工業(yè)機器人的研發(fā)、制造和應(yīng)用是衡量一個國家創(chuàng)新能力和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。隨著智能制造需求的不斷提升，全球工業(yè)機器人潛在市場已達(dá)千億美元，而我國工業(yè)機器人市場規(guī)模也將在2023年達(dá)到100億美元。然而現(xiàn)實情況是，工業(yè)產(chǎn)線上其實只有少數(shù)環(huán)節(jié)能實現(xiàn)完全自動化，工廠的自動化升級仍存在巨大的上升空間。
究其原因，傳統(tǒng)機器人采用機械式為主的技術(shù)路線，難以適應(yīng)復(fù)雜度高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，不僅導(dǎo)致了高非標(biāo)配備成本，還使得機器人在某些場景下缺乏經(jīng)濟(jì)性和可行性，大量的工作仍需人工完成。畢業(yè)于斯坦福大學(xué)仿生與靈巧操作實驗室，F(xiàn)lexiv非夕科技創(chuàng)始人兼CEO王世全認(rèn)為，機器人在生產(chǎn)中除了要追求位置精度等硬性指標(biāo)，也要發(fā)展對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力。
成立于2016年，非夕科技以仿人化技術(shù)路徑對機器人進(jìn)行系統(tǒng)化創(chuàng)新，專注于研發(fā)、生產(chǎn)集工業(yè)級力控、計算機視覺和AI技術(shù)于一體的自適應(yīng)機器人。今年，其機器人產(chǎn)品拂曉獲得第三方認(rèn)證機構(gòu)Intertek頒發(fā)的認(rèn)證證書，將在歐盟和北美（美國和加拿大）兩個主要海外市場、及認(rèn)可CE與北美認(rèn)證的其他國家和地區(qū)自由流通。
工業(yè)機器人從機械化向仿人化發(fā)展的新趨勢已顯現(xiàn)。不遠(yuǎn)的未來，機器人將像人類一樣擁有“手眼配合”的能力，開啟工業(yè)自動化的新時代。
“仿人化”技術(shù)革新，工業(yè)機器人再升級
發(fā)展至今，工業(yè)機器人在實際應(yīng)用中仍有諸多限制。工業(yè)場景千差萬別，生產(chǎn)資料門類眾多，機器人在實際應(yīng)用場景中往往需要搭配特殊設(shè)計的非標(biāo)型設(shè)備或工具。而大量的非標(biāo)方案也影響了產(chǎn)線本身的柔性化能力以及規(guī)?；?yīng)。
有數(shù)據(jù)顯示，在全球前20個國家的機器人裝機中，平均每一萬個產(chǎn)業(yè)工人只對應(yīng)配備了一百多臺機器人，機器人的使用密度最高不超過10%，客觀上反映了機器人在生產(chǎn)制造中的局限性。
事實上，現(xiàn)有的工業(yè)機器人仍主要采用位置控制的方式工作，對周圍環(huán)境的感知與反饋能力有限，這極大地限制了其可實現(xiàn)的任務(wù)范圍，尤其在復(fù)雜度高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的機器人解決方案勢必伴隨著大量非標(biāo)設(shè)備的使用，甚至仍需要大量依賴人工。
與此同時，制造業(yè)人力成本不斷提高，企業(yè)普遍面臨“招工難、用工荒”難題。而從消費者角度出發(fā)，產(chǎn)品的小批量、多品類生產(chǎn)已成趨勢，這也對工廠端的柔性生產(chǎn)能力提出了要求。如何突破困局，使工業(yè)機器人真正滿足制造業(yè)向自動化、數(shù)字化、智能化升級的需求，非夕科技創(chuàng)始人兼CEO王世全認(rèn)為，制造業(yè)需要全新的機器人產(chǎn)品及解決方案。
不同于主流的機器人機械式發(fā)展方向，非夕科技旨在推動機器人技術(shù)的仿人化革新，即“讓機器人像人一樣靈活工作”。王世全認(rèn)為，力覺傳感系統(tǒng)、計算機視覺等AI新技術(shù)在飛速發(fā)展，不管在算法還是硬件層面，機器人都有望完成更復(fù)雜、靈活度更高的工作，從根本上具備通用性。
對“仿人化”機器人來說，位置精度并不是技術(shù)追求的重點，而是要像人一樣，擁有對復(fù)雜環(huán)境的判斷、決策、適應(yīng)能力。因此，在研發(fā)過程中，非夕科技的團(tuán)隊注重提升不同維度上的機器人力控性能。同時，團(tuán)隊也將計算機視覺等AI新技術(shù)融合到機器人本體中來，提高其應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境的感知判斷能力。
通過對工業(yè)機器人的底層硬件到上層控制算法的全方位改造，同時深度結(jié)合人工智能，非夕科技在2019年推出了其第一代自適應(yīng)機器人產(chǎn)品Rizon拂曉。該機器人產(chǎn)品模仿人類大小腦及條件反射結(jié)合的能力，自適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境，為制造業(yè)的產(chǎn)線自動化提供了全新的解決方案。
相比較傳統(tǒng)的工業(yè)機器人，Rizon系列標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了非標(biāo)設(shè)備占比和成本。另外，與人工相比，Rizon機器人有著更高的力覺精準(zhǔn)度，以及可回溯的數(shù)據(jù)管理體系，能顯著提升各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝水平、產(chǎn)線部署和換線效率。因此，不僅幫助企業(yè)緩解用工難題，Rizon機器人將在柔性成產(chǎn)、數(shù)字化管理等多方面助力企業(yè)智能升級。
深度開發(fā)層級式智能，打造機器人的自適應(yīng)能力
縱觀制造業(yè)中各大工藝流程，搬運、焊接、噴涂等環(huán)節(jié)的機器人使用率顯著高于組裝、打磨拋光環(huán)節(jié)，即便后兩者的招工問題現(xiàn)實中更為嚴(yán)峻。這是因為，相對于搬運、焊接等“點對點”的工作流程，組裝、打磨拋光等環(huán)節(jié)以持續(xù)接觸式操作為主，工藝更復(fù)雜，也更難實現(xiàn)自動化。
在王世全看來，組裝、打磨拋光等環(huán)節(jié)的品質(zhì)要求在常規(guī)來料管控條件下難以僅僅靠設(shè)備的絕對位置精度確保，更多需要在扣合按壓等工藝動作的力度上進(jìn)行直接管控，因此對機器人感知和控制能力要求更高。這正是這些環(huán)節(jié)仍大量依賴人工完成的原因所在。非夕科技的“仿人化”機器人以解決組裝、打磨等接觸式工藝環(huán)節(jié)的自動化為目標(biāo)，其背后意味著千萬級的工位升級需求。
據(jù)了解，非夕推出的Rizon自適應(yīng)機器人，深度融合了工業(yè)級力控、機器視覺和AI技術(shù)，具有位置誤差容忍度高、抗干擾能力強、智能可遷移的自適應(yīng)特征。由此，Rizon在車身、異形件等大曲面物體的柔性打磨，音圈、FPC板等精密零部件的自適應(yīng)裝配等眾多難以實現(xiàn)自動化的工藝環(huán)節(jié)適應(yīng)良好。而且，機器人本身配備計算機視覺等AI算法，同樣能完成抓取、插拔等任務(wù)，提高了機器人的通用性。
更重要的，在非夕，機器人只需搭配少量的非標(biāo)設(shè)備，就能構(gòu)成一個標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案。如此，Rizon機器人不僅能幫助打磨拋光、組裝等環(huán)節(jié)完成自動化升級，還能大大提高產(chǎn)線的柔性度及標(biāo)準(zhǔn)化程度，從而縮短工廠的產(chǎn)線部署與產(chǎn)能爬坡時間。
機器人本體之上，非夕的團(tuán)隊開發(fā)了通用智能機器人大腦-AI系統(tǒng)穹知。穹知系統(tǒng)作為通用人工智能系統(tǒng)，能基于機器人視覺、力覺、觸覺等多信息感知進(jìn)行AI算法研究和應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)。王世全介紹，非夕在AI融合上，強調(diào)層級式智能。也就是說，穹知系統(tǒng)與機器人本體控制系統(tǒng)的整體組合類比人類的大腦、小腦和條件反射層，由各個層級處理不同的問題，從而不斷感知、認(rèn)知更復(fù)雜的環(huán)境，做出相應(yīng)的決策和判斷。
軟件部分，除了自主研發(fā)的Flexiv Elements 機器人操作系統(tǒng)之外，非夕還提供RDK 工具包和面向復(fù)合型移動機器人等開發(fā)方向的通用API接口，支持二次開發(fā)，為更多行業(yè)的多元自動化升級需求打下基礎(chǔ)。
目前，非夕的Rizon自適應(yīng)機器人已在汽車、3C電子以及醫(yī)療、科研等多領(lǐng)域落地。公司已與行業(yè)內(nèi)眾多資深客戶展開合作，包括多個汽車品牌主機廠及Tier1供應(yīng)商、頭部品牌手機制造供應(yīng)商，以及新希望、亞馬遜等海內(nèi)外知名企業(yè)。此外，非夕科技也正在連接產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)、資本等諸多戰(zhàn)略合作，力圖建設(shè)通用智能機器人生態(tài)。
今年12月，非夕科技的Rizon4自適應(yīng)機器人正式獲得了由國際知名的第三方認(rèn)證機構(gòu)Intertek頒發(fā)的歐盟CE認(rèn)證、北美ETL認(rèn)證證書。這代表著Rizon4達(dá)到了國際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的先進(jìn)水平，產(chǎn)品將在歐盟和北美（美國和加拿大）兩個主要海外市場、及認(rèn)可CE與北美認(rèn)證的其他國家和地區(qū)自由流通。針對此次認(rèn)證，非夕科技CEO王世全表示，CE和ETL認(rèn)證既是非夕商業(yè)化道路上對產(chǎn)品成熟度和安全可靠性的重要監(jiān)管里程碑，也將為自適應(yīng)機器人的全面市場拓展奠定基礎(chǔ)。
隨著技術(shù)的成熟和產(chǎn)品的落地，今年非夕的整體營收增長超過十倍。除了針對具體工藝的單站部署，非夕也針對全產(chǎn)線自動化需求開發(fā)了整線解決方案，并已為某電動汽車零部件客戶交付了總裝項目。
整線方案落地，自動化率提升至100%
據(jù)王世全介紹，該電動汽車零部件客戶，訂單起量快、產(chǎn)品品類多，對產(chǎn)線有明確的柔性化需求。不過，之前客戶的傳統(tǒng)機器人產(chǎn)線，含有大量的非標(biāo)設(shè)備，以及20%左右的人工工位占比。這類傳統(tǒng)產(chǎn)線不僅部署時間更長，也難以達(dá)到足夠的柔性能力，產(chǎn)品換型的兼容度有限。
非夕在為客戶設(shè)計自適應(yīng)機器人產(chǎn)線時，著重考慮了各個工藝環(huán)節(jié)的解耦獨立。王世全介紹，與單站相比，整線方案的設(shè)計能在每一個環(huán)節(jié)都落實非夕的技術(shù)特點，更易于達(dá)成產(chǎn)品良率等指標(biāo)的同步上升。而通過全線把控的方式，協(xié)同調(diào)節(jié)不同環(huán)節(jié)的精度、良率要求，綜合效益才能實現(xiàn)最大化。
相比較原本的非標(biāo)自動化產(chǎn)線，該電動汽車零部件客戶最終實現(xiàn)了100%的自動化率，以及20%的成本節(jié)省。其產(chǎn)線的非標(biāo)占比也顯著降低，柔性化程度大幅度提高，調(diào)試爬坡時間大大縮短。
此外，產(chǎn)線改造前，該客戶的生產(chǎn)數(shù)據(jù)分散，難以集中貫穿和利用。而借由非夕自適應(yīng)機器人本身的智能性和系統(tǒng)協(xié)同工作能力，非夕能為該客戶提供工藝數(shù)據(jù)的全回溯，優(yōu)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)紀(jì)錄以及預(yù)警等服務(wù)，為客戶創(chuàng)造貫穿產(chǎn)品全生命周期的價值。
此次整線項目的順利交付，也意味著非夕科技打通了其在對應(yīng)領(lǐng)域的軟硬件全流程服務(wù)。
王世全透露，目前非夕已經(jīng)服務(wù)了數(shù)十家客戶，既有單站項目，也有整線解決方案。一方面，非夕科技以標(biāo)準(zhǔn)化的本體和對應(yīng)軟件系統(tǒng)來解決不同工藝中的自動化難題，單站項目可快速復(fù)制。另一方面，通過對整線方案的探索，非夕希望了解各行業(yè)、各工藝的生產(chǎn)細(xì)節(jié)，通過場景的深耕來反推產(chǎn)品及軟件的開發(fā)，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品平臺。同時，公司也計劃逐步利用平臺型產(chǎn)品賦能集成商等行業(yè)合作伙伴，共同助力全行業(yè)的自動化升級。
非夕已交付自適應(yīng)產(chǎn)線整線項目
疫情下，全球制造業(yè)遭受重創(chuàng)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造成為企業(yè)應(yīng)對各類不確定性的有效方式，工業(yè)機器人被寄予厚望。然而，傳統(tǒng)的工業(yè)機器人存在場景和工藝的局限，如何進(jìn)一步提高機器人的經(jīng)濟(jì)性，提升制造業(yè)的自動化水平成為新的議題。而非夕科技以仿人化技術(shù)路徑做系統(tǒng)化的創(chuàng)新，創(chuàng)造性地開創(chuàng)自適應(yīng)機器人技術(shù)路線，大大拓寬了機器人的應(yīng)用空間。
通過對仿人化機器人技術(shù)的探索，非夕科技希望“讓智能機器成為機器人”。非夕科技創(chuàng)始人兼CEO王世全總結(jié)，自適應(yīng)機器人將在產(chǎn)品復(fù)雜度高、品類更新迭代快、生產(chǎn)環(huán)節(jié)分散的制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更高的自動化水平，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。而隨著工業(yè)機器人的經(jīng)濟(jì)性不斷提高，制造業(yè)的全面自動化升級指日可待，一個更智能的工業(yè)未來正拉開帷幕。
工業(yè)場景之外，非夕科技也將持續(xù)探索開放性、復(fù)雜度要求更高的應(yīng)用場景，并計劃涉足農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)、科研等眾多領(lǐng)域，不斷拓寬技術(shù)和服務(wù)的邊界。
