智能盘点机器人
【香港商报网讯】记者杜林 宋璟报道：制造业是国民经济的主体，2015年5月19日，国务院印发了《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略，这是中国版“工业4.0计划”。其中，数控机床及智能机器人为重点发展领域之一。
5月17日，2017中国(昆山)品牌产品进口交易会在昆山花桥国际博览中心开幕，在日本研发已15年的铝焊接FSJ技术首次在中国亮相。本报记者在采访中了解到，随着中国制造业的急速发展需求，越来越多的海外高端智能制造企业正进入中国寻求市场。国产设备精密度欠缺、高端智能制造设备定价权在国外、智能制造车间核心内容尚需依靠国外进口……尽管在成熟工业应用领域与发达国家有一定差距，但中国科学家、中国企业正在国家政策与市场需求的双重支持下，通过引进技术与自主研发“两条腿”走路，参与全球智能制造的发展。
市场需求吸引高新技术进入
中国是世界第一大机床消费国。中国制造业的飞速发展，令越来越多的国外高新技术投入到中国市场。在本届进交会智能制造展区中，日本川崎展出车体模拟生产线，以未来设想的生产线为构想，集电焊·弧焊FSJ焊接技术为一体。不需要使用400V的高压电，不需要依靠水进行冷却降温，甚至不需要焊接头，依靠每分钟3600转的速度产生高热，FSJ焊接技术可以实现对铝合金产品的高效焊接。这项技术在发明15年之后，首次进入中国进行展示。
日本川崎重工业株式会社售后组组长中尾良向本报记者介绍， FSJ焊接技术单元是与点焊、激光焊接、铆接等不同的新型焊接方法，利用了“摩擦搅拌”原理，运用在以铝合金为对象的生产线中。同时，在其他材料产品的生产上，FSJ焊接技术单元也被寄予了较高的期望。在该单元里，焊枪材质为超高强度钢、可以实现寿命打点1万次以上。在汽车行业利用该技术，可以实现多种焊接。FSJ焊接技术技术由于采用高速旋转头，令焊接材料均匀受力，不但可以防止铝片在焊接过程中被击穿，而且由于无需使用高压电、水和焊接头，可节约大量成本，提升生产效能。
15年前就已经发明，并且应用于日本本土品牌汽车生产的FSJ技术，为何时至今日在首次在中国展出?中尾良表示，并非此项技术对中国企业实行封锁，而是因为长期以来中国汽车生产商没有这样的需求。FSJ焊接技术主要用于铝合金的焊接，而中国目前生产的汽车外壳均为铁皮，没有铝壳。随着使用铝车皮制造汽车成为趋势，相信未来中国汽车行业使用该项技术的前景广阔。
国产机器人差在“精度”
“很多机器人的核心技术还在国外。”苏州瑞莱特机械有限公司总经理韩海舰说。瑞莱特机械代理了日本安川和发那科两大世界机器人家族品牌。公司从2004年起经营国产机床到2014年开始接触日本发那科等国际企业，韩海舰对中国机床及智能机器人产业有相当了解。“国产机器人，在低端方面，如连接机器人，做得还可以，但在高端机器人方面，和进口机器人相比还有很大差距。”指着面前一台日本发那科关节机器人的红色伺服电机部位，韩海舰解释，伺服电机决定了机器人机械手的精度。某款国产机器人可以和进口机器人在承重5千克时达到同样的操作精度，但承重达到10千克时，国产机器人要实现同样的精度，只能增加本体的体积，与进口机器人相比，灵巧性就差了很多。而即便是国产的机器人，主要零部件仍然依赖于从德国ABB、日本安川等外国公司进口。
日本川崎FSJ焊接技术单元(张小红 摄)
川崎机器人昆山公司售后主任孙玉林表示，在选择机器人产品时，价格和故障率是中国企业首先考虑的因素，其中，价格优势尤其重要。
在国产与进口机器人价格方面，附加值较低的国产机器人有压倒性优势。韩海舰举例说，国内企业生产的普通关节机器人，价格为16至17万元，日本发那科同等功能的关节机器人，售价则在30-40万元之间，价格相差一倍。但在高端机器人方面，定价权在国外。
“其实这也是很正常的，发达国家工业起步早，企业积累深。日本发那科在上世纪80年代末、90年代初就实现了自动化生产，生产机器人的车间已经实现了无人化操作。”韩海舰表示，中国机器人行业也在不断的进步和学习。
“低端混战、高端失守”是我国机床及智能机器人行业一直以来面临的尴尬局面。尽管现实残酷，但可以看到，经过国家一系列政策的支持和工业技术的进步，中国近年来机床及智能机器人行业发展迅速，填补了许多过去的空白。现在，已经有一些中国本土企业在行业中崭露头角。一方面，部分企业通过合资等方式引入国外先进技术，另一方面，部分企业以自身过去的行业积淀为基础，开展自主研发，走向智能机器人制造的快车道。
智能车间引领工业制造新方向
随着劳动力成本的增加，中国企业在谋求降低生产成本的同时，亦更加重视提升生产效率。在昆山展会现场，德国西门子设立了工业4.0实验室，展示世界领先的西门子工业云平台及面向中小型制造企业的工厂透明化解决方案。2013年9月，西门子在中国成都设立了展示工厂，这是国内首家智能工厂展示中心，它向中国渴望实现智能生产车间的企业提供最直观的感受。
西门子官方数据显示，通过提高生产制造的智能化数字化水平，可以减少产品上市时间至少30%，降低制造成本约13%。而在新产品上市比例、设备生产效率、产品交付能力及营运利润率等多个方面，数字化工厂的指针均远远高于传统制造企业。
随着“中国制造2025”的推进，中国各个省市也开始全方位地推动以机器人、智能制造为代表的新兴技术的研发和应用。制造业大省江苏率先拉开了建设制造业强省的序幕，于2015年6月发布《中国制造2025江苏行动纲要》，以推进智能制造和突破关键核心技术为主攻方向，注重品牌质量竞争，力争2025年建成1000个智能工厂、研制并应用1000个首台套重大装备、培育50个左右有世界影响力的品牌产品和品牌企业。
智能车间概念模型(张小红 摄)
2016年3月，菱创智能科技公司就是在这样的大背景下成立。销售经理胡万金告诉本报记者，公司与日本三菱合作，为企业提供从工厂车间设计到物流、包装等全方面的智能制造工厂设计服务，公司在常熟设有e-factory智能工厂展示中心，是继西门子成都工厂之后中国第二个可展示的智能工厂。“对客户进行定制化生产，需要更贴近地交流。我们希望通过每个工艺上的实地感受，让客户了解到什么是工业4.0，中国制造2025要往什么方向发展。”胡万金介绍，由于智能制造工厂的设计需要在信息技术、工业控制等领域有极大的技术沉淀，目前中国相关行业企业多是中外合资公司。
“企业对定制化工厂的需求很多，集中在机器替代人工和产品一致性这两方面。”胡万金表示，产品一致性(性能达标)，是智能制造工厂最大的特点，也是企业最为看重的一点。目前，国内3C和汽车生产是运用智能制造工厂进行生产的重点领域。
“中国制造”值得期待
查询终端，读者就可以迅速知道自己要找的书在哪一排书架、哪一层、第几本;机器人在书架前“晃”一下，就能将整个图书馆的藏书情况盘点清楚。5月18日，世界杯投注平台计算器科学与技术系陈力军教授课题组研发的图书馆智能盘点机器人正式发布，通过智能机器人融合超高频RFID、互联网、物联网等技术，可对图书馆藏书进行自动化盘点，无需对现有图书馆及书架进行改造，实现了“从无到有”的突破。发布当天，香港中文大学就与陈力军教授团队签订合作协议，率先在学校深圳校区图书馆引入该智能机器人。
更为值得期待的是，该项发明不仅是国内首创、国际领先，更为未来智能工厂进行精密仓储管理提供了工业应用可能。陈力军教授向本报记者介绍，超高频RFID技术可以远距离扫描物品标签，精确定位小物品的位置，通过与智能机器人结合，就能将排列得极为紧密的图书馆藏书盘点得清清楚楚，识别率达到99%，每小时可盘点图书超过10000册。目前，该智能机器人已经进入工厂产品化阶段，未来，团队还将研究机器人抓取图书技术，在不改造图书馆书架的前提下，实现全自动借还。而这项发明还可用于工厂的仓储管理，特别是密集的货架货物、危险品管理等，机器人通过扫描数据、自动读取、整理，自动生成行进路线搬运货物，将大大提升仓库管理效率。陈力军表示，希望该项技术能对工业界发展起到一定的引领作用。
“机器人是新生事物，我们需要有一定的耐心，不要期待马上就能看到理想的结果，需要具有各项专业背景的科学家、企业家共同努力。”在研究中，陈力军感悟到，离行业越近，往往失望越多，世界智能机器人发展历史短，还处于起步阶段。而中国在经历了三四十年的改革开放后，无论是经济基础、工业水平、学术水准还是应用能力都具备了相当实力，有机会在一些领域超越发达国家，科研工作者和企业家都应当对中国制造有耐心、有信心。
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