Desde una perspectiva técnica, las ventajas y desventajas de los robots industriales.

Con la desaparición gradual del dividendo demográfico, China se ha convertido en el mercado de robots industriales más grande del mundo. Actualmente, hay más de 30 fábricas de robots en construcción en China, y los próximos 10 años serán un período dorado para el desarrollo de robots domésticos.

Con el desarrollo de robots industriales y la mejora de la inteligencia robótica, los robots industriales se han aplicado en muchos campos. En la actualidad, el uso de robots industriales en China se concentra principalmente en las industrias automotriz, electrónica y eléctrica, robots de soldadura por arco, robots de soldadura por puntos y robots de manipulación, que se utilizan ampliamente en la producción.

La aplicación de robots industriales ha mejorado la eficiencia de producción, los costos de producción y la calidad de los productos industriales, y también ha promovido la transformación y mejora de la industria manufacturera de China hasta cierto punto. Al mismo tiempo, con la desaparición del dividendo demográfico de China, el desarrollo económico de China ha entrado en la "nueva normalidad" y el surgimiento de fenómenos como el cambio de la industria manufacturera de "fabricación de gama baja" a "fabricación de gama alta". También ha aumentado el uso de robots industriales.

No es necesario entrar en detalles sobre las ventajas de los robots industriales en comparación con los humanos, ya que estos puntos suelen ser compartidos por cualquier dispositivo de automatización, como la calidad estable, la ausencia de resignación y el no preocuparse por el trabajo peligroso, sucio y tedioso. A continuación, discutiremos las ventajas y desventajas actuales de los robots industriales desde una perspectiva técnica.

1. Universalidad

Los robots industriales son programables y admiten movimientos con varios grados de libertad, lo que hace que sus aplicaciones sean más flexibles. Aunque inferiores a los humanos, los robots industriales siguen siendo mucho más flexibles en comparación con muchas máquinas especializadas comunes en la automatización industrial, como las soluciones de integración electromecánica diseñadas para un tipo específico de aplicación industrial o de un cliente. Cuando no hay cambios significativos en las aplicaciones industriales, los robots se pueden reprogramar para cumplir con los nuevos requisitos sin necesidad de una inversión significativa en hardware. Pero correspondientemente, su deficiencia relativa será la eficiencia. Después de todo, la máquina dedicada se personaliza para una aplicación, por lo que, aunque sacrifica la universalidad, logra la optimización de la eficiencia y puede lograr buenos resultados en términos de volumen de producción, que es un indicador muy importante para los clientes.

2. Desempeño mecánico y eléctrico

Los robots industriales generalmente pueden lograr una precisión de movimiento de menos de 0,1 milímetros (refiriéndose al movimiento repetido a la precisión del punto), agarrar objetos que pesan hasta una tonelada y extenderse hasta tres o cuatro metros. Aunque tal rendimiento puede no cumplir fácilmente con algunos de los requisitos de procesamiento "locos" en los teléfonos Apple, es suficiente para completar con éxito las tareas para la gran mayoría de las aplicaciones industriales. Con la mejora gradual del rendimiento del robot, algunas tareas que antes eran imposibles se han vuelto factibles (como la soldadura o el corte por láser, que solían requerir equipos especializados de alta precisión para guiar la dirección del láser, pero con la mejora de la precisión del robot, ahora ha sea ​​posible confiar en el movimiento preciso del propio robot para reemplazarlo). Pero en comparación con los equipos tradicionales de alta gama, como las máquinas herramienta CNC de alta precisión, los equipos de calibración láser o los equipos para entornos especiales (temperaturas altas o ultrabajas), los robots industriales aún no pueden alcanzarlos.

3. Cooperación hombre-máquina

El robot industrial tradicional trabaja en una jaula porque es realmente peligroso (imagina a un tipo que sostiene decenas o cientos de kilogramos balanceándose a la velocidad de cuatro metros por segundo, y nadie quiere acercarse). La razón principal es que los robots generales, basados ​​en consideraciones de costo y tecnología, no integran sensores adicionales para percibir situaciones especiales externas (como un toque humano repentino). Solo seguirán "tontamente" las acciones programadas de los humanos día tras día, a menos que haya una señal externa que les diga que se detengan. Entonces, una solución común es equipar el robot con una jaula, y cuando se abre la puerta de la jaula, el robot se detendrá automáticamente al recibir una señal.

La consideración de la seguridad naturalmente trae muchos costos adicionales a la integración del robot. Las jaulas pueden no ser costosas, pero después de todo, es necesario considerar cuidadosamente el diseño de las líneas de producción, aumentar el área de la línea de producción, cambiar los métodos de cooperación hombre-máquina, etc., lo que puede afectar la eficiencia de la producción. Recientemente, los robots industriales que han recibido más atención se enorgullecen de poder trabajar de manera segura con humanos, como Baxter de RethinkRobotics, la serie PR de UniversalRobots y muchos gigantes de robots industriales tradicionales (abb, kuka, Yaskawa, etc.) 'humanos semi-concepto y robot semiacabados'. Desde la perspectiva de la demanda industrial, es hora de comenzar a cumplir con la cooperación de seguridad hombre-máquina después de que los robots industriales tradicionales hayan resuelto los requisitos de automatización como la precisión, la velocidad y el peso.

4. Facilidad de uso

La esencia de los robots tradicionales es caminar continuamente a través de puntos de ruta mientras reciben o configuran señales de E/S periféricas (en cooperación con otras configuraciones, como accesorios, líneas transportadoras, etc.). El proceso de guiar a los robots para que lo hagan es la programación de robots. Casi todas las empresas líderes tienen su propio lenguaje y entorno de programación, lo que requiere que los operadores de robots participen en el aprendizaje y la capacitación. A medida que se expande la aplicabilidad de los robots, este costo comienza a surgir.
Estos fabricantes tienen motivos para mantener su propio entorno de programación. En primer lugar, los robots industriales comenzaron a escalar hace 40 años y no existían conceptos de programación avanzados convencionales, como la programación orientada a objetos, que ahora son ampliamente conocidos y reconocidos. En segundo lugar, en las primeras etapas de su desarrollo, su propia tecnología inevitablemente será diferente de la de los competidores, y es comprensible mantener un enfoque de programación. En tercer lugar, debido a que sus principales clientes suelen ser también clientes industriales tradicionales. Al igual que los grandes fabricantes de automóviles, estos clientes buscan estabilidad y, naturalmente, no quieren que sus robots se apresuren a cambiar los métodos de programación en unos pocos años, lo que hace que desperdicien décadas de experiencia y gasten mucho dinero en entrenar y aprender de nuevo.

Por supuesto, en la industria, la gente ha pensado durante mucho tiempo si la programación se puede hacer de manera más intuitiva y simple. Sin embargo, en los fabricantes tradicionales ha habido pocos avances comerciales y prácticos salvo demostraciones conceptuales (como el uso de exoesqueletos, imágenes 3D, realidad virtual, iPhone, etc.), hasta el punto de que las personas sienten náuseas cuando escuchan palabras clave como " programación simple" de nuevo.

Pero, afortunadamente, todavía hay rezagados que se atreven a desafiar y hacer logros desde cero, convirtiéndose en puntos de venta reconocidos. ¡Sí, eso es RethinkRobotics y Universal Robots! Esto también demuestra vívidamente por qué las tecnologías disruptivas a menudo no logran liderar a las empresas (a pesar de tener recursos suficientes) en el dilema de los innovadores, pero siempre son llevadas adelante por desafíos posteriores. ¡Porque los líderes a menudo se alejan un paso de su tazón de arroz de hierro con cada paso que dan en tecnología disruptiva, lo que resulta en una resistencia interna y externa significativa!

De todos modos, la facilidad de uso de los robots ha comenzado a recibir atención, y cómo permitir que las personas jueguen rápidamente con robots como jugar con iPhones sin ningún (o demasiado) entrenamiento se ha convertido en una importante dirección de inversión para los principales fabricantes.

5. Costo

El costo de los robots oscila entre decenas de miles de RMB para modelos pequeños y millones de RMB para modelos grandes. Este costo es naturalmente más bajo que el de los equipos de fabricación profesional de alta gama, pero también puede ser más alto que las soluciones de automatización ensambladas por pequeños integradores domésticos. Sin embargo, a partir de la popularidad de los robots en la comunidad industrial occidental y la fabricación nacional en los últimos años, se puede ver que las ventajas económicas de la automatización robótica en general han llegado a un punto crítico, superando otras soluciones alternativas (como el trabajo manual o aviones especializados). . Parece que este costo todavía vale la pena.

De hecho, si tenemos que seguir el viejo camino de los robots tradicionales, no hay mucho margen para reducir los costes de hardware. Los robots industriales son básicamente un mecanismo de movimiento de bucle abierto que se basa en la coordinación de alta precisión de motores y cajas de engranajes. Y la mayoría de los componentes clave de los principales fabricantes se compran a varios fabricantes japoneses (que también son robots fabricados por las propias empresas nacionales. Comprar los mismos componentes no será mucho más barato porque los fabricantes japoneses no ofrecerán muchos descuentos por su cantidad). A menos que los fabricantes de componentes chinos puedan calmarse y esforzarse por ponerse al día con la tecnología japonesa, rompiendo así años de monopolio con ventajas de precio, realmente pueden promover el desarrollo de los fabricantes de robots nacionales.

La otra es explorar nuevas formas y buscar otras tecnologías y mercados. En ese momento, RethinkRobotics incluso consideró el uso de cajas de engranajes de plástico para reducir costos y compensar la pérdida de precisión de movimiento a través de la visión, al igual que los ojos humanos ayudan en el delicado funcionamiento de las manos. Pero después de todo, los robots de Baxter no pueden alcanzar el cielo en un solo paso, por lo que no pueden compararse temporalmente con los robots tradicionales en términos de precisión y velocidad. Sin embargo, en la aplicación de agarre y liberación de material que puede manejar, también es suficiente. Quizás con los esfuerzos de Rethink, en el caso de un hardware deficiente, lo compensará a través de un software inteligente para competir con los robots industriales tradicionales (lo que realmente está subvirtiendo a estos grandes fabricantes tradicionales).

6. Inteligencia

La razón por la que los robots inteligentes se colocan en último lugar es que, en comparación con la demanda principal actual de robots en el mercado (es decir, fuertes, rápidos y precisos), aún no son los más urgentes. Esto también refleja las ventajas y desventajas de los robots industriales tradicionales (trabajadores, calidad y cantidad garantizada, y ser un trabajador calificado) y (pero muy torpes, con la edad suficiente para aprender).

Pero eso no significa que la inteligencia no sea importante, al contrario, las empresas ya comenzaron a invertir en tecnología. Por ejemplo, cómo hacer que los robots comprendan mejor las intenciones de los comandos humanos y sean relativamente autónomos en la comprensión y planificación de tareas, sin tener que decirles cómo caminar paso a paso; Cómo hacer que el robot se adapte automáticamente a los cambios en el entorno periférico (la luz tenue afecta el reconocimiento de imágenes y los artículos en la cinta transportadora necesitan un tratamiento especial); Cómo juzgar la calidad del ensamblaje de los componentes a través de los sentidos táctil, visual, auditivo y otros, etc.

A los estadounidenses les está yendo relativamente bien en esta área (por supuesto, también están evitando la realidad y derrotando a la realidad, ya que la tecnología y el mercado del hardware de robots industriales tradicionales han sido dominados básicamente por empresas japonesas y europeas), ROSIndustrial, RethinkRobotics y otros están haciendo intentos principales.

7. Escasez de talento

Los robots industriales están en línea con el desarrollo de los tiempos y tienen amplias perspectivas en la industria. Sin embargo, el desequilibrio entre la oferta y la demanda de talento en este campo es cada vez más evidente. Por un lado, los fabricantes de robots, los integradores de sistemas y la industria de fabricación de automóviles están ávidos de talento y, por otro lado, hay escasez de oferta de talento, lo que dificulta satisfacer las necesidades de empleo de las empresas.

La razón principal de esto es que, en comparación con la tendencia de desarrollo explosiva que ha mostrado la industria de los robots domésticos en los últimos años, el diseño curricular de las instituciones de formación, como las universidades y las escuelas de formación profesional, sigue rezagado. Si bien algunos fabricantes de robots brindan capacitación relevante, existen deficiencias como una orientación de marca sólida, esfuerzos de promoción insuficientes, instalaciones de apoyo insuficientes y redes de capacitación limitadas, lo que dificulta lograr un proceso de enseñanza sistemático. Todavía no está en línea con las necesidades de académicos de todo el país, lo que resultó en muchos aspirantes a unirse a la industria de la robótica sin acceso a la educación.