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本文发于量子位作者陈桦经亿欧供行业人士参2019iyiou

发布时间:2019-05-14 18:47:09

【编者按】听多了对机器人的吹捧,这篇文章或许能让你了解一下行业里真正的状态。工业机器人面临的问题很多,除了技术不成熟,开发成本是否值得、供需双方诉求不同也是行业急需解决的问题。

本文发于量子位,作者陈桦;经亿欧,供行业人士参考。

自动化机器人正逐渐取代人类的工作岗位,而日本工业界也在尝试用自动化技术做出创新。

利用自动化技术生产午餐便当现阶段仍然困难。目前,日本市场上销售的午餐便当需要工人夜间生产,并于每天上午上架便利店。日本第二大工厂机器人厂商安川电机的运动控制负责人Akira Kumagae表示:“安川电机目前正在研究便利店午餐。我们认为,这或许是下个商业机会。”

豆腐和蔬菜等食材很软,形状不规则。Kumagae表示:“这些东西不一定很小,但很难抓住。例如,用筷子夹起一粒豆子并放进去,即使普通人做起来也不容易。目前,还有很多事情机器人无法做到。”

目前,行业面临的挑战之一是怎样让机器人更灵活。

在00年代初的短暂停滞后,过去几年工业机器人的销量快速增长。这主要是由于中国汽车工厂的需求,以及电子产品生产线对机器人地成功运用。国际机器人联合会预计,到2019年,工业机器人的年平均增长率将达到13%。

类似ABB、FANUC和基恩士是目前股市的宠儿,它们运营利润率常常超过30%,但制造者并不认为机器人将会接管世界。

创新应用

机器人将缓慢而稳定地向制造业的新领域渗透(例如食品生产)。此外,机器人将在制造业中扮演新角色(比如质量控制)。与此同时,机器人还将向相邻行业发展(比如农业)。

全球仓库自动化提供商Daifuku的Masaki Hojo认为,前沿的问题之一在乎如何将电商仓库中的产品分拣自动化。

他表示:“目前来看,你对产品的处理需要精确到一支笔。”如果所有产品装在不同盒子里,例如黑色笔装在一个盒子里,蓝色笔装在另一个盒子里,那么机器人可以从中进行选择。然而,移动并维护大量不同容器效率很低,因此这种分拣工作仍然需要人工完成。

“如果你有个盒子,里面同时装着产品X、Y、Z,那么机器人需要将它们区分开。机器人需要拿起软性或刚性物品,而不会掉落。”图像处理和深度学习技术有助于机器人完成这种工作,但目前还无法真正实现。

对Daifuku来说,其他挑战还包括在机场自动装卸行李。Hojo指出,如果仍然需要人工来装卸货物,那么未来的无人驾驶卡车将不会有太大的用武之地。

在制造业内,机器人应用的一大潜在领域是产品质检。例如,当从自动化生产线下线之后,仍然需要人工手动检查,按下开关来确保所有一切正常。

工厂机器人厂商欧姆龙自动化的Masaru Takeuchi表示:“质检是非常枯燥的工作,需要很强的专注力。”他认为,图像传感器和人工智能可以用于检查屏幕是否有划痕或印迹。

成本和技术限制

然而,目前小型工厂很少使用机器人。Takeuchi表示:“让机器人能够工作需要花很多人力、时间和资金。工程成本可能会达到硬件成本的3到8倍,甚至20倍。”

对于汽车生产线以及iPhone的大规模生产来说,这很有意义,但对于时间紧张的小批量生产并非如此。技术的复杂程度可以解释,为何机器人是高利润率业务:工厂需要供应商的大量帮助,才能让生产线开始运转。

约40%的工业机器人应用在汽车制造业,但电子工业中的数量增长快。

川崎重工机器人业务总监Yasuhiko Hashimoto表示:“技术可行性与工厂中的实际应用有很大差异。如果你有半年的时间去准备,并且具备工程师,那么就可以做各种事情。如果希望机器人普及,那么我们必须确保,在一周没有任何专家的情况下,机器人也能使用。”

他指出,为了实现这个目标,用户界面和安全性需要很大的优化,此外还需要通过直观的方式去训练机器人的能力,而不是为机器人的每一步操作去编程。

机器人行业对于发展前景非常乐观,但他们并不认为机器人将很快取代人类。Hashimoto表示,日本每年安装的机器人达到3万台,但适龄劳动人口每年减少64万。他表示:“如果适龄劳动人口下降5000万,那么自动化技术将毫无用处。你或许可以用机器人和自动化技术去填补200万人的劳动力缺口,但无法填补5000万的缺口。”

对机器人厂商来说,相对于机器人可以做什么,机器人无法做什么或许更值得关注。安川电机的Kumagae表示:“无法做到的简单的一件事就是负重。奥运会举重运动员可以举起体重数倍的重物,但如果你希望让机器人去搬运1千克的物品,那么机器人自重就要达到10千克。”

以单位体重的负重能力来看,普通人要比工厂机器人强10倍。他表示:“机器人需要大量空间,耗费大量成本。你需要从一开始就为机器人做好准备,例如准备好电力供应。”

欧姆龙的Takeuchi则表示,尽管计算机视觉正在进步,但这项技术还需要变得更快。“机器人可以拿起东西,并快速移动。但分辨对象究竟是什么,应当如何移动,这仍然是瓶颈。”

工厂机器人的处理能力还无法达到大型人工智能系统的水平。而如果将机器人置于络中,你就会发现信息安全问题。

川崎重工的Hashimoto表示,另一方面重要挑战在于灵活性。他指出,大部分机器人都是单手操作。“当讨论机器人时,我们可以开发机械臂,但无法实现类似人类的手臂。大学教授会告诉你,技术可以实现各种功能,但对于生产商来说,还有很长的路要走。”

由于缺乏灵活性,工厂机器人面临一个重要的实际问题:很难对工厂机器人进行重新编程,让它们胜任其他任务。

Daifuku的Hojo表示:“曾经有段时间,人们试图让汽车装配线实现完全的自动化。然而由于汽车本身的变化,目前这还无法做到。例如,如果你希望同样颜色的同一款车生产10年,那么可以实现完全的自动化,但这样的车卖不出去。对制造业的大部分产品来说,100%自动化是不可能的。”

用AI管理机器人

作为日本制造业的重要竞争对手,西门子正在这个领域取得新的突破。在一项研究中,西门子的研究员利用人工智能技术去调度未来的工厂。人工智能系统可以对工厂机器人进行编程,同时将某些任务安排给与机器人一同工作的工人。

西门子物联研究集团总监Florian Michahelles表示:“我们不会给每台机器人编程,而是识别哪台机器能从事这种任务,哪台机器可以从事下一步任务。”他们开发的人工智能系统“reasoner”能对产品生产步骤进行分解,根据不同机器的能力,例如负重的重量,去安排任务。

管理咨询公司麦肯锡合伙人Mehdi Miremadi认为,西门子正在顺应制造业的大趋势。“过去几年时间里,制造商在生产活动中正首次将的机器人与人工智能集成在一起。”

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