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回眸十三五 | 中关村机器人产业在国外技术垄断中“破冰”
2021-01-19    来源:    发布者:
今年“双十一”,近5500台极智嘉机器人在超过30万平方米的智能仓内战力全开,两天内完成全部双十一订单发货,总计1319万单,发货效率是人工仓的2倍,创造了“双十一”全球最大规模机器人仓群作业。

  2016年到2020年,极智嘉 (Geek+)这家专注智慧物流的中关村企业,实现了起步到发展壮大的全过程,而这五年也正是我国“十三五”机器人产业飞速发展的五年,中关村已经形成了一支创新发展的生力军:珞石机器人、梅卡曼德、纳恩博、北醒光子、蓝点触控、坤维、智同精密、遨博智能、软体、因时机器人、华航唯实、猎户星空等一大批实现核心技术自主可控的企业。

  “十三五”以来,302家机器人企业在中关村发展壮大,聚集了上游核心零部件制造企业6家,中游机器人本体制造企业74家,下游系统集成企业222家,形成了核心技术研发、关键零部件、核心技术装备、核心工业软件等与企业生产工艺、管理流程深度结合的机器人产业链,产业集群优势凸显,开启了与全球机器人产业并跑甚至部分领域领跑的全新局面。

  机器人产业加速崛起,为经济增长添动力

  物流,自古在经济民生中扮演着重要的角色,在今天的数字化时代,物流更成为了商家的必争之地。进入2020年,工业物流智能化赛道在疫情催化下,更是迎来了属于自己的高光时刻。

  极智嘉创始人兼CEO郑勇认为,技术创新和商业落地是保障极智嘉持续高速发展的两大核心竞争力。

  极智嘉订单到人拣选方案产品,通过机器人搬运料箱或播种墙到达拣选点,辅助操作人员完成订单的接力拣选,不仅帮助操作人员减少在仓内不必要的行走、提高操作灵活性,同时也实现了拣选效率2-3倍的提升。

  极智嘉的创新不止于终端产品。

  目前,极智嘉全线智慧物流产品已与中国移动、苏宁物流、中兴在试点城市实现落地。未来,极智嘉将联合中国移动、中国联通和中国电信等,在京打造基于5G的AI机器人智慧物流基地,加快仓储物流机器人关键部件国产化替代进度。

  机器人如何更好地服务生活一直是业内探讨的重要话题,在机器人产业的另一条赛道上,中关村企业猎户星空(Orion Star)的服务机器人正悄悄改变着我们的生活。

  “十三五”开局之年创立的猎户星空(Orion Star)始终坚持为“真有用”机器人而生,旗下智能语音服务机器人、智能送货服务机器人、智能劳动服务机器人等明星产品,目前服务于文旅景区、大型商场、学校、展会、博物馆、医疗机构、酒店、KTV等20多个行业场景,截至今年9月底,全国猎户星空智能服务机器人超15000台,日均语音交互频次达780万次,总服务人次超2亿。

  “将来不会有所谓的线下企业,所有企业都在线,也不会有传统企业,所有企业都会智能化。”猎户星空首席战略官王兵说,服务机器人的核心目标便是要让其成为实体经济增长的推动力。

  在智能短交通和服务类机器人领域具备技术优势的纳恩博智能公司,正在攻坚配送机器人面临的难点技术,加速配送机器人投入量产的进程,努力研发及测试用于智慧出行、无人配送等领域的机器人产品。

  我国目前工业机器人的安装量位居全球首位,成为全球机器人重要的生产基地和消费市场。随着5G通信、工业互联网与机器人技术的融合,将进一步增强机器人智能化、柔性化和精准控制能力,推动工业机器人步入发展快车道。

  核心零部件自主可控,硬核展现中国力量

  机器人核心零部件长期以来被西方发达国家企业垄断,我国机器人企业的核心零部件也长期依赖进口,价格居高不下,成为了制约我国机器人发展的重要因素之一。核心零部件自主研发,成为我国“十三五”期间机器人产业技术创新的关键环节。

  控制器、减速器、伺服电机是机器人三大核心零部件,而控制器作为机器人的“大脑”,直接决定着机器人的功能、性能以及附加值水平。以控制系统起家的国产轻型工业机器人企业——珞石机器人的控制系统在稳定性、可靠性、节拍、轨迹精度、重复控制精度等指标上都做到了国内领先级别。

  近日,在江苏南京举行的2020年中国机器人行业年会上,中关村企业北京蓝点触控CEO刘吴月作了《机器人六维力传感器的应用与实践》路演报告,引发广泛讨论。

  通常而言,机器人是没有“触觉”的,但是当他们有了多维力觉传感器便能够拥有“触觉”。应用六维力传感器比较多的是医疗手术机器人和精密装配机器人,这类机器人对精度要求更高,而六维力传感器核心技术长期以来被国外主流厂商所控制。可喜的是,目前北京蓝点、北京坤维研发的六维力传感器产品性能已基本达到或超越国外同类产品的水平,且性价比更高。

  机器人关节使用的高精密RV减速器作为核心关键零部件,约占机器人整机成本的40%,这类产品日本企业长期占据绝对市场。“十三五”期间,北京智同精密传动科技公司在这一领域取得的重大突破。

  “我们生产的高端减速器,精度上和日本企业的一样。”北京智同首席科学家张跃明表示,智通的RV减速器产品目前已正式进军日本和欧美市场,参与国际竞争,展示中国力量。

  和人一样,“眼睛”对移动机器人而言同样重要。激光雷达则是机器人环境感知系统中的核心部件,同样被国外主流激光雷达厂商控制。如何制造出一双充满“智慧”的机器人“眼睛”,也成为机器人关键点之一。

  北醒光子角龙-X2 长距3D激光雷达

  成立于2015年中关村企业北醒光子,将目光锁定在了固态激光雷达的研发和制造上,该公司自主研发的激光雷达产品,性能数据均超过国外同类企业的激光雷达产品,可实现国产化替代,摆脱了进口依赖。

  激光雷达在视觉系统中主要解决二维平面中的问题,但在实际使用场景都是立体的、复杂多变的。

  “抓取无序摆放的箱子,对于人类是非常简单的事,而对于机器人却极具挑战。原因在于,箱子里的物体之间,物体和箱子之间存在大量的遮挡,一方面妨碍了对物体的感知,另一方面让机器人运动的碰撞检测变得更为复杂。”梅卡曼德机器人科技公司联合创始人兼商务副总裁徐婷婷介绍,基于此类需求,梅卡曼德经过潜心研发,推出了全新的高精度3D视觉定位系统,可以对常见反光黑色等物体均具有较好的成像效果,能够替代国外的大部分产品,且售价仅为同类解决方案的三分之一。

  “十三五”期间,在机器人上游核心零部件领域,中关村已经形成了一支生力军:控制系统有珞石机器人;传感器有梅卡曼德、北醒光子、坤维、蓝点触控等;伺服系统有和利时、清能德创等;减速器有中技克美、北京谐波、智同精密等一大批企业,核心技术自主可控的领地在不断扩大。

  实力点燃科技自信,产业集群效应凸显

  机器人灵巧手作为机器人最基础也是最核心的部件,价格动动辄超10万元,牢牢拖住了国内许多机器人企业向前的步伐。国家为此设立了“面向服务和工业领域的实用多指灵巧手研制”专项,支持低成本实用化灵巧手的研发和落地应用。

  因时机器人作为核心成员参与了该项目,成为了国产商业级灵巧手的开拓者,并成功研制出国内首款商业级五指灵巧手,让灵巧手的成本大幅下降,为国产机器人商业化提供了更多可能。

  “纵观机器人的发展演变轨迹,总体趋势是朝着仿人手臂的技术方向上演进。”珞石机器人董事合伙人宋斌认为,协作机器人在加入AI等技术后,或许产品最终能达到智能拟人手臂的程度,将应用在辅助医疗等非工业场景上去。

  目前,机器人本体部件的生产,尤其是在机器人机械臂方面,中关村的企业不仅形成了一系列具有自主知识产权的关键技术,还取得了具备国际竞争优势的技术突破和系列示范性成果。

  其中,遨博智能凭借强大的技术实力和深厚的技术积累,研发的i5机器人的重复定位精度为0.026mm,性能对标国际同类型工业机器人,优于国际同类型协作机器人。

  “我们要赶上发达国家,遨博开了一个好头。遨博协作机器人为中国从制造大国走向制造强国、走向世界做出了贡献。”中国工程院院士、遨博智能首席科学家倪光南曾骄傲地说。

  作为支撑工业机器人高端应用的工业机器人离线编程软件,在“十三五”初期,国外企业开发的软件售价动辄几十万一套,甚至远超一般机器人本体。随着国际局势的不断变化,国内工业机器人编程工具的应用随时面临“断供”风险。通用离线编程系统实现自主可控的意义重大。

  华航唯实自主研发的PQArt工业机器人离线编程软件,打破了国外产品在该领域的技术封锁与垄断,使国内用户使用离线编程软件的成本降到原来的三分之一。

  现广泛应用于焊接、打磨、切割、去毛刺、喷涂、折弯、制孔等行业。曾在飞机起落架3D激光熔覆、机身自动制孔工序、高铁车厢喷涂、港珠澳大桥海底隧道钢构件表面处理等国家重大项目和重大工程得到应用。

  “十三五”期间,中关村机器人在中游本体制造领域,取得的长足发展,其中工业机器人方面有遨博、珞石、软体、因时、华航唯实等;服务机器人方面有猎户星空、康力优蓝、优必选、云迹、达闼等;特种机器人方面有凌天智能、哈工大机器人、晶品特装、博雅工道等,智慧物流机器人方面有极智嘉、京东数科等企业,产业集群效应日益凸显。

  目前中关村海淀园和亦庄园、顺义园已成为机器人企业最为集中的区域,除了大量高校和科研院所资源,中关村6家开放实验室及一大批专家学者,在人机交互与智能控制、微纳及仿生机器人等领域沉淀了较强研发创新能实力。

  回眸“十三五”,中关村机器人产业飞速发展,技术难关不断被攻破,中关村的创新企业不断用实力打破国外垄断,部分产品实现了弯道超车,这是一份令人欣喜的成绩单。但机器人产业发展依然任重道远,我们还需看到,在一些核心零部件在产品性能上与国外仍有一定差距,部分产品仍然依赖进口。雄关漫道,仍需撸起袖子加油干。

  “十四五”期间,中关村在机器人领域,将努力突破谐波减速器、伺服电机及驱动器、编码器、力传感器、末端工具等工业机器人核心零部件及机器人操作系统、离线编程软件等技术,同时不断壮大机器人产业集群,形成具有更强的创新力、更完善的产业链供应链,引领产业健康发展,为我国经济高质量发展再添新的动力。

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