現(xiàn)有行業(yè)的新應(yīng)用以及新的領(lǐng)域的蓬勃興起,都為機器人在未來一些年中的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。機器人幫助那些早就已經(jīng)把制造業(yè)轉(zhuǎn)移到發(fā)展中地區(qū)的國家重新把企業(yè)吸引回來,同時也會為當?shù)禺a(chǎn)生新的就業(yè)機會,享受經(jīng)濟發(fā)展的果實。
一份最近發(fā)布的報告(2011年),甚至推翻了人們既有的機器人會減少工作職位的看法。這項研究又國際機器人聯(lián)合會(IFR)負責,由咨詢公司Metra Martech具體執(zhí)行。研究發(fā)現(xiàn),在未來的五年當中,通過使用100萬臺機器人,可以創(chuàng)造300萬個工作崗位。增加使用機器人的行業(yè),比如電子和替代能源,將會再產(chǎn)生100萬個高質(zhì)量的工作職位。
四月漢諾威展會上所有的目光都集中在三菱電機的新款scara機器人身上。
這份報告總結(jié)到,像半導體和制藥這些高技術(shù)行業(yè)的增長,在很大程度上借助于機器人提供了人類無法實現(xiàn)的質(zhì)量、速度和精確性。微型化和新的傳感技術(shù)也將幫助機器人在更多的行業(yè)中使用,包括那些小型企業(yè)以及生產(chǎn)不同尺寸、材料和形狀產(chǎn)品的企業(yè)。
一組數(shù)字
了解一下亞洲機器人最近的狀況以及未來的發(fā)展,是很有指導意義的。圖1給出了在亞洲最大的三個市場當中,工業(yè)機器人在制造業(yè)的五大領(lǐng)域2008年的分布情況。在中國和日本,汽車行業(yè)占據(jù)了最大的份額,而在韓國,則是電氣和電子行業(yè)處于翹楚的位置。
2008年亞洲最大的三個機器人市場中的工業(yè)應(yīng)用分布情況(數(shù)據(jù)來源:Metra Martech)
對于每10000萬工人中使用的機器人數(shù)量,中國、日本和韓國的數(shù)字分別是35、1200和1100。在這些國家的汽車行業(yè),分別平均是350、85和135輛汽車分享使用一臺機器人。
2009年出現(xiàn)了一個大滑坡,工業(yè)機器人的銷售量跌倒了1998到2010年期間的最低點。然而,在2010年,亞太市場實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的132%的增長,中國、韓國和東南亞地區(qū)幾乎增長了2倍。在這一年,韓國成為了一個巨人,占據(jù)全世界工業(yè)機器人市場訂單量的首位,接下來才是日本、美國和中國。
截止到2010年底,全世界的制造業(yè)中運行著130萬臺機器人,其中日本就占到了25%。值得一提的是,韓國機器人的使用量,在兩年的時間里從每1000名工人214臺快速增長到287臺,增長率高達34%。而中國相應(yīng)的數(shù)字是105臺。
著眼未來,到2014年,中國將從全球工業(yè)機器人第四的位置躍居第一。從現(xiàn)在到2014年,面向亞太地區(qū)制造業(yè)機器人的出貨量的年均增長率將達到7%,而流程行業(yè)的相關(guān)數(shù)值將達到16%。如圖2所示,大部分的增長來自中國和韓國,而日本大體上不會發(fā)生變化。
預計亞洲制造業(yè)的機器人使用增長情況(數(shù)據(jù)來源:IFR)。
然而,上面有關(guān)機器人的數(shù)字是指日本國內(nèi)的制造業(yè),而日本公司在海外還會在工廠自動化方面進行大量投資,更加謹慎的執(zhí)行多元化計劃,應(yīng)對衰退。此外,日本的機器人制造商也將繼續(xù)擴展它們在日本本土以外的銷售,包括開拓新的領(lǐng)域、增加銷售數(shù)量、開辟新的國家市場。圖2當中的一個驚人發(fā)現(xiàn)是,印度在工業(yè)機器人方面的數(shù)據(jù)竟然還要落后于泰國。
機器人市場同時受到更換和新置兩方面的驅(qū)動。新購機器人可能用于全新產(chǎn)業(yè),也可能用于現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的升級擴張。汽車行業(yè)電動汽車(EV)以及可再生能源行業(yè)的風能和光伏(PV)都是未來重要的增長點。
電動汽車行業(yè)的電池和燃料電池的生產(chǎn)、齒輪裝配,風能行業(yè)葉片成型和檢驗以及焊接和結(jié)構(gòu)噴涂、食品飲料行業(yè)新的包裝應(yīng)用(得益于人口的快速增長),光伏行業(yè)大量精密加工的需求(得益于可再生能源行業(yè)大量投資),以及金屬加工業(yè)的操作都需要使用機器人。
光伏行業(yè)的規(guī)模在2009年的時候是23 GW,而到2020年將會增加到至少77GW。根據(jù)預測,在2016年,中國和日本合起來將會發(fā)電802000EV,而這個數(shù)字在2009年還只有350000。
Metra Martech的研究指出,下游的銷售、零售和服務(wù)部門將會創(chuàng)造出新的工作崗位,從經(jīng)濟整體上來說在制造中使用機器人的影響是正面的。當然,可能只要有一點地方損失超過收益,負面的影響就會覆蓋掉正面的效果。因此,我們必須要進行全面的成本收益分析,不僅僅是經(jīng)濟上的分析,還要包括社會、政治和環(huán)境的分析。
一些經(jīng)濟體,比如日本、美國和一些歐洲國家,可能會發(fā)現(xiàn)使用機器人是從經(jīng)濟危機中走出的不二法寶。它還帶有鮮明的政治色彩,讓那些希望把工業(yè)重新吸引回本國的政府非常感興趣。這樣,可以在當?shù)貏?chuàng)造新的就業(yè)崗位(這可以在政治上大大加分),同時在產(chǎn)能、質(zhì)量和安全性也不會有任何折扣。
在日本和意大利這樣的國家,人口老齡化的壓力日益嚴重,在制造業(yè)中使用機器人,無論是從政治角度還是其他角度,都是很好的選擇,至少這要比敞開大門吸納外國移民好一些。
真實的回報
如果有制造商還在為是否使用機器人猶豫不決,我們這里有很多成功的故事,可以幫助它們堅定地做出決策。
不久以前,abb為位于中國天津的長城摩托車廠安裝了機器人焊接系統(tǒng)。27臺IRB 6640和IRB 7600機器人可以完成4000個焊接任務(wù),時間只需要傳統(tǒng)方法的75%,而焊點的牢固性提升了30%。
我們在上面的例子中可以借用奧林匹克“更快更強”這句口號。而“更少”則是斯洛伐克家具制造商Spartan使用ABB的IRB 5400噴涂機器人和IRB 6640打磨機器人的驅(qū)動因素。這是因為,使用機器人進行噴涂,涂料的用料可以減少15%。
Staubli的高精密、高速機器人在半導體、太能光伏和制藥行業(yè)當中使用,可以幫助最終用戶降低能耗,因此也就可以降低生命周期成本,并帶來差能、精確性和能效方面的收益。
奧地利公司W(wǎng)ittmann生產(chǎn)的機器人的關(guān)注點也是能效,它使用高質(zhì)量的同步伺服電機,將制動能量返回到電源輸出,同時使用電容儲存能量,可以幫助用戶節(jié)約40%的能源。隨著能源價格的上漲(未來一定還會繼續(xù)上漲),這40%的節(jié)約可以為Wittmann機器人的用戶帶來客觀的收益。
我們講過了瑞典的ABB、法國的Stäubli、奧地利的Wittmann,現(xiàn)在是德國的Dürr。Dürr已經(jīng)同上海大眾(大眾汽車與上海汽車工業(yè)集團的合資公司)簽署協(xié)議,在中國建立一座現(xiàn)代化的機器人化汽車工程。工廠可能在今年夏天就會啟用,據(jù)報道會比傳統(tǒng)的工廠(即非機器人化的工廠)節(jié)約超過40%的能源。我們需要再次重申,能源價格的上漲將會讓這個項目的投資回報率(ROI)更高。
Ho Kok Koon是愛普生工廠自動化機器人地區(qū)銷售經(jīng)理,他談到了使用機器人在經(jīng)濟和非經(jīng)濟兩方面的收益,并指出進入亞洲的新興市場并不是沒有挑戰(zhàn)和障礙。愛普生現(xiàn)在正努力地開發(fā)這塊大陸上的制藥和太陽能面板市場。
發(fā)展的故事
Henry Loos, Jr是位于紐約的全球領(lǐng)先廠商Applied Robotics的應(yīng)用工程師,他發(fā)現(xiàn)在發(fā)展中國家正出現(xiàn)一股浪潮,在制造業(yè)中使用機器人在財務(wù)表現(xiàn)上也是合理。無論是在地理還是在行業(yè)方面,這家公司有著多元化的市場,它現(xiàn)在正在大舉進軍亞洲,尤其是印度次大陸,并且估計這里的汽車/卡車制造行業(yè)擁有巨大的潛力。
很多之前沒有在發(fā)展中國家運營的制造商現(xiàn)在都開始在這里進行投資。得益于機器人,它們可以將自己的核心價值帶到這些地區(qū),因此發(fā)展國家工業(yè)中機器人的使用率也開始快速增長。
“一些主要的障礙是資本成本、較低的勞動力成本(使得投資使用機器人變得不合理)和糟糕的基礎(chǔ)設(shè)施。但是因為要面對全球競爭,同時即便是在發(fā)展中國家,很多地區(qū)的薪資水平也在不斷增加,人們對于使用機器人的看法也在改變,”他告訴《亞洲控制工程》。
因為要面對全球競爭,同時即便是在發(fā)展中國家,很多地區(qū)的薪資水平也在不斷增加,人們對于使用機器人的看法也在改變。
再把目光投回到發(fā)達國家,Loos注意到機器人系統(tǒng)在那些勞動力和資源一直就很昂貴的國家可以提高質(zhì)量、降低成本。“原來在一個單元里面使用兩三個工人可能還比較便宜,但是隨著工資水平提高和效率的原因,就需要更換成機器人系統(tǒng)。機器人的生命周期越來越長,投資回報率也非常吸引人。”
安全標準現(xiàn)在越來越嚴格,制造商需要在那些原來使用工人的危險區(qū)域使用機器人,這樣減少了事故也提高了質(zhì)量。
隨著工人受教育水平的提高,機器人自然而然地被使用在那些簡單重復的勞動當中,這樣訓練更加有素的工人就可以進行技術(shù)水平更高、報酬也更高的工作。