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【深度】99%的人都错了!不是买了机器人就等于实现自动化

时间:2019-05-31 来源:机器人在线 原创


“熄灯”的生产理念正成为现代制造业日益普遍的特征。更便宜,更强大,更灵活的自动化技术正在加速全自动化生产设施的发展。


很多企业负责人想知道这种自动化是否适合他们。企业家会问:“我应该投资自动化吗?”或是“我应该投资机器人吗?”“机器人和工业自动化是一样的吗?”“做一个智能化产线成本是多少?”等等诸多问题。



归根究底许多公司面临的主要挑战其实是如何最“好”地利用和选择市场现有的自动化设备进行业务的效果提升。


今天我们就工业自动化为切入点,来扒一扒工业自动化的误区,探讨下其定义、构成、成本及企业如何正确去对待工业自动化。


定义 | 工业自动化和机器人是一回事?


很多有自动化需求的企业用户们普遍存在一个误区,认为有了机器人就等于实现自动化了,这就造成许多企业虽然购入了机器人,但是根本就“不用”,这样的案例屡见不鲜。


因此我们需要先重新定义下,分清楚企业用户们到底要的是什么?


工业自动化:是目前许多行业的热门话题。当我们谈论“自动化和机器人”时,我们通常指的就是工业自动化。


工业自动化主要是控制物理过程。它包括使用物理机器和控制系统来实现自动化工业过程中的任务。一个完全自动化的工厂就是一个典型例子。在整个过程中机器人只是一种机器。



机器人:机器人是一门工程,它集成了多种学科来设计、建造、编程和使用。


构成 | 工业自动化实际构成有哪些?


在这点上我们无法事无巨细的去一个个罗列出,先将几个主要构成点进行解读。


一般来说,机器人升级产线项目基本由机器人本体、系统集成、应用设备、技术培训/运营/维护等构成。


工业自动化成本 | 未来机器人价格将持续降低


自动化生产中,最主要的应该就是工业机器人了。在整个制造环境中,需要填补越来越多的低技能职位和任务,因此行业趋势正推动机器人集成和机器人解决方案的加速产生,其中企业最关心的关键之一是机器人本体和它的价格。


在当今的工业自动化市场上,工业自动化的成本正下降,尤其涉及到工业机器人。根据ARK的研究,到2025年,工业机器人的成本将下降约50-60%,远低于市场上大多数分析师现在预期的水平。


ARK预计,到2025年,工业机器人的成本将低于每台11,000美元,远低于波士顿咨询集团(BCG)预期的约24,000美元。



机器人的历史价格轨迹随着潜在的材料成本降低,制造业不断的发展和更新,价格逐年降低。


数据来源:Statista (仅供参考)


Statista统计数据预估了2009年至2018年工业机器人的平均售价。2018年工业机器人的预计平均价格为45,000美元。


工业机器人四大家族


我们可以从中发现整个工业机器人售价趋势线。这几年售价的降低原因还是在于其成本构成的降低及行业发展的成熟化。


在未来,机器人成本构成或许还会有所突破。例如现在的3D打印技术,它可以显著降低材料的使用和本体重量,最高可节省原成本75%,同时不会影响其本身性能。


同时,行业内相关机器人公司的公开历史数据显示,虽然机器人本体价格在过去十年中下跌了约50%,但行业的毛利率相对稳定。在接下来的几年里,这种结构将不太可能发生重大变化。



机器人本体有各种形状和大小,以版本分为焊接、码垛、SCARA、Delta等;以轴数分为四轴、五轴、六轴或更多轴,以有效载荷范围则几克到几吨都有。


工业机器人品牌(部分)


为了了解机器人的价格区间参考,我们将把重点放在一般的通用机器人上。


数据来源:engineering (仅供参考)


举例一个六轴机械臂,有效载荷相对较小,工作域范围约1米左右。这些类型机器人本身已经占据了一块大的应用市场。关于品牌,把重点放在北美最大和最受欢迎的供应商品牌上,不包含中国市场。


此图表粗略的表明了现今机器人的价格区间:约25,000-35,000美元。这只是价格区间,具体精准报价需要询问当地本体商。


其中值得关注的是协作机器人,清单上最具代表性的协作机器人之一是优傲机器人UR10。在未来的工业应用领域中,这将是一个日益增长的市场。


工业机器人品牌(部分)


协作机器人从根本上改变了在工厂的设施中对防护、培训、工具和位置布局的各种客观要求。特别是在一些中小企业,购买协作机器人从长远来看是“省钱”的,因为增加的灵活性、安全性和可多变性能帮助企业更快更高效的实现产能调整。


机器人集成成本 | 本体成本的4倍!


撇开机器人本体的成本不谈,一个机器人和一个能应用在产线上的机器人之间还是有很大差距的,这个差距就在集成上。


简单来说我们在网上搜索一个价值25000美元的机器人,它不过是你踏入自动化行业的门票而已。因为裸机基本没有夹具,没有定制方案,且不安全。


大部分的企业用户正在寻找一个完整的解决方案,包含集成,配有应用设备,最好是上线就能进行生产。机器人自动化(集成)成本的高低显然是依赖于其具体生产环境和应用方向的实现难度,行业的经验法则大约集成成本是机器人价格本身的4-6倍。


应用设备成本 | 末端执行工具


同时不能忽略的还有应用设备,其中较为常见的应用设备之一是末端执行器,又称为末端操作器、末端操作手,有时也被称为手部、手爪、机械手等。


数据来源:机器人在线


在机器人技术领域内,末端执行器机构位于机器人手臂的末端,负责与外界环境进行动作交流。不同的种类由机器人的不同作业性质决定。一般非标定制的工装解决方案通常需要设计和制造,这会增加时间和成本。


应用设备品牌(部分)


以夹具为例,小到几万一个的普通夹具,大到几十万一个多功能夹持器,诸如Schunk这样的公司生产的抓手。他们的价格区间因其定制化这个特殊原因,无法给出统一标准。


根据不同应用,可能在集成中还需要传感器和附件来使机器人能够执行特殊任务。对于这种较复杂的设备,企业用户预计将花费更多的时间和成本。



举例:以上设备包括机器人的机动第七轴,有一个机动传送带系统来定位托盘。如果机器人使用视觉,集成的成本将增加数千美元,其中不仅有硬件,而且还有复杂的视觉软件控制系统。


目前,在机器人传感器的使用上,企业们基本都在成本和性能之间做平衡选择。


低成本传感器与高端传感器相比,需要用户解决高难度的编程操作和繁杂的数据处理。 例如,一些3D视觉软件使用价格较低廉的Microsoft Kinect传感器,但需要用户执行大部分的设置和校准。有些机器视觉如佳能RV1100,则相对要昂贵得多,但可以比较CAD模型与图像数据,且不涉及复杂的设置。选择哪种设备取决于终端客户的项目预算和需求。


其他 | 机器人安全及额外支出


机器人安全可分为2部分,其中因协作机器人被设计成具有内置的力传感器,在接触到附近工作的人员时,机器人会立即停止工作以保护员工的人身安全。因此,Cotbot必须遵守ISO/TS15066,ISO/TS15066规定的安全性要求。


非协同工业机器人安全标准ARE由ISO10218-1给出标准,对工业机器人的安全设计、保护措施提出相关要求。


图片来源:网络整理


为了符合安全要求,大多数工业机器人必须用栅栏、隔离带、甚至是需要单独的房间将员工隔开。需要人工进入的机器人工作区域必须安装有保护功能的安全传感器及其他安全设备,如ESTOPS。这也是机器人集成项目预算的重要组成部分。


同时机器人的额外费用还将包括:培训和人员变动调整;改造升级产线的停工时间;基础设施升级,如安装工业电气插座等等。


企业避坑指南 | “要”还是“不要”


自动化的竞争已经开始,清楚地了解在何时、何地,选择何种类型的机器人非常重要。尤其是当行业内正在对某一话题进行大量炒作的时候,更要保持头脑清醒。


对机器人进行投资,做智能自动化解决方案的决策时,要认清“要”和“不要”。理性的思考和权衡,有助于企业用户获得较高的投资回报率。


不要为了求新而求新;合适最重要

将机器人当作“求新投资”,只是企业用户整个成功策略的一部分。当整个自动化设备能成功替代原本重复劳动并提升产能,为企业谋得长期利益后才算的上是一次成功的“求新”。


在工业领域,新颖消费不可能长久,具体的工艺改进才是行业上升的首要推动力。


不要部分自动化;要全盘考虑整个自动化系统

找出现有需解决的问题,明确需求目标。


在管理上也应当将机器人、员工和工厂专机设备视为整个系统的一部分。机器人可能是完成某个重复任务的最好选择;但在某些突发状况时,员工可能是更好的选择!



利用MES系统来满足大量多变的需求,在同一个柔性生产线上,多个截然不同的机器人和人类无缝衔接,共同工作。


不要只选择机器人;要选择能实现你自动化的合作伙伴

选择一个好的合作伙伴,它将会为你提供一个完整的、具有交互能力的自动化生态系统,而不仅仅是一个机器人产品。



当机器人不能实现交互操作时,它们的价值就会大大受限。想要通过自动化实现投资回报率最大化,需要多部门的协同作业,将现有的运行组织与其它系统集成。这些系统包括来自同一公司或其他供应商的机器人、工厂设备、MES或ERP软件等。

关键字: 机器人 市场动态
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