機床不好去搞工業機器人,如美的收購KUKA工業機器人,結果如何?

機床非常難,可以說難於上青天。對這個事情有疑問的人,應該看仔細看歷史上著名的”東芝事件“的來龍去脈。

蘇聯老大哥可以衛星上天,核彈遍地,海陸空都有一套拿得出手的軍武跟美國全面對抗。但就是自己搞不定五軸聯動加工機床。這難道只是一點錢的事情嗎?難道是決心的事情嗎?要知道這個機床後面關係的可是核潛艇和潛射核導彈對敵方威懾力量的問題,這是夠改變世界命運的重大戰略問題。

你告訴我是因為錢不夠,決心不夠,蘇聯人覺得這玩意不經濟不划算?別逗了好麼?

二,機床為什麼那麼難?

因為製造尖端機床所需要的技術是一整套的配套的工業體系,而不是單純的一兩個零部件和技術。

首先從機床的要求說起,機床最關鍵的核心參數是加工精度。精度這個東西,說它的時候只是上下嘴皮一碰,但是真的要幹起來實現,那就是嘔心瀝血,難如登天。

實現精度就是控制誤差,機床加工所能產生的誤差部分有下面這一張圖裡面所示的。

機床不好去搞工業機器人,如美的收購KUKA工業機器人,結果如何?

要製造一個1μ精度的機床,就意味著把這些誤差全部都要控制到1μ以下。這意味著:

你在設備上的所有的零部件的加工精度、裝配精度必須是受控的。

在這個設備的工作過程中,所產生的控制誤差,力形變,熱形變,損耗形變等等誤差是受控的。

這……說起來簡單,做起來可就難了。

我從刀具來舉個例子。大家從直覺上也知道,刀具在進行切削的時候,每切削加工一個產品都會產生一定的損耗。

你想:ok啊,那麼就按照每加工一個原件,就精度補償0.00幾μ不就行了麼——問題來了,你發現咱們國內根本沒辦法生產這樣高質量穩定的刀具,這些刀具不是莫名其妙的損耗速度快,就是損耗速度慢,或者忽快忽慢,因為刀材質不均勻,加工參數同一性不可靠。。。

ok,刀具我也自己幹。結果你發現,咱們國家根本沒有一個冶煉廠能生產這種刀具用的特製高速合金。所以首先要去生產,先建一個特種鋼冶煉廠謝謝。。。順便說一句,刀具可並不是只有合金的,還有陶瓷的,金剛石的,甚至還有一種叫做氮化硼的材料的。光有合金你能不能製造不說,它的材料特性你都掌握嗎?

除此之外,這種刀具所需要的圖層處理工藝,我們稱之為CVD,PVD,也就是化學塗層法,物理塗層法。有些特別的工藝還沒有掌握呢……

這只是一個刀具,我們還沒有開始講電主軸,絲桿,軸承呢……

簡而言之,這個問題模式,大概類似於:

你要去解決A問題,發現這個A問題實際上要求你同時解決BCDEF……問題,而其中的B又需要你去解決,b1,b2,b3,b4乃至b100。C問題需要你解決c1,c2,……不知道到C幾。而且有時候c2問題還可能進一步裂變成X1,X2問題……

而且更坑爹的是,比如說你為了解決C1問題,採用某工藝路線,那麼這問題固然是解決了,c3問題,也就不用討論了,可是又出現了f1f2問題,或者你為了解決K1問題採用的解決方案就作廢了,要重新解決。

一臺機床的背後,是控制技術、電子電路乃至半導體技術,機械加工、冶金、化工……技術的集大成。這就是我說的,這是一整套工業體系。

三,機器人比機床難嗎?

機器人和機床原理上是相似的,它們都是通過控制系統,對伺服電機系統進行閉環伺服控制,對給定的運動要求進行逆解,然後進行電機驅動控制。

但,這就是說明他們要求難度相當嗎?別逗了,火箭上天跟二踢腳的原理還是完全一樣的燃燒爆炸+牛頓第二定律呢,讓湖南煙花爆竹廠發射一個長征火箭看看?

如果深刻的理解我上面解答的兩個問題,就很容理解了,儘管原理相似,但實際上工業機器人難度要比機床所面臨難度低得多,因為工業機器人的特性和用途是通用性替代人力。他並不追求極端高精度。而要求的是靈活性,工作範圍,功能多樣性。工業機器人當然也有相當高的技術含量,但是和尖端機床相比它的技術難度就低多了——敏感性也低多了,要不然,德國壓根就不會同意把庫卡賣給你。

所以,機床搞不好,跟機器人搞不搞的好,沒有必然聯繫。機床行業正在攻堅當中,工業機器人上先走一步沒什麼問題。

四,美的收購庫卡是好事嗎?

是好事,工業機器人是中國有望能夠掌握和自主的技術,儘管這個難度比機床低,從未來市場的角度上來講,這是一個極其具有價值的市場。勞動力替代在目前中美力量較量中,也是一個關鍵的戰略點。美的做出這麼好的一步棋,我一直為之感到高興。

後面的話:我是工業機器人的從業者,相信工業機器人是將來極其具有前景的行業。另外一面,作為一個從實業裡面走出來的產業投資人,以我對工業的理解和認知,仍然認為機床是工業的母機,是工業技術的制高點。對於瀋陽機床i5數控系統,對於關錫友及其同伴在中國高端機床領域所作出的努力、遭受的挫敗,我感到極度扼腕痛惜,希望從業者們不怕困難砥礪前行,繼續去向高端機床領域發起持久不懈的衝擊和挑戰。

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關於東芝事件的影響:

機床不好去搞工業機器人,如美的收購KUKA工業機器人,結果如何?

原文:《東芝康伯格事件:巴統的缺點,以及改進對社會主義陣營經濟封鎖效率的一些建議》

原文270頁,刊載於美利堅大學國際法評論第四卷。是正牌的學術刊物,其中引述了中情局報告,國防部報告,美國媒體和美國國際法學界的評論,一致都認為東芝事件是西方對蘇聯關鍵軍事技術洩密的最嚴重的一次事件,他導致西方在潛基戰略核武器-潛艇技術上丟失了7到10年的領先差距。還要額外花費美國300億美元,15-20年時間才能抵消這次洩密的影響去。

再說一遍,人家是一個270頁,引述中情局報告,國防部報告,美國主流媒體,國際法學界評論的,正正經經的學術刊物上面的評論。

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James Ding

機械工程博士在讀

利益相關:機械博士在讀,主要研究方向是五軸數控機床聯動誤差的解析、檢測、控制和補償。

首先,工業機器人和機床並不是遞進關係。

就目前的科研和尖端產品來說,機床側重於提升線性精度和載荷精度,工業機器人側重擴大工作空間和提升重複精度(結構剛性)。

機床和工業機器人在精度和工作空間範圍上的差異,是其結構類型和用途的不同導致的,在同一水平的製造、設計和裝配條件下,工業機器人的線性精度大概比CNC機床差一個數量級,而工作空間和工作角大概是CNC機床的三倍左右,二者之間的技術難度不存在優劣比較或是遞推關係。

其次,國產的機床不是“搞不好”,而是“不夠好”’。

目前99%的民用領域,使用國產機床完全可以替換日德臺的產品,目前只有高端汽車發動機、航空發動機、極個別的飛行器結構件等方面,國產機床無法勝任,而這幾個領域一般來說不是你輕易能見得到摸得著的,說中國的精密製造領域僅次於美日德臺我認為沒什麼毛病。在擁有第二梯隊的機床水平的情況下,在機床和工業機器人領域同時發力我不認為有什麼不妥。

機床不好去搞工業機器人,如美的收購KUKA工業機器人,結果如何?

周詩勇

知道的越多越害怕

謝邀。先說一下利益關係,工科生畢業於和自動化很接近的專業,但是走上工作崗位後從工程師逐漸轉行做工廠管理,參與過一些自動化設備和軟件的項目前後的評估,接近二十年工業企業的工作經驗。

轉行相當徹底,我已經沒有資質和能力在技術細節上對工業機器人。但是從企業運營的角度,我對於投資自動化這個行業,和使用自動化取代人工這兩個方面有些自己的經驗之談。

首先說技術可行性上,自動化設備取代任何人工作業的技術可行性都是存在的,因為人類在幾十年前登月。那時登月的控制部分估計是使用晶體管甚至電子管技術,傳感器可能也是大量的機械原理的傳感器,但是登月還是成功了。說明當時的科技如果不計成本,可以實現很高程度的自動化——也就是機器人(機器人未必要人形,這個不解釋)。

乾隆皇帝喜歡西方機械,有一個“銅鍍金寫字人鍾“,依靠鐘錶機械,可以寫下“八方向化,九土來王”這八個字。我們可以把這臺機械的控制部分理解為“純機械”的控制系統,它起到了和電子線路控制相同的作用,但是成本卻高出很多。

機床不好去搞工業機器人,如美的收購KUKA工業機器人,結果如何?

機床不好去搞工業機器人,如美的收購KUKA工業機器人,結果如何?

還有一點可以參考前面的華為成功的原因——沒有機械。但是機器人屬於機械成分很高的行業,僅僅依靠中國國內目前的技術,可能控制部分都沒問題,主要是執行部分就是實現不了國外先進同行的精度和壽命。

早期的西方,也曾經發明過純機械的計算器,最早的記載是四百年前,可以做6位數以內加減法運算,並能通過鈴聲輸出答案的"計算鍾"。最遲的直到幾十年前還在生產,據說通用電氣曾經幫助納粹生產一種機械式計算機,可以幫助其提高屠殺猶太人的效率。

即使僅僅使用古老的純機械的原理,自動化設備無論是執行部分,控制部分還是傳感部分,都可以實現,困難之處僅僅是天文數字的成本而已。

以上帶出我想說的三點觀點:

1、 在不追求效率的同時,無限的成本預算可以僅僅使用機械原理就實現自動化設備。

2、 西方早期列強在純機械的設計和製造上已經達到登峰造極,無以復加的地步。

3、至少百年來,自動化設備取代人工是工業界一直在做的事情,只要一個領域的自動化技術成熟和成本允許,就會被實現,這是市場自己一直慢慢在做的事情。

第二點對於我們認清現實尤其重要,西方國家可以說是先研究機械,再研究電氣技術,後面電子技術,比如電子管技術,晶體管技術,半導體技術……可以說是一步一個腳印很紮實的走過來的。而中國的發展是跨越式的,甚至可以說是跳躍式的發展。機械製造領域和電氣技術還沒有吃透,就被世界裹挾進了電子管技術,電子管技術剛起步沒多久,又被帶進了晶體管,存在感不強的晶體管很快過去了,偉大的半導體時代來臨了,集成電路來臨了。

新的領域其實很好,因為新領域對於全世界都很新,老牌競爭對手也沒有什麼太超過你的技術沉澱。這就是為什麼中國可以在電子製造領域產生華為,卻不能在機械製造,化工行業產生華為的原因。

比如內燃機汽車行業,中國政府都不願意太過於在技術上投資,因為他們相信未來必定是電動汽車的天下,投資划不來,倒不如買技術或是使用過期專利。我也理解這種想法的難處,因為不是簡單的內燃機技術的落後,而是從金屬材料、熱處理、到內燃機設計、到鑄造、鍛造、機械加工製造,機械加工設備的製造,生產機械加工設備的設備(母機)的製造,還有各種量具,各種檢測儀器的製造……和解決費馬大定律一樣的困難,不是需要解決一個問題,而是為了解決一個問題而需要解決一堆歷史問題。

機床和內燃機類似,在機械領域西方完了四百年,中國斷斷續續的弄了百來年,這一塊的落後不是我們一兩代人可以解決的。華為,為什麼中國可以產生華為?但華為產品只要有一點兒齒輪,恐怕華為都難以起來(參考複印機打印機照相機這類帶機械和光學的電子產品)。順便一說,中國包括臺灣,除了壟斷企業,在世界五百強上有名的都是電子行業和互聯網行業,說明新行業之內老對手的威脅小。

再說美的投資機器人行業這件事,其實早些年的TCL收購阿爾卡特,聯想收購IBM電腦,前者註定是虧損了沒錯;後者放在今天來看,其實也是收購了一個夕陽行業。西方的市場經濟比我們成熟,所以他們那些投資人和職業經理人的眼光比國內長遠。我沒看錯,最近西方企業比較流行的做法就是走輕資產的線路,向藍海行業或是服務業轉型,出賣今天看來不錯的夕陽行業是經常的套路。要知道,西方企業可以捨得花幾千萬價錢寫的行業調查報告,不是說一定不會出錯,但是決策的準確性遠高於國內同行的決策。我不知道現在來看機器人制造算不算夕陽行業,但是有兩個感性經驗可以提出來:

1、 一個全球行業如果中國人開始做,基本可以說要麼即將是夕陽行業,要麼從藍海快演變為紅海了。

2、 傳感器、電子計算機、攝像頭之類的電子材料的價格已經很便宜了,機器人的成本已經比多年前下降了很多。

機器人,或者說自動化設備製造這一塊可能很快成為夕陽行業,參考一個新聞《谷歌徹底放棄機器人項目:想不到賺錢的路子》。

再舉一個例子:無人機本來是非常高大上的一個設備,一般用在軍事和生產上,所以鋰電池加直流電機這種動力的無人機,人家軍事和生產幾乎不會考慮,都是採取熱機作為動力。外形一般也是空氣動力設計成本很高的固定翼飛機,結果中國的控制電路+軟件+直流電機+鋰電池的消費級無人飛機,直接把這個行業弄得辨識度很低。人們討論無人機的時候,如果不聽詳細的下文,完全不知道是現在是在討論4500萬美金一架的全球鷹還是2000人民幣一架的大疆。

所以這個例子可能導出另一個可能,就是中國涉足機器人領域可能會導致機器人這個概念變得非常的低端,便宜而量大,性能不會太高。

還有一點可以參考前面的華為成功的原因——沒有機械。但是機器人屬於機械成分很高的行業,僅僅依靠中國國內目前的技術,可能控制部分都沒問題,主要是執行部分就是實現不了國外先進同行的精度和壽命。

機床不好去搞工業機器人,如美的收購KUKA工業機器人,結果如何?

最後說說關於中國企業“機器換人”的應用,我也簡單說一下我的利空看法:

1、 凡是能夠自動化的早就已近自動化了,比如食品行業,製藥行業,因為衛生監管的需要早就可以做到黑燈生產,而且相當一部分的自動化並不是依靠最新的自動化技術,而是較為原始的機械原理,繼電器,氣缸之類來完成。流程型生產的行業,比如製糖,化工之類,因為產品大量而單一,技術上容易實現,也是早就實施了自動化。機器人化是一個漫長的替代過程,並不是一陣風就可以做到大面積使用的。(3D打印機曾經也是如此一陣風過去)

2、 前面說的,中國的基礎工業並不出眾,離散型製造的自動化主要還是依賴零件的一致性要高,基礎工業差,產品零件的一致性不高就難以低成本的實現自動化,需要自動化設備有更高級的智能來識別不一樣的零件(本應該一樣)。成本會呈幾何增長。一致性是我看到的很多企業實施自動化的軟肋。

3、 市場對產品的多品種少數量的需求,也是導致自動化設備難以落地的原因之一,比如某款產品的自動化設備,預期3年回本,但這款產品的預期市場壽命只有2年,那就沒得搞。因此很多企業往往挑不出什麼合適搞自動化的產品。

4、 對於中國社會,即使某些企業可以實現自動化,中國全局而言實際上也沒有做到“機器換人”,比如一款自動化設備,計算了三年回本,產品壽命也支持三年以上,假設企業因此花了1000萬,預期節省1500萬。但是這1000萬的自動化設備是不是還是需要購買,這1000萬設備從礦石到成品,如果所有的成本按照《資本論》思想,這1000萬全部都是勞動力的附加價值。其實就是將本來由生產產品的公司支付的人工工資轉移到了生產自動化設備的整個生產鏈去支付了。所以整體來說,即使實現了所謂“機器換人”也沒有換到太多出來。

再說兩個對於“機器換人”利好的看法:

1、 現代企業人員流動比早些年頻繁,即使保本,企業主也願意通過自動化設備,自動化軟件來取代人工,這是多數企業主的看法,明知道人是財富,但是不敢投資人,怕跑。

2、 大趨勢始終是機器換人,這個世界的勞動力提升一直是依靠機器換人,只是這個時間如果足夠漫長就會變得無利可圖——接近社會平均利潤。

來源:知乎 作者:王哲

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