智能制造•机器学习•价值提升——工业机器人的“现在与未来”

谈到工业机器人发展，业内人言必称“四大家族”。而在今年闹得沸沸扬扬的“美的收购库卡”交易完成之后，中国好像在这个领域一夜之间平添了几许“参与感”。众所周知，工业机器人既是实现智能制造的重要“工具”，同时也是智能制造所呈献出的前沿科技产品。面对益发汹涌的智能浪潮，它将去向何处，又将如何前行？就此gongkong®专访了上海发那科机器人有限公司机器人技术中心副部长孔萌博士，请他为我们详解工业机器人的“现在与未来”。

性能稳定是为“分水岭”发那科倡导工厂“零停机”

目前，以最为主流的多关节机器人而言，孔萌认为包括“四大家族”在内的国际主流品牌，其多关节机器人产品最大的特点是性能稳定可靠、故障率极低。“最终用户也就是生产企业，是无法忍受由于机器人故障造成生产线停机的生产损失的。”他这样认为，恐怕这也是行业共识。以汽车制造为例，汽车生产的节奏是非常高的，几百台的机器人在一个车间协作生产，如果一台停机，就会造成整条生产线全线瘫痪。因此，可靠性和稳定性成了压倒一切的首要标准。

其实，稳定与否不仅体现在机器人整机产品上，在部件方面也有所体现。据gongkong®市场研究了解，以核心部件伺服系统为例，本土厂商机器人大多选择引进外资品牌的伺服系统，这是因为本土的伺服系统运行起来不够稳定，在后期调试和维护方面会增加很多成本，这方面确实构成了本土机器人厂商与国际主流厂商的一道“分水岭”。

基于孔萌的个人观点，目前以国际主流厂商为代表的伺服控制以及本体的减速机已经发展得较为完善了。“从现在的情况看，由于采用了通用的技术，导致多关节机器人的发展受到了局限。除非有革命性的变革，否则国际主流品牌的产品之间性能很难有更大的差异分别”，他强调道。

他还表示，在现阶段发那科致力于实现一项富有“前瞻性”的技术服务。即：利用物联网技术，将用户生产车间的底层设备全部连接到网络当中，通过上位机数据的收集和数据分析，使生产管理者能够实时地监控和监测到现场底层设备的运行状态，从而提高现场生产管理的水平和效率，进而降低管理成本。孔萌将其称为发那科的“零停机时间”理念，这是机器人部件本体以外的技术提升。实际上gongkong®认为这也是工业4.0和智能制造的一部分，与西门子和罗克韦尔自动化等厂商的理念和实践相契合。

深度学习是未来方向  发那科笃定机器“智能化”

前文提到了在孔萌看来，四大家族的产品从伺服控制和机器人的精度，以及机械功能上讲没有特别大的差异，只是每家企业侧重点可能略有不同。摆在主流厂商面前的一大课题，同时也是能够体现独到“功底”的就是如何让机器人更加的“智能化”。而据他介绍，发那科当前面向未来的重要发力点之一就是智能化。

孔萌认为，智能化是未来工业发展的重大课题。在工业4.0之前，机器人在汽车产业普及率是比较高的，每个车间都有上百台机器人在服役，然而它们只能简单重复执行预设的动作模式，缺乏柔性。这样的机器人面临很多问题，制约了在特定领域的使用。

他仍以自动化程度较高的汽车制造为例，正因为汽车生产制造的产业链比较成熟，前道和后道程序的质量加工控制都比较好，因此即使使用缺乏柔性的机器人来工作也可以满足需求；但是在其他更多产业有很多更为复杂、变化万千的生产现场，需要机器人能自主地、柔性地判断工况变化的情况，这就要求机器人要具备智能化水平。

据了解，在此方面发那科已经开始着手某种意义上的“顶层设计”开发了，目的是为未来做“布局和铺垫”。孔萌认为，比较有代表性的是机器深度学习，机器人通过模仿人的神经网络，具体来说就是基于大量的样本训练，利用视觉、力觉等外部传感器让机器人能够适时的感知外部环境的变化情况，灵活调整机器人在生产中的工作轨迹，进而提高机器人在实际现场工作的表现。它类似于培训操作工人，从没有经验到经验丰富的进阶过程，使机器人通过日积月累的工作，提高应对现场复杂工况变化的能力。这也是发那科基于机器人本体技术，结合现代周边技术发展趋势不断努力尝试的前瞻性设计。

在上个月落幕的上海工博会上，发那科联合思科、罗克韦尔自动化共同发布了FANUC Intelligent Edge Link and Drive（FIELD）system，简称（FIELD system）。FIELD system能为用户和应用开发者提供先进的机器学习和人工智能功能。目前，发那科已将这些新技术应用于机器人散堆拾取、生产异常检测和故障预测之中。

有感于机器人市场的客观变化，包括日本劳动安全法规修订了有关的条文解释，2014年4月，发那科在新产品发布会上首次发布绿色机器人，浅绿色的喷涂昭示着机器与人和谐工作的安全基调。2015-2016年，连续两届工博会，发那科都有人机协作机器人亮相，其负载和工作半径都不尽同，可以满足不同的工作场景需求。

孔萌表示，机器与人的关系不是简单取代，像3C电子产品制造领域

人机协作是顺势而为  发那科寄予研发“新价值”

一些诸如抛光、打磨、铸造等这些环节工作环境异常恶劣，严重不适合人类从事劳动，因此类似这些作业环节就需要机器去解放操作者；他认为，随着机器人普及率越来越高，原有的操作工人应该从简单的劳动岗位上解放出来，转而从事更复杂的管理、设计、技术开发和维护这样的工作，这些是更适合人类的工作模式。

作为像机器人这样的先进制造产业，研发一直是使企业立于不败之地的驱动力量。由于本土市场的机器人热，很多厂商扎堆进入，孔萌对此抱有高端产业低端化的隐忧。他认为，厂商不仅仅要开发机器人的本体技术，还要将上下游和周边产业都要纳入进来均衡发展，而现在的情况是更多的企业在做本体开发，如伺服控制、减速机等。

据孔萌介绍，发那科的技术部门正在努力使自己始终保持在国内各相关领域的技术前沿水平，每年都会实时开发出新的技术和解决方案，提供额外的具有服务附加值的产品。如视觉实验室、涂胶实验室、弧焊实验室，技术人员与客户共同评定新品导入的、工艺试验的标准和加工质量，以此为客户带来额外的价值。“交付给客户一个产品，不是合作的结束，而仅仅只是双方合作的开始”。

孔萌希望通过具有新的额外价值的技术服务，合作伙伴不仅能够凭借机器人业务实现盈利，更可以借助平台提高其技术水平和能力，有关技术推广、培训、路演、实验平台和试验场地，对用户而言是完全开放的。发那科正是要借助这一服务平台模式与团队自身具有的经验、技术优势相结合，实现差异化的服务、建立差异化的竞争优势，以开放的合作模式铸就发那科的独特企业个性。