國產(chǎn)機器人的差距

廣州粵研鐘彥華

算法不精,，核心技術(shù)未掌握,，國產(chǎn)工業(yè)機器人與國外差距大2018-05-26 10:00機器人/工業(yè)機器人/技術(shù)

寫在前面

還記得3年前咱們分過三臺機器人在托盤上繞易拉罐的視頻嗎,，展示的是多軸聯(lián)動控制技術(shù),，這么精準的高速運動控制不是一般的牛,�,！斑@可是ABB公司2009年的技術(shù),，我們現(xiàn)在也無法做到”,，資深機器人從業(yè)者馬龍感慨地說。

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想要完成如此復雜的動作，核心控制器必須足夠聰明,。但由于沒有掌握核心算法,，國產(chǎn)工業(yè)機器人“大腦”還不夠聰明，穩(wěn)定性,、故障率,、易用性等關(guān)鍵指標遠不如發(fā)那科、ABB,、安川,、庫卡“四大家族”的工業(yè)機器人。

2017年中國的工業(yè)機器人購買量是每月9000多臺（超過美國和歐盟的總購買量）,，比2016年多3000多臺,，預計到2019年將猛增140％，但高端機器人仍然依賴于進口,。核心算法的差距,，是國產(chǎn)工業(yè)機器人向高端制造邁進的攔路虎。

平安證券的報告顯示,，控制系統(tǒng)是一家工業(yè)機器人廠商設(shè)計理念的集中體現(xiàn),，成熟的機器人廠商一般自行開發(fā)控制器和伺服系統(tǒng)，進而保證機器人的穩(wěn)定性和技術(shù)體系,。因此全球控制系統(tǒng)的市場份額與工業(yè)機器人本體情況接近,。

算法欠賬多 國產(chǎn)“大腦”愛出錯

衡量機器人優(yōu)劣有兩個重要標準：穩(wěn)定性和精確性。核心控制器是影響穩(wěn)定性的關(guān)鍵部件,，是工業(yè)機器人的“大腦”,。而軟件相當于語言，把“大腦”的想法傳遞出去,。

要講好這門“語言”,，需要底層核心算法�,！八拇蠹易濉笨梢猿鍪鬯欧�系統(tǒng),、減速器、編碼器等關(guān)鍵部件,，但對核心算法一直秘而不宣,，絕不外泄。

某國內(nèi)機器人企業(yè)技術(shù)總監(jiān)說：核心算法差距過大,，導致國產(chǎn)機器人穩(wěn)定性不佳，故障率居高不下,�,！皡���(shù)自整定,，抑震算法，轉(zhuǎn)矩波動補償……差距還很大,�,！�

“工廠里一百多臺‘四大家族’設(shè)備，一年也出不了幾次故障,；如果用國產(chǎn)機器人,，故障率可能是人家?guī)妆丁,！鄙蜿柵�靂科技有限公司技術(shù)合伙人,、資深機器人軟件工程師周超說。

因此,，部分客戶寧愿買二手進口機器人,，繳納一筆不菲的“重新開機費”，也不愿意使用國產(chǎn)機器人,。

“好的算法,，幾千行就能讓機器人穩(wěn)定運行不出故障；差的算法,，幾萬行也達不到人家的水準,，”周超介紹，這種差距打個比方：咱們是剛從駕校領(lǐng)到駕證的新手,，而人家是一個具有多年經(jīng)驗的賽車手,。

不掌握核心算法，生產(chǎn)精度需求不高的產(chǎn)品還勉強可以應用,，但倘若應用到航天航空,、軍工、汽車制造等高端領(lǐng)域,，就只能依賴進口工業(yè)機器人了,。

軟件卡脖子 定價權(quán)拱手讓人

算法的差距不只體現(xiàn)在核心控制器上，更拖慢了伺服系統(tǒng)響應的速度,。

機器人每完成一個動作,，需要核心控制器、伺服驅(qū)動器和伺服電機協(xié)同作戰(zhàn),。打個比方,，就像一場“戰(zhàn)爭”，“將軍”下令進攻,；“傳令兵”傳遞進攻信號,；得令的“士兵”向指定位置沖鋒。

現(xiàn)在“四大家族”的產(chǎn)品已經(jīng)進化到“將軍”通過4G信號直接指揮“士兵”,；而國產(chǎn)機器人尚停留在傳令兵時代,，速度當然就慢了許多,。

“如果不掌握核心算法，這一差距很難被縮小,�,！瘪R龍說。據(jù)他介紹,，對于單臺伺服系統(tǒng),，國產(chǎn)機器人動態(tài)與靜態(tài)精度都很高，但高端機器人一般同時有6臺以上伺服系統(tǒng),，用傳統(tǒng)的控制方法難以取得好的控制效果,。

多臺伺服系統(tǒng)需要“大腦”提前進行計算。通過底層算法,，國外核心控制器可以通過伺服系統(tǒng)的電流環(huán)直接操作電機,，實現(xiàn)高動態(tài)多軸非線性條件下的精密控制，因此“四大家族”的機器人響應速度更快,、定位更準確,。

由于算法、軟件的差距,，最終產(chǎn)品的售價也天差地別,。以伺服系統(tǒng)為例，即使核心元器件幾乎完全一樣,，成本其實相差無幾,，但國外的產(chǎn)品售價貴10倍。

“這是因為國產(chǎn)伺服系統(tǒng)基本都使用自帶軟件庫,，國外企業(yè)限制很多高級功能,，不向我們開放，比如位置環(huán)的S曲線功能,，你想要這個功能,，就得掏錢買人家的產(chǎn)品，定價權(quán)就這樣讓出去了,�,！瘪R龍說。

最后不得不提一下減速器,，在全球減速器市場上,，日系壟斷了85%的份額。

納博特斯克 RV-110E 減速機

精密減速器制造,，投資大,，技術(shù)難度高，有很高的壁壘。也正因此,，全球工業(yè)機器人減速器的市場高度集中,，其中日本納博特斯克在RV減速器領(lǐng)域處壟斷地位，日本哈默納科則在諧波減速器領(lǐng)域處壟斷地位,，兩家合計占全球市場的75%左右，另外一家日本廠商住友則占據(jù)了10%,。由于其極高的技術(shù)壁壘,，工業(yè)機器人本體制造環(huán)節(jié)對減速器環(huán)節(jié)議價能力很弱。

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魍者歸來

行業(yè)報告顯示，中國最頂尖的數(shù)學和計算機人才都在外國任職,，所以這樣的情況并不奇怪,。機器人除了硬件精度之外，最核心的就是算法（數(shù)學+邏輯學+計算機技術(shù)）

廣州粵研鐘彥華

魍者歸來 發(fā)表于 2018-11-20 11:26
行業(yè)報告顯示,，中國最頂尖的數(shù)學和計算機人才都在外國任職,，所以這樣的情況并不奇怪。機器人除了硬件精度之 ...

- M* o& z( g2 L9 d看機器人的發(fā)展歷史,，才知道機器人在我還未出生的時候就有了,，但我大學畢業(yè)還不知道真的有機器人，還以為卓別林機器人的電影是在搞笑

wu__xy

唉  我見過的接觸到的大部分是日系,，國產(chǎn)的還沒見過呢

遠祥

確實如此,，國產(chǎn)機器人只敢應用于輕載的工況。