智能制造与工业机器人——新形势下的发展契机

第三次工业革命后，服务业、金融业异军突起，传统制造业出现空心化，去工业化等思潮涌动，工业制造业内坚守的企业的日子过得愈发艰辛。

近年来中美对抗加剧，美国采取一些非常规行政手段，企图把制造业从世界牵到国内，其再工业化和工业制造业回归意图明显，由此也体现出了工业制造是国民经济的核心，是国家发展无法忽略的基础。

2020年以来，我国也把制造业被放到了国民经济发展更重要的位置。2020年中，拓斯达等一批优秀民营企业家代表在人民大会堂受到了国家主席习近平的接见，当时会场只有制造业内的优秀企业家代表，没有金融业和房地产，这无疑是国家对制造业重启方面寄予厚望的风向标，也说明未来国家政策、市场环境等将不断向好，给工业制造企业提供了更好的发展契机。

▍智能制造的发展趋势

中国作为制造业大国，许多行业企业都深刻经历了从劳动密集型向技术密集型转变的过程，普遍都感受到制造业所面临的例如劳动力短缺、产能过剩、成本升高、市场不断个性化、需求产品技术和产品快速迭代等问题，与此同时，行业内的大多企业也受到来自成本和产品发展的竞争压力，因此现代全球制造业的制造模式无疑需要一场变革来应对这些问题。

而新的模式变革已经出现。第三次工业革命向第四次工业革命发展过程中，重要特征就是工业化和信息化的深度融合，德国称之为工业4.0，美国称之为工业互联网，我国称之为两化融合。两化融合的发展和工业制造业的重新兴起，将无疑为工业制造行业内的企业提供了巨大发展机会。

智能制造的发展就主要依赖于制造业和信息技术的深度融合，其主要表现在从设计到装备和生产、管理的整个企业信息化过程。

近年来，设计信息化已经得到了很多企业的重视。企业已经学会通过各种各样的设计手段来提高设计的数字化、智能化水平，使设计产品周期大大缩减，从而提高整个企业的创新能力。行业内许多企业都能感受到制造装备的信息化过程，即在整个制造业过程中，想要去提高设备制造的工作效率，一定会涉及智能制造装备，一定需要更多数字化、自动化和智能化。

生产过程的信息化也毋庸置疑。企业生产要提升效益，整个生产过程的数字化、智能化和信息化程度必然需要提高，管理信息化也同样需要提高。而信息化最终落实到企业，一定首先要实现数字化。包括整个企业管理过程的优化，以及在设计、制造、生产和企业管理过程数字化，在这些基础上，企业才可以真正把各种资源有效集中起来，从而提高企业竞争能力。

智能制造的发展，本质上是将信息化与制造业重新融合。在工业互联网条件下，传统的工业将会被重塑。从行业发展趋势来看，智能制造的转型将成为必然。

▍工业机器人技术现状

工业机器人作为制造业皇冠的明珠，其技术体现了一个国家制造业的发展水平。

王志成也结合日本工业国际信息展的所见所闻，阐述了当前日本以机器人为代表的智能制造技术发展现状，这些技术涉及喷涂、焊接、打磨、搬运等多方面应用场景。

工业机器人技术与传统产业融合发展的过程中，结合了大量新兴的视觉，AI、无线通信等前沿技术，对机器人未来的发展提供了更多思考和参考路径。

对于喷涂，工业机器人更多是在技术上采用多机联动，将一些复杂曲面来实现轨迹规划，所体现出的是对更多方面相关工艺技术深入研究，轨迹生成以及机器人外部设备干涉、仿真和检测的相关核心技术。

焊接工艺是一个持续不断发展的过程，工业机器人的新兴控制技术更多体现在离线编程、离线轨迹规划、多机器人互相联动和干涉检测技术，以及较为特殊的机器人电缆防护技术。

在零部件装配应用场景下，工业机器人应用特点更多体现在将机器人视觉和传感器相互配合来解决现场中的应用问题，这涉及动力学、参数辨识和补偿协调，以及AI技术。例如在六轴机器人拿着工件往某固定地点放置，就涉及人工智能技术和传感器检测技术，即如果发现放不上去会扔到一边，如果放得不对也会放到一边，这些技术将现有的前沿的技术和机器人技术有效地结合起来，解决很多专用领域的特殊问题。

在打磨和抛光领域，工业机器人应用更多的则是视觉、参数辨识和传感器控制以及人工智能技术。由于传感器非常贵，日本部分企业也有不采用外部传感器，而是采用电机本身辨识的转矩，实现了低成本化方案。成本控制也是在产品应用过程中同样面临和思考的问题。

在分拣搬运货的传统应用问题上，工业机器人已经开始应用视觉和AI的技术，从而可以自动识别外部搬运物品，并且做出自动规划和学习，大大方便了关于搬运的一些应用。

在激光切割应用上，工业机器人目前技术方向更多在于离线轨迹编程技术。

对于人机协作方面，日本展会上展出的技术大致分为两大类：一个是传统意义上的工业机器人与人交互，另一大类是有对策的人机协作机器人。目前这些机器人在很多应用场景开始尝试落地。

同时，工业机器人也还有尝试通过机器学习以及AI等一些关键技术，对伺服参数进行智能化调整，主要体现在动力学参数辨识和控制安全防护等应用上。

在整体产线布局上，日本展会上也有几家企业展现了未来智能工厂的场景。即将人机协作的机器人放在AGV小车上，实现全生产线的布局。所涉及的前沿技术和研究包括数字孪生技术、智能决策机器人技术、自动导航和路径规划等，这些技术是向工业4.0发展过程中的必然，目前也逐渐开始落实到实际应用场景中。

▍新形势下拓斯达的探索

拓斯达是家非常年轻的企业，2017年上市，发展速度非常快，近几年都以不低于60%的速度在增长。

王志成指出，在新的智能制造和工业机器人发展的形势下，拓斯达能飞速发展的原因在于拓斯达的定位：打造以核心技术驱动的智能产品平台。

与其他企业不太一样的地方在于，拓斯达许多高管来自华为、阿里等优秀企业，因此拓斯达的基因既包含了华为善于拼搏不服输，技术深挖，踏实做事，同时还有阿里等互联网企业的开放思维。拓斯达之所以能高速发展，与优秀核心团队领导和定位是密不可分的。

拓斯达的使命是让工业制造更美好。拓斯达终极追求的目标是希望把人从复杂危险沉重的工业环境中解放出来，做更有价值的事情。“拓斯达的企业愿景是双百万，即助力100万制造企业实现智能制造，助力100万工程师服务于智能制造。我们不希望单打独斗，因为一个企业的能力是有限的，我们希望可以做到1+1大于2，希望与更多的科研机构，行业内的企业，做一些深度的合作模式探索，整合力量一起为中国制造业的兴起贡献力量。”王志成说。

目前，拓斯达整个赛道布局为三大产品方向，工业机器人、数控机床和注塑机。由于这三大领域的控制设备都需要控制、伺服、视觉、物联网等技术，所以拓斯达在控制、伺服、视觉等底层技术上进行深入布局，并打造面向多设备的产品平台，从而支撑注塑机、数控机床、机器人以及辅机等控制器、驱动器的快速研发，在保证质量的前提下，大大缩短产品研发周期。

拓斯达另外一个核心竞争力，即平台化战略布局，打造渠道和供应链平台、服务平台，通过这个平台，拓斯达能把行业内优势资源整合一起，实现1+1大于N的效果。由于拓斯达本身最开始就致力于开展布局基于平台化的工作，因此把更多资源逐渐整合，从而实现良好的生态链发展。

▍结语与展望

王志成认为，从工业机器人的国际展会和技术研究成果发现，目前机器人已经集成了视觉、AI、5G等各种相关技术，他提出，未来将形成几大技术融合发展趋势。

首先，未来视觉系统一定在机器人行业内是重要的。现在大多机器人带有一定的反馈，但这还不够，因为人的巨大信息量是来自眼睛，机器视觉相当于给机器人装上眼睛，机器人因此可做的事情大大增加。无论机器人还是智能制造系统，视觉是核心技术之一。整个视觉也是拓斯达重点布局的技术发展方向。

其次，人工智能技术将为机器人行业带来新突破。纵观人工智能机器人发展历史，从电气时代1.0，到数字时代2.0，和未来发展3.0，人工智能将给机器人带来革命性的影响。特别是智能生产线上，机器人采用人工智能技术将实现生产链的变化。“我们在展会上发现很多企业已经慢慢落地AI了，而且已经接近于可以使用的状态。”王志成说。

5G技术也将加速智能制造的发展。中国华为在5G方面做到世界领先地位，美国一直打压5G技术，可见其重要性。在智能制造领域，5G能加上很多方向设计、远程、运维、仓储、质量、管控等等，将会有大量的施展空间。目前拓斯达在5G技术应用已与华为有着深入合作。

最后，王志成也认为，未来控制器发展将是多技术融合。以中间芯片为核心，未来机器人需要装上眼睛、视觉、AI、5G等技术，所以未来控制器技术一定是多技术相融合的发展趋势。

“随着全球各行业的泡沫化，实业不断回归，以及新技术的加持，整个制造业在发生翻天覆地的变化。无论世界怎么变化，拓斯达人努力奋斗的精神永远不会变，我们将以更加开放的态度，与业内更多的科研机构和企业通力合作，整合优势资源，一起为中国制造业的兴起做出突出贡献。”王志成对未来充满信心。

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