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【深度】99%的人都錯了!不是買了機器人就等于實現自動化

時間:2019-05-31 來源:機器人在線 閱讀:3175 原創


“熄燈”的生產理念正成為現代制造業日益普遍的特征。更便宜,更強大,更靈活的自動化技術正在加速全自動化生產設施的發展。


很多企業負責人想知道這種自動化是否適合他們。企業家會問:“我應該投資自動化嗎?”或是“我應該投資機器人嗎?”“機器人和工業自動化是一樣的嗎?”“做一個智能化產線成本是多少?”等等諸多問題。



歸根究底許多公司面臨的主要挑戰其實是如何最“好”地利用和選擇市場現有的自動化設備進行業務的效果提升。


今天我們就工業自動化為切入點,來扒一扒工業自動化的誤區,探討下其定義、構成、成本及企業如何正確去對待工業自動化。


定義 | 工業自動化和機器人是一回事?


很多有自動化需求的企業用戶們普遍存在一個誤區,認為有了機器人就等于實現自動化了,這就造成許多企業雖然購入了機器人,但是根本就“不用”,這樣的案例屢見不鮮。


因此我們需要先重新定義下,分清楚企業用戶們到底要的是什么?


工業自動化:是目前許多行業的熱門話題。當我們談論“自動化和機器人”時,我們通常指的就是工業自動化。


工業自動化主要是控制物理過程。它包括使用物理機器和控制系統來實現自動化工業過程中的任務。一個完全自動化的工廠就是一個典型例子。在整個過程中機器人只是一種機器。



機器人:機器人是一門工程,它集成了多種學科來設計、建造、編程和使用。


構成 |?工業自動化實際構成有哪些?


在這點上我們無法事無巨細的去一個個羅列出,先將幾個主要構成點進行解讀。


一般來說,機器人升級產線項目基本由機器人本體、系統集成、應用設備、技術培訓/運營/維護等構成。


工業自動化成本 |?未來機器人價格將持續降低


自動化生產中,最主要的應該就是工業機器人了。在整個制造環境中,需要填補越來越多的低技能職位和任務,因此行業趨勢正推動機器人集成和機器人解決方案的加速產生,其中企業最關心的關鍵之一是機器人本體和它的價格。


在當今的工業自動化市場上,工業自動化的成本正下降,尤其涉及到工業機器人。根據ARK的研究,到2025年,工業機器人的成本將下降約50-60%,遠低于市場上大多數分析師現在預期的水平。


ARK預計,到2025年,工業機器人的成本將低于每臺11,000美元,遠低于波士頓咨詢集團(BCG)預期的約24,000美元。



機器人的歷史價格軌跡隨著潛在的材料成本降低,制造業不斷的發展和更新,價格逐年降低。


數據來源:Statista (僅供參考)


Statista統計數據預估了2009年至2018年工業機器人的平均售價。2018年工業機器人的預計平均價格為45,000美元。


工業機器人四大家族


我們可以從中發現整個工業機器人售價趨勢線。這幾年售價的降低原因還是在于其成本構成的降低及行業發展的成熟化。


在未來,機器人成本構成或許還會有所突破。例如現在的3D打印技術,它可以顯著降低材料的使用和本體重量,最高可節省原成本75%,同時不會影響其本身性能。


同時,行業內相關機器人公司的公開歷史數據顯示,雖然機器人本體價格在過去十年中下跌了約50%,但行業的毛利率相對穩定。在接下來的幾年里,這種結構將不太可能發生重大變化。



機器人本體有各種形狀和大小,以版本分為焊接、碼垛、SCARA、Delta等;以軸數分為四軸、五軸、六軸或更多軸,以有效載荷范圍則幾克到幾噸都有。


工業機器人品牌(部分)


為了了解機器人的價格區間參考,我們將把重點放在一般的通用機器人上。


數據來源:engineering (僅供參考)


舉例一個六軸機械臂,有效載荷相對較小,工作域范圍約1米左右。這些類型機器人本身已經占據了一塊大的應用市場。關于品牌,把重點放在北美最大和最受歡迎的供應商品牌上,不包含中國市場。


此圖表粗略的表明了現今機器人的價格區間:約25,000-35,000美元。這只是價格區間,具體精準報價需要詢問當地本體商。


其中值得關注的是協作機器人,清單上最具代表性的協作機器人之一是優傲機器人UR10。在未來的工業應用領域中,這將是一個日益增長的市場。


工業機器人品牌(部分)


協作機器人從根本上改變了在工廠的設施中對防護、培訓、工具和位置布局的各種客觀要求。特別是在一些中小企業,購買協作機器人從長遠來看是“省錢”的,因為增加的靈活性、安全性和可多變性能幫助企業更快更高效的實現產能調整。


機器人集成成本 |?本體成本的4倍!


撇開機器人本體的成本不談,一個機器人和一個能應用在產線上的機器人之間還是有很大差距的,這個差距就在集成上。


簡單來說我們在網上搜索一個價值25000美元的機器人,它不過是你踏入自動化行業的門票而已。因為裸機基本沒有夾具,沒有定制方案,且不安全。


大部分的企業用戶正在尋找一個完整的解決方案,包含集成,配有應用設備,最好是上線就能進行生產。機器人自動化(集成)成本的高低顯然是依賴于其具體生產環境和應用方向的實現難度,行業的經驗法則大約集成成本是機器人價格本身的4-6倍。


應用設備成本 |?末端執行工具


同時不能忽略的還有應用設備,其中較為常見的應用設備之一是末端執行器,又稱為末端操作器、末端操作手,有時也被稱為手部、手爪、機械手等。


數據來源:機器人在線


在機器人技術領域內,末端執行器機構位于機器人手臂的末端,負責與外界環境進行動作交流。不同的種類由機器人的不同作業性質決定。一般非標定制的工裝解決方案通常需要設計和制造,這會增加時間和成本。


應用設備品牌(部分)


以夾具為例,小到幾萬一個的普通夾具,大到幾十萬一個多功能夾持器,諸如Schunk這樣的公司生產的抓手。他們的價格區間因其定制化這個特殊原因,無法給出統一標準。


根據不同應用,可能在集成中還需要傳感器和附件來使機器人能夠執行特殊任務。對于這種較復雜的設備,企業用戶預計將花費更多的時間和成本。



舉例:以上設備包括機器人的機動第七軸,有一個機動傳送帶系統來定位托盤。如果機器人使用視覺,集成的成本將增加數千美元,其中不僅有硬件,而且還有復雜的視覺軟件控制系統。


目前,在機器人傳感器的使用上,企業們基本都在成本和性能之間做平衡選擇。


低成本傳感器與高端傳感器相比,需要用戶解決高難度的編程操作和繁雜的數據處理。 例如,一些3D視覺軟件使用價格較低廉的Microsoft Kinect傳感器,但需要用戶執行大部分的設置和校準。有些機器視覺如佳能RV1100,則相對要昂貴得多,但可以比較CAD模型與圖像數據,且不涉及復雜的設置。選擇哪種設備取決于終端客戶的項目預算和需求。


其他 |?機器人安全及額外支出


機器人安全可分為2部分,其中因協作機器人被設計成具有內置的力傳感器,在接觸到附近工作的人員時,機器人會立即停止工作以保護員工的人身安全。因此,Cotbot必須遵守ISO/TS15066,ISO/TS15066規定的安全性要求。


非協同工業機器人安全標準ARE由ISO10218-1給出標準,對工業機器人的安全設計、保護措施提出相關要求。


圖片來源:網絡整理


為了符合安全要求,大多數工業機器人必須用柵欄、隔離帶、甚至是需要單獨的房間將員工隔開。需要人工進入的機器人工作區域必須安裝有保護功能的安全傳感器及其他安全設備,如ESTOPS。這也是機器人集成項目預算的重要組成部分。


同時機器人的額外費用還將包括:培訓和人員變動調整;改造升級產線的停工時間;基礎設施升級,如安裝工業電氣插座等等。


企業避坑指南 |?“要”還是“不要”


自動化的競爭已經開始,清楚地了解在何時、何地,選擇何種類型的機器人非常重要。尤其是當行業內正在對某一話題進行大量炒作的時候,更要保持頭腦清醒。


對機器人進行投資,做智能自動化解決方案的決策時,要認清“要”和“不要”。理性的思考和權衡,有助于企業用戶獲得較高的投資回報率。


不要為了求新而求新;合適最重要

將機器人當作“求新投資”,只是企業用戶整個成功策略的一部分。當整個自動化設備能成功替代原本重復勞動并提升產能,為企業謀得長期利益后才算的上是一次成功的“求新”。


在工業領域,新穎消費不可能長久,具體的工藝改進才是行業上升的首要推動力。


不要部分自動化;要全盤考慮整個自動化系統

找出現有需解決的問題,明確需求目標。


在管理上也應當將機器人、員工和工廠專機設備視為整個系統的一部分。機器人可能是完成某個重復任務的最好選擇;但在某些突發狀況時,員工可能是更好的選擇!



利用MES系統來滿足大量多變的需求,在同一個柔性生產線上,多個截然不同的機器人和人類無縫銜接,共同工作。


不要只選擇機器人;要選擇能實現你自動化的合作伙伴

選擇一個好的合作伙伴,它將會為你提供一個完整的、具有交互能力的自動化生態系統,而不僅僅是一個機器人產品。



當機器人不能實現交互操作時,它們的價值就會大大受限。想要通過自動化實現投資回報率最大化,需要多部門的協同作業,將現有的運行組織與其它系統集成。這些系統包括來自同一公司或其他供應商的機器人、工廠設備、MES或ERP軟件等。

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