日本機器人(17.870, -0.04, -0.22%)產業新趨勢

　　日本是全球最大的機器人生產國之一，工業機器人訂單額年年攀升，行業新趨勢值得關注。

　　隨著工業4.0時代的來臨，世界各國制造業企業對機器人的需求越來越大，要求也越來越高。日本是機器人傳統強國，是全球最大的機器人生產國之一，擁有全球領先的機器人開發技術，世界四大機器人生產企業日本占有兩席。

　　日本經濟崛起期間，發那科、川崎重工、索尼和安川電氣等公司在機器人開發方面走在了前列。將自動化和機器人技術融入工業生產，也一直是日本戰后經濟成功不可或缺的一部分。

　　來自日本機器人工業協會的最新數據顯示，2018年日本工業機器人全年訂單額首次突破1萬億日元（約合603億元人民幣）大關。該協會會長、川崎重工董事橋本康彥預計，2019年日本工業機器人訂單額將比上年增長4%，達到1.05萬億日元（約合633.5億元人民幣）。

　　面對新的市場變化與機遇，發那科、安川電器、三菱電機等日本知名機器人廠商紛紛推出新產品和解決方案。人機協作機器人、人工智能機器人、智能工廠集成式解決方案成為各大廠商的研發推廣重點，行業新趨勢值得關注。

　　人機協作機器人縮小與自動生產線差距

　　人機協作機器人，就是能夠和工人一起并肩工作而無需安全隔離的機器人產品。

　　在這種工況之下，機器人并不取代人，而是作為人的輔助工具，幫助工人完成相對勞累枯燥的工作。引進人機協作機器人有望縮小手動裝配生產線與自動生產線之間的差距。

　　發那科推出的人機協作機器人CR-7iA和CR-35iA主要用于機床上下料、汽車裝配、電子產品裝配等應用場景。前者的最大負荷為7kg，后者的最大負荷為35kg。發那科常務理事、機器人事業部部長助理鳥居信利說，這兩款機器人都可以與人共享某個區域進行作業，相互協調進行相對較重零件的搬運和裝配。機器人在觸碰到人之后會立刻自動停止作業，同時其綠色的柔軟罩殼也可以起到緩沖作用，保證人員不受傷害。

　　三菱電機則在小型機器人方面產品較多，推出了專門針對食品行業的人機協作機器人。這款機器人可以和人類一起并肩工作，完成便當擺盤、面包裝箱等枯燥工作。

　　三菱電機機器人事業部機器人研發中心主任荒井高志表示，食品機器人的技術難點在于其機械手的力量控制，力量太大會把食品捏壞，力量太小又抓不起來食品。一般后廚空間狹小，人機共同工作，機器要絕對安全。使用人機協作機器人實現自動化，對從事食品加工的中小企業而言是一個理想的創新方式。

　　人工智能賦予機器人自我學習能力

　　近年來，機器人廠商在人工智能上的研發投入明顯加大，許多公司通過并購人工智能企業來加強自己在這一領域的實力。人工智能賦予了機器人自我學習能力，大幅提升了生產效率，也可以讓機械手臂運作得更加平穩、高速、精準。

　　傳感器的應用是關鍵一環。如三菱電機推出的帶有smart plus模塊的人工智能機器人，根據需求不同，裝備有力量傳感器、3D視覺傳感器、動作干涉回避傳感器、協調減速傳感器、觸覺傳感器等傳感器。機器人通過各種傳感器來感知周圍工作環境，自主識別物品種類，并將物品擺放或者安裝到需要的位置。

　　荒井高志說，通過搭載人工智能技術，機器人擁有深度學習能力，在不需要人力介入的情況下，機器人就可以根據當時狀況自主調整工作模式，大幅提高機器人的工作效率。經過測算，搭載人工智能模塊的機器人最多可以縮短65%的工作時間。

　　發那科推出的多款機器人也裝備了人工智能模塊。鳥居信利認為，抑制震動和精準制動是機器人精準控制的兩大難題。人工智能賦予機器人自我學習能力，通過抑制震動的學習控制技術，可以實現平穩高速運轉，動作也能夠比以往更加精準，提高了工作效率。

　　人工智能還賦予了機器人視覺追蹤功能，機器人通過視覺傳感器檢測出傳送帶上的工件位置后，機器人追隨工件移動進行拾取。通過自我學習，多臺機器人還可以通過網絡連接分擔拾取作業。

　　智能工廠成為技術革新關鍵

　　如今，日本各大機器人廠商已經不滿足于銷售單臺設備，以智能工廠為載體銷售系統化解決方案和成套設備已成為未來趨勢。從各廠商各自推出的智能工廠解決方案，已經可以看到工業4.0時代未來工廠、無人工廠的雛形。

　　發那科提出了“零停機”工廠解決方案。工廠的每一臺機器人通過物聯網連接起來，每臺機器人的信息和數據都可上傳至云端。可以通過移動終端檢測機器人機械結構、工作狀態、保養狀態等信息，提前發現隱患，在設備發生故障之前就可對其進行維修。

　　鳥居信利說：“以往都是在發生故障之后調查原因，這種方法可能會造成整條生產線癱瘓，甚至整個工廠停工。現在運用新的技術可以提前發現問題并解決問題，避免了工廠因設備故障而停工。運用物聯網技術提升生產線效率和穩定性是未來的大方向。”

　　安川電機則推出了i3-Mechatronics智能工廠解決方案，將伺服電機、控制器、 變頻器、機器人等產品集成起來，為客戶提供完整的工廠自動化解決方案。

　　據安川電器機器人事業部事業企劃部部長富田也寸史介紹，借助這一解決方案，智能工廠的生產過程、機械狀況、機器人的狀態等工廠生產所有的數據都被記錄并顯示在顯示屏上。通過這些數據，可以全面把握生產狀況和運轉狀況。他強調，智能工廠將會成為之后技術革新的關鍵。

　　三菱電機推出的智能工廠方案 “e-F@ctory”強調“人、機器和IT協同”。該智能工廠運用傳感器和網絡，可以搜集、分析、診斷工廠的所有數據，這些數據又為機器人的生產提供支撐，通過對數據的分析研判，機器人可以自主調整生產節奏。通過充分利用IT技術，對從顧客訂貨到出廠的各個環節有效管理，智能工廠可以應對數量、品種、交貨期等指標的變更，靈活調整生產節奏，實現整體效率最大化。

　　社會現實催生多種服務型機器人

　　除工業機器人外，日本各大廠商還推出了看護、農業、教育、陪伴、醫療等多種服務型機器人。日本經濟產業省、農林水產省等政府部門還與各大廠商密切配合，共同研發護理用機器人和農業機器人等產品。

　　在服務機器人中，豐田公司推出的第三代人形機器人T-HR3人氣頗高。T-HR3身高1.54米，體重75公斤，跟普通成年人類似，它全身有29個扭矩伺服模塊能夠在多個軸上移動，從而可以執行復雜的動作。

　　該型機器人的操縱非常特別，操作員的椅子和手套上有多種運動和力學傳感器，這些傳感器可以精確感知操作員的動作，并將動作指令傳遞給機器人，機器人可以做出和操作人員完全一致的動作。操作人員通過VR眼鏡來獲得機器人的視野，這讓遠距離操作人形機器人精準完成各種動作成為可能。

　　豐田公司機器人事業部海老原康弘介紹說，T-HR3可以在家用看護、醫療救援、建筑工地、防災減災甚至太空探索等領域發揮作用。該型機器人發展的最終目標是創造一個友好的機器人助手，能為人們在各種環境中提供幫助，特別是在人類難以到達的危險場合發揮作用。

　　日本面臨嚴重的老齡化、少子化問題，特別是養老行業面臨人手不足的窘境。這催生了門類齊全、技術先進的護理服務機器人行業。

　　護理機器人分類十分細致，幫助老人上下床的機器人就分為穿戴式和非穿戴式兩種。穿戴式機器人是機械外骨骼式設計，工作人員穿上它之后可以更加省力地幫助老人上下床。非穿戴式機器人則可以自行動作，不需要人力介入便可幫助老人上下床。

　　除企業大力開發機器人外，大學等研究機構也紛紛傾力研發護理機器人，如早稻田大學、東京理科大學等。

　　早稻田大學人類科學研究院健康福祉研究室可部明克教授認為，研發前首先要明確為哪一類行動困難的人群研發，要達到什么樣的效果，而不是先研發一個機器人然后去驗證能夠為哪些人群服務。與其他類型機器人強調的性能不同，護理機器人首先要保證機器的絕對安全然后才能投入生產。

　　為推動產業發展，日本政府在2013年提出了“護理機器人發展五年計劃”。經濟產業省和厚生勞動省合作確定了研發的重點領域，將住家護理和幫助沒有行動能力的老人護理機器人作為研發重點。經濟產業省為護理場所使用機器人制定了安全標準，為企業、研究機構和個人的護理機器人開發提供補貼，幫助護理機器人實現批量生產，并開展大規模的護理機器人效果驗證。