团队认领一个或几个自己擅长的模块进行生产,最后在海尔集团的智能车间中进行最终拼装。
2015年,海尔就实现了“无灯工厂”的建设。“黑灯无人线”完全实现了自动无人冲片、串片、涨管,通过设备高精度作业实现效率及产品性能的大幅提升;全球领先的“装配智能机器人群”项目,实现产品与机器人之间智能自交互、自换行和柔性生产,在质量方面达到了压机螺母紧固扭矩100%精准。
在这条生产线中,订单直接进入工厂设备管理系统里,系统根据用户的下单自动排产,这套系统叫作iMES系统,它同时对用户、员工以及模块商的生产数据进行实时管理。整个工厂变成了一个智能制造执行系统,而员工的角色转型为机器的管理者。
所以在这个“无人工厂”中,不意味着所有的海尔员工全都下岗了,其内部智能化的设备还是需要员工来控制。但是这样的员工肯定就不是以前传统意义上只是操作机器的员工了,他们的薪酬也比原来的操作员工要高得多。
几年海尔大规模裁员,海尔的创新能力下降,市场竞争力不强,消费者和经销商都不买账,海尔也就自然不需要那么多员工。2022年海尔智家总营收2435.14亿元,低于同行业美的集团营收3457.09亿元,高于格力电器营收1901.51亿元,位居同行业第二位。
在海尔无人化生产之后,美的也在向无人生产的方向发展,美的早在2014年就实现了无人配送,掀开了传统制造业物流的新篇章。
2、机器人应用场景
焊接机器人是工业机器人的一个大类,主要应用于金属焊接制造领域,是代替手工焊焊工或焊接设备操作工进行实际焊接作业的工业机器人。焊接机器人主要分为弧焊机器人、点焊机器人、钎焊机器人、激光焊机器人和其他焊接机器人。
汽车制造业是焊接机器人应用市场中最大的传统行业,2020年,受到新冠肺炎疫情的影响,汽车制造业投资下降,对焊接机器人的需求明显下降。
焊接机器人在汽车制造行业应用中最多的是点焊机器人和弧焊机器人。钎焊机器人主要应用于3C电子行业,该行业应用的焊接机器人也主要是三轴坐标钎焊机器人。
2020年,焊接机器人在我国市场的销售量约为3.5万台,同比增长4.7%,是全球最大的焊接机器人市场。仅比亚迪西安工厂的一个车间就投入近300台焊接机器人,生产线自动化率高达97以上。
焊接机器人应用与服务人才短缺,一定程度上也制约着焊接机器人的应用质量和效率。预计今年经济复苏,我国焊接机器人市场销量将有两位数的增长,自主品牌焊接机器人将有更大幅度的增长。
协作机器人是一种可以安全地与人类进行直接交互/接触的机器人。与传统工业机器人相比,协作机器人打破了只能应用于工业场景的限制,凭借低自重、高灵活、易编程、可快速配置、作业空间局限性小等特色优势,在医疗、教育培训、新零售等服务业场景中同样具有广阔的应用前景。
在核心零部件方面,由于协作机器人在运行过程中要与人工密切接触,人身安全保障对协作机器人的运行精度、操作灵活度及零力矩控制与碰撞检测技术等方面提出了更高要求,因此,协作机器人核心零部件的产品类型与工业机器人略有差异,主要包括中空直流电动机、安全控制器、力矩传感器、减速器、制动器和编码器等。
目前,协作机器人在3C电子、半导体、日化品、机械加工等领域中已广泛应用,主要用于上下料、装配、检测、搬运和装卸等作业,也可用于仓储物流、医疗、智慧零食等商业服务领域,实现物料、物品的自动搬运、上下料、分拣等操作,应用边界逐渐扩大。
移动机器人是集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统,汇集了传感器、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果,代表机电一体化的最高成就,是目前机器人研究最活跃的细分领域之一。在一个移动机器人系统中,会用到很多种技术,如导航、传感、运动控制、网络通信、人工智能、大数据等技术。
2020年,由于受到疫情影响,国外市场需求明显放缓,但国内市场仍然保持着较高的发展速度,特别是在电子商务、物流、新能源、半导体和制药等行业增长迅速。以特斯拉为代表的“造车新势力”,有意将移动机器人导入汽车生产制造线上。
在未来工厂中,人机协同将是大势所趋。随着AI技术的发展,机器人的交互能力会进一步提升,机器人与机器人、机器人与人、机器人与环境之间可以进行高效地信息交互,对不同类型的障碍物做出反应,无须停止或人工为其重新规划路线,而是可以自动重构最优的路径来获得高效的导航。
复合机器人将是机器人未来的一个重要发展趋势,它替代了人的腿、手、眼,可以从事更加柔性、更灵活的工作,可快速布局于自动化工厂、仓储分拣、自动化货物超市等诸多场景,为物料的自动搬运、物品的上下料及物料的分拣提供自动化、柔性化的作业支持。未来,复合机器人将是实现智能制造及智慧物流不可或缺的重要工具。
建筑机器人的开发应用始于20世纪80年代,先后经历了机械传动、液压传动和现在的机器人化的工程机械三个阶段。建筑机器人的应用不仅能提升效率、提质增效,而且能保障建筑工人的安全,缓解建筑业招工难、用工难的矛盾,助力建筑业数字化转型。
如今,建筑机器人已经初步发展成了包括测绘机器人、砌墙机器人、预制板机器人、施工机器人、钢梁焊接机器人、混凝土喷射机器人、施工防护机器人、地面铺设机器人、装修机器人、清洗机器人、隧道挖掘机器人、拆除机器人、巡检机器人等在内的庞大家族。
我国是建筑大国,拥有世界上最大的建筑市场。预计至2025年,将有超出7000台建筑机器人被应用到建造和破拆领域,市场规模将达到2.26亿美元。碧桂园启用建筑机器人,效率是工人的4倍。在地产销售领域,地产外呼机器人成为促进房地产业转化率的有效工具。
3D打印建筑技术是一项新兴的建筑构筑技术,它以“轮廊工艺”为基础,通过喷墨黏稠粉末和熔融挤出等成形方式,采用工业机器人逐层重复铺设材料层来构建房屋。与传统建筑施工方式相比,3D打印建筑具有环保、节能、质优、高效、成本低及施工安全等优势。
将3D打印技术应用于建筑机器人中。2019年,上海机器人产业技术研究院与中国建筑第八工程局合作开发的行走式建筑3D打印机器人,解决了建筑物3D打印无法在真实环境中快速部署这一痛点,可基于反光柱的双激光定位算法,快速部署现场打印环境,提高打印效率。
当前,科技创新正在重塑全球经济结构。机器人研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。
在可见的未来,软硬件的高度整合将为建筑工厂提供有力的数字孪生技术,实现少人化、无人化、智能化的柔性生产。
农业机器人是指用于农业领域的机器人,即用在农业领域中的一种可编程和多功能的操作机,或是为了执行不同的任务而可用计算机改变和可编程的专门系统,可以由不同程序软件控制,能适应各种农业作业环境的新一代无人自动操作机械。
20世纪90年代中期,我国开始农业机器人的技术研发。随着工业化、城镇化和现代化的快速发展,我国农业机器人包括耕作机器人、除草机器人、施肥机器人、喷药机器人、蔬菜嫁接机器人、收获机器人、采摘机器人等方面。目前,全世界已经有三类农业机器人实现了大规模的商业化应用,分别是无人驾驶拖拉机、挤奶机器人和农业无人机。
随着“中国制造2025”的实施,我国已经全面推行制造强国战略,农机装备作为其中一个重要领域,发展高端农业机器人装备是当前及以后相当长一段时间的一项重要任务。预计到2026年我国农业机器人市场规模将达到10.44亿元。
医疗机器人是集医学、生物力学、机械学、机械力学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学分析、机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领域,具有重要的研究价值,在军用和民用方面有着广泛的应用前景,是目前机器人领域的一个研究热点。
随着达芬奇手术机器人的上市,全球手术机器人的商业化进程拉开帷幕,创新企业纷纷进入手术机器人领域并以骨科和神经外科为产品创新的细分赛道。
我国手术机器人虽然起步较晚,但发展迅速。目前,我国手术机器人在神经外科、骨科、心脑血管和口腔科方面与国外团队已基本处于同一起跑线,有望实现全球领先。“十四五”期间,国家政策导向将继续支持医疗健康行业,并持续推动整个产业的快速发展。
骨科手术机器人和专注康复领域的外骨骼机器人是当前最热门的领域。此外,口腔种植手术机器人的发展空间也很大。我国人均种植牙数量有5~15倍的发展空间,手术机器人可有效缓解牙齿种植方面依赖医生经验及医生资源不足的问题。
目前,我国有100多家医疗机器人创业公司,其中不少公司是由工业机器人或医疗器械公司延伸出来的,还有很多上市公司如复星医药、博实股份、科远股份等也陆续涉足医疗机器人领域。
从人才培养方面来看,医疗机器人研发涉及医学、计算机科学、数据科学、生物力学等多学科知识,对具有多学科背景的复合型人才的需求日益迫切。
服务机器人是指用于非制造业、以服务为核心的自主或半自主机器人,可从事清洁、陪护、导览、运输、售货、安保等工作,在休闲娱乐、商业服务、医疗、教育等领域应用广泛。
个人/家庭服务机器人包括家务机器人、教育娱乐机器人以及养老助残机器人等,而专业服务机器人则包括物流机器人、医疗机器人、商用服务机器人等。
2020年,我国扫地机器人市场销售量达到455.6万台,同比增长5.36%;销售额达到85.49亿元,同比增长36.22%。2020年,扫地机器人线上市场中,销售额排名前三位的品牌分别来自科沃斯、石头科技和小米,3家企业合计占有全国70.8%的市场份额,比2019年下降1.8个百分点。
安防行业是社会公共安全体系的重要组成部分,随着5G、人工智能(AI)、大数据、云计算产业的发展,作为实现动态安防的重要载体,安防机器人越来越多地出现在人们的生产和生活之中。
随着社会人口老龄化加重、劳动力成本飙升、安保人员流失率高等问题不断涌现,传统的“人防+物防+技防”模式已经难以适应现代安防需求,安防机器人迎来新的发展契机。
在国家“强化国家战略科技力量”和“增强产业链供应链自主可控能力”发展中,安防行业将迎来诸多利好。
2021年“十四五”规划开启,更高水平的平安中国建设、社会治理体系和治理能力现代化建设、新基建、智慧城市建设和各行业的数字化转型等的深入推进将给大安防带来更多机遇。
一直以来,安防机器人被宣称为可以“替代人”的产品。从AI发展落地应用看,疫情促使“AI+安防”加速落地,比如AI测温摄像机、安防机器人、安检门等产品在2020年的智能抗疫、智能交通、机场、火车站等场景发挥了巨大优势,在大数据整合应用、人脸识别无接触应用、智能巡检等方面实现了应用突破。
安防机器人站在了产业和行业两个风口上。虽然安防机器人尚处于起步阶段,但在巨大的安防市场需求下,其发展潜力巨大,未来前景广阔。
3、人工智能离我们更近了
面对正在席卷全球的机器人革命,事实上,“机器人革命”不是简单的有关机器人制造、应用的革命,而是在数字化、智能化、信息化的基础上所爆发的革命,与第三次工业革命中的数字化、智能制造、物联网等新兴产物有着千丝万缕的关系。
随着机器人功能的不断强大,越来越多的领域出现了智能机器人的身影,替代了传统的人工岗位。
时逢六月高考在即,今年报名参加高考的人数为1291万,即将毕业的大学生有1158万人,同比增加82万人,2023年5月国家统计局发布的4月城镇调查失业率数据显示,16岁至24岁青年人失业率为20.4%,即5个年轻人里就有一个暂未找到工作。25岁至59岁的成年人失业率为4.2%,4月份整体失业率为5.2%。
这个时代为我们提出了的新要求,机器人作为中国经济发展的先进伙伴,不仅有助于缓解劳动者压力,提升工业生产效率,改善传统工业生产方式中生产安全、质量的隐患。
我国作为制造业大国正在抓住机遇,审时度势,迎接机器人的呼啸而来,要么做机器人的管理者,要么做在编程、系统处理的生产者,中国又再一次成为“世界之最”——全球智能机器人的最大市场。
未来想去大企业打螺丝都难了,用智能技术替代人工。现在关于工业4.0和智能生产的技术已经相对成熟,生产方式的数字化转型越来越常见。
例如,随着人工成本的提高,越来越多的企业开始采用智能设备替代人工,逐步实现了无人化工厂。另外,企业依托大型机器的智能控制能力减少了体力劳动,劳动者逐步由手工作业转向研发、设计、控制、管理等技术密集型工作。
在工业生产领域,用机器人取代人力劳动是工业发展的必然趋势,将资金投入机器人研制的全新领域,不仅可以提升企业生产效率,还可以降低成本使产品具有竞争优势,是非常好的机遇。机器人产业市场需求潜力大,应用领域广,不仅能提升智能机器的创新能力,同时可以促进工业产业的快速发展。
机器人进入人类的生活是必然的,它将像电脑、手机、网络一样深入我们生活的各个方面,满足人类生产生活的各种需求。机器人产业正在飞速的发展之中,向机器人产业注入资金已经是投资者必然的投资方向。
2022年11月30日,OpenAI发布AI对话模型ChatGPT。由于ChatGPT的能力过于惊艳,上线仅5天就吸引了100万名用户。
推出两个月后,ChatGPT的月活跃用户就已经达到1亿人次,成为历史上用户数量增长最快的消费级应用。ChatGPT除写代码、写剧本、词曲创作外,ChatGPT还可以与人类对答如流,并且充分体现出辩证分析能力。
中国互联网科技公司纷纷踏上了寻找“中国版ChatGPT”之路,如百度的类ChatGPT应用、自然语言处理大模型项目“文心一言”,阿里巴巴处于内测阶段的阿里版聊天机器人等。
人工智能时代来临是必然的趋势,只是ChatGPT让我们设想中的人工智能时代离我们更近了。ChatGPT等生成式人工智慧系统的最新突破,预计将给全球劳动力市场带来重大颠覆,全球将有3亿个工作岗位被生成式AI取代,律师和行政人员及创意设计将是最有可能被裁员的岗位。
ChatGPT爆火,标志着人工智能从量变到质变的飞跃,一场新的人工智能革命已经到来。
不过,人类的做决策、情感、想象力和创造力是人工智能短期无法取代的。
用心对待你在乎的人,人工智能只是“演算的巨人,行动的矮子”,就像AI这两个字母一样,尽管与“爱”的汉语拼音[ai]是一致的,却不能带给我们丝毫的爱的感受,感情的复杂程度,是机器永远不可替代的。
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