中国在机器人领域的发展水平如今发展到何种程度?

数字化、智慧化生产已经进入人们的生活，此前我们也采访过不少提供智能制造解决方案的厂商。在我们的印象里，如今的智能制造，理应是一座工厂中的所有流水线操作，都可由机械臂、机器人精确完成。就好像一块板子从流水线这头，到那头，焊接、点胶、封装等各种操作都如此。这是我们想象中的场景，那么实际生产的这些机器人如今已经发展成什么样了？

在今年的中国国际工业博览会上，我们看到库卡机器人KUKA KR 4 AGILUS的发布——这是一款相当适用于电子行业的机器人，能够高效地完成“涂胶、大螺丝、精密装配、搬运”等工作。

通过KUKA KR 4 AGILUS这款机器人的发布，我们也期望管中窥豹地看一看，中国在机器人领域的发展水平，以及如今应用在电子行业的机器人与周边解决方案，究竟发展到何种程度。

有关KUKA KR 4 AGILUS机器人

用库卡中国首席执行官王辉的话来说，“KUKA KR 4 AGILUS是由库卡中国的研发团队自主研发的第一款产品，经过了大概12个月左右的时间。”我们不妨先来看看这款KR 4 AGILUS的一些技术特点。

KR 4处在库卡KR AGULUS产品家族中，根据负载重量的不同，此系列还有KR 3（负载3kg）、KR 6（负载6kg）和KR 10（负载10 kg）。库卡中国产品经理李政韬提到了KR 4的几个特点：

性能：不难理解KR 4的最大负载即为4kg，这款产品的臂展600mm，节拍时间0.4s，是“KR 3的老大哥”

紧凑型设计：整机重量27kg，流线型工业设计，“占地面积非常小”，节约应用空间；可以在地面、顶部、墙面侧面安装，在任何角度、360°安装；

温度适应性：工作范围0-55℃；

紧凑型控制系统：KR 4搭配的是库卡第五代控制系统，控制柜KR C5 micro，以及搭载的KSS 8.7操作系统。KR C5 micro本身也是紧凑型设计，比第四代KR C4 compact在体积上减少70%，重量则从33kg降低到了9.8kg，占地面积大约是一张A4纸的大小，能耗降低35%。

这套系统中，KR 4 AGILUS搭配KR C5 micro控制柜，以及KSS 8.7系统，完成机器人的工作。“整个系统有CE符合欧盟标准要求，UL符合美国认证，还有国际权威的TUV安全功能认证。”李政韬表示。

库卡中国首席技术官李宏伟在接受我们采访时提到：“KUKA KR 4 AGILUS在重复定位精度、连续的轨迹精度，包括节拍都是业界的领先水平。”而在温度适应性这方面，“中国从南到北都有电子厂，北方可能很冷、南方可能很热，有些机器人在冬天就开不了机；有些机器人在夏天经常死机。KR 4 AGILUS支持从0-55℃这样很宽的范围，客户不需要采用额外的加热或散热设备，就能正常使用。”在紧凑设计上，“哪怕以前是用自动化专机的设备做电子生产，做改造时，KR 4 AGILUS因为体积比较小可以360°安装，改造组装空间需求很小。”

而在目标应用上，李宏伟说：“KR 4 AGILUS的定位是面向3C行业的高精度机器人。”“电子行业的特点是，生产线往往比较小巧、紧凑，生产环境要求高。电子产品的迭代很快，产品从手表到手机变化比较大。专机的灵活性不够：企业如果三个月就换一批产品就会耽误商机和产能。”

KUKA KR 4 AGILUS 机器人面向电子行业时，其灵活性就体现在“通过更改应用包、软件、参数就可以灵活满足各种生产需求。”加上在占地面积，及前文提到的安装灵活性，以及较宽的温度适应性方面的优势，“我们这个机器人在设计之初，就考虑重点解决电子行业难题。”

中国“全价值链”的机器人

KUKA KR 4 AGILUS对于库卡中国较大的意义恐怕在于前文提到的“是由库卡中国的研发团队自主研发的第一款产品”。王辉表示：“KUKA KR 4 AGILUS是本土研发的产品，在供应链上有优势，所以能够有很高的性价比。”

我们特别问到有关这款产品“本土研发”程度的问题，毕竟库卡还是源自德国的一家企业。李宏伟回应：“这个家族的前5款产品都是在德国研发的，它形成了一个初步的产品平台。库卡中国这次补足了其中4kg的载荷，是在这个平台上做了更好的开发和扩展。”“在平台化方面，我们与德国合作——为这个产品量身打造的控制器是机器人的大脑，包括操作软件都是库卡中国研发的全新一代。”

“硬件和软件的开发，是伴随着我们这个产品的全开发周期流程的。我们在这个产品的研发过程中，另外还搭建了和德国相同的产品验证和测试体系，这些核心技术是来自于德国，确保了我们KUKA品牌在性能上的工匠精神。”

目前美的集团现有业务，包括有消费电器、暖通空调、机器人和自动化，以及数字化业务。其中的机器人和自动化，主要是源自2016年，德国库卡集团接受收购要约，双方签署投资协议——这也是当时中国在德国最大的收购行为；这个业务另外也包括了美的机器人公司。

就库卡的业务构成，按照惯例还是来看一下这家公司的财报。从美的集团今年的半年报来看，美的是“德国库卡集团最主要股东（约95%）”。而从库卡自己公布的半年报来看，受到疫情、中美贸易摩擦、英国脱欧不确定性的大环境影响，库卡受到的冲击还是比较大的。

今年上半年，这家公司的销售收益相较去年同期减少了13.3%，订单量减少31.4%。以上是从销售额来看，库卡各业务的萎缩情况。事实上，我们认为，相较德国的其他企业，库卡抵御大环境风险的能力已经算是比较强。

库卡虽然对今年内的总体财务预期仍不乐观，但在中期预期方面，仍然保持了乐观：即未来需求的增加，主要是在机器人和自动化解决方案方面——是“基于新冠疫情期间的经验”；而且库卡认为，企业目前的主要风险就在新冠，而在策略与金融层面，公司本身的业务机会就是比较大的。

美的集团则在财报中提到，受到疫情影响，今年工业机器人行业需求预计会出现同比下滑，但疫情过后工业机器人与自动化需求在进一步增加。今年上半年，在其主场之一的汽车领域，库卡与宝马、奥迪等车厂签订产线合约——美的认为库卡上半年在汽车市场的表现已经高于预期。

尤为值得一提的是，2019年库卡在新组织架构下成立了库卡中国事业部，业务涉及到机器人本体、柔性系统、一般工业自动化、智能物流自动化以及智能医疗自动化。所以我们在库卡的财报中，也能看到单独的China业务。这是“库卡中国”存在的依据。

库卡中国目前已经在中国开设了上海松江和广东顺德两个生产基地。其中“华南相对来说电子行业、轻工业比较多，因此中小型机器人研发和生产更多放在华南，也就是顺德这个基地；而在华东和北方市场，重工业比较多，大中型机器人研发和生产因此更多放在松江这个基地。”王辉表示。

比较难得的是，KUKA KR 4 AGILUS体现出了中国机器人制造的“全价值链”——因为大部分跨国公司即便“重视”中国市场，一般也不会在中国构成真正的“全价值链”，尤其将研发放在中国的并不多。而“对于中国现在的机器人自动化行业，库卡中国的营运模式和海外不大一样。”“因为中国客户的很多需求和海外是不一样的，中国客户对速度和效率有着极致的追求，在其他国家比较少见。”

“中国市场占全球市场的1/3左右，所以如果我们在中国不能建立一个全价值链营运体系的话，就无法完全满足中国客户对速度、价值、质量等的各种要求。全价值链运营是过去1、2年库卡中国在做的事情。”王辉说，“从数字化到研发，到生产。基本上现在绝大部分生产，都可以在中国进行，越来越多的研发也可以在中国进行。”

而KUKA KR 4 AGILUS“对库卡中国来说，是0到1的一大步”。

更快速地解决具体问题

前文已经提到，KR 4 AGILUS机器人主要是面向电子行业的，其各方面的特性，包括温度适应性、紧凑型设计等，都考虑到了电子行业制造的特点。除了包括KR 4 AGILUS、C5 micro以及操作系统在内的解决方案，库卡还有更为具体的一些软件包、解决方案。

工博会美的展位现场在展示的，典型如KUKA.EasyVariable View 1.0和KUKA.Robot LBS软件包，用于让客户获得保养、维护及售后服务；KUKA.Polishing和KUKA.Gluing则是面向电子行业及一般工业的打磨和涂胶的软件包，能够让机器人快速学习与调整打磨、涂胶工艺，路径轨迹全程可视化。还有KUKA Connect这类比较典型的基于云的分析和智能平台，操作者在云端就能查看机器人状态，并且通过数据可视化对设备故障做预警，降低停产等意外风险——这是比较典型的智能制造的组成部分了。

机器人产品在此体现的是一个完整的解决方案。王辉在工博会的“2020国际工业互联网大会暨数字工业系列峰会”上提到了，库卡“三大数字化核心能力”包括了边缘端方案（机器人+产线）、云端解决方案（数据收集+数据分析+资产管理）以及机器人生态系统（产品+数据+服务）。

在更为具体的实现细节上，我们在采访中也了解到，如今的机器人解决方案交到客户手中，正变得越来越易用。王辉说，汽车与3C行业客户以往不会感觉到机器人使用门槛有多高，因为这些行业的企业规模本来就很大，自动化应用团队的配备也齐全。但在食品、铸造、轻工业等，自动化应用就会比较吃力。所以库卡越来越着力于“降低机器人使用门槛，让产品变得容易使用，模块化、标准化，在软件、应用场景方面帮客户搭建好——并且研发上不断开发新的应用场景。”

李宏伟透露：“库卡中国团队今年开始，基本上每个月都会向市场推出一款应用软件包，每两个月推出一个带硬件的功能包。这些功能包、软件包就是工业软件与工业硬件的结合。”

“库卡中国研发部门有个专门的团队叫应用创新团队，这个团队通过储备、研究的方式，前瞻性地去理解行业难点。为这些难点找到解决方啊。”“比如说数据采集相关的，可能需要AI，通过机器视觉才能去解决。”李宏伟表示，“我们这样的团队可以有专家、测试、算法工程师、软件工程师，在实验室搭建一个真实场景，把东西模拟出来。比如制鞋行业，随着KUKA KR 4 AGILUS的发布，我们配套一个专门的应用叫鞋底涂胶。机器人，配套3D视觉软件、轨迹规划软件、速度优化软件，甚至包括一些识别软件，再配上摄像头，以及涂胶设备，完整地在我们的实验室里进行充分检验，就可以推给客户了。”

美的现场展位还展示了搭配了3D打印功能包的KUKA KR 4 AGILUS，包括3D打印头、3D生成软件，以及监控摄像头，构成一套3D打印工厂方案，就可以直接推给客户。不难发现，库卡在其中尝试解决的技术问题还是相当多样的，所以如李宏伟所说，“这些产品采用完全开放式的合作，我们与专业的合作伙伴合作。这样一台3D打印设备，我们就是跟国内一家很有名的公司远铸一起合作的。”与此同时在整个机器人生态的构建上，“利用库卡的品牌、体系，大量引入第三方产品、模块，搭建客户需要的解决方案。”毕竟这不是一家企业就能解决，甚至需要跨行业解决的问题。

电子科技对机器人的反哺

以上就以KUKA KR 4 AGILUS机器人为例，大致以单点的方式描绘出了如今电子行业，机器人与自动化解决方案的样貌。而电子科技行业的有趣之处还在于，其中的许多分支学科本身，又在反哺着制造相关的行业和领域。

从我们的现场采访来看，机器人也不例外——这些实则也体现了机器人与自动化领域，在数字智能制造方面的迈进。

王辉举例说：“上个月，一汽大众的车厂，我们就率先试生产了一款很先进的AI技术相关的产品，就是在汽车的一个总装生产线上，用摄像头去识别整个（将备胎撞到汽车后备箱的）安装过程，用的就是AI技术。整个装配过程中，不管发生什么，AI都能识别所有的边界信息，保证整个过程不会有任何的碰撞。这里面就有库卡的机器人，和我们的AI识别算法，以及全套的自动化逻辑。”

其中的AI技术是需要大量客户现场数据做模型验证和数据回归的。“这些数据来自我们的合作伙伴，大众就是我们的重要合作伙伴。工业现场可以给我们提供源源不断的数据。同时我们在上海实验室有个汽车总装的车间，这个车间完整模仿了汽车总装线上的所有流程。在这个流程中，我们自己不断去构建、吸收数据，通过结果反馈来持续优化算法。”

虽然我们不知道库卡在其中应用了哪些具体的机器学习解决方案，不过这其中体现的就是电子科技行业本身的发展，对于机器人技术的反哺。前述多个KUKA KR 4 AGILUS的应用例子其实都能体现这一点，虽然可能并非都是电子行业的例子。

上海交通大学机械与动力工程学院教授曹其新，在工博会上提出了“社会5.0时代”的概念，“狩猎是1.0，农耕是2.0，工业是3.0，信息时代是4.0。而5.0时代，是物联网、大数据、AI和机器人构成的时代。这是原本日本政府要在东京奥林匹克运动会上高调提出的概念。”而遥操作、数字孪生和人机共融技术，是其中的关键。

显然库卡机器人在这其中扮演了重要角色和组成部分，如今的智能制造就是建立在这样的基础之上，也是社会5.0时代的开端。
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