漢諾威觀察,工業 4.0 的發展現狀和未來(二)

漢諾威觀察,工業 4.0 的發展現狀和未來(二)

編者按:本文來自於微信公眾號“ 雲啟資本”(ID:yunqipartners),原作者雲啟資本投資副總裁 鄭瑞庭([email protected]),動點科技經授權發佈。

開門見山,先給出我們的結論:

雲啟深入到此次漢諾威工業展盛典的最前沿現場,觀察到工業 4.0 的幾項未來趨勢和值得密切關注產業動向:

1)機械臂已由重工業進入至其它產業,機械臂的使用已不是工廠自動化的障礙,而是更加智能化,來滿足行業用途,人工智能包含深度學習和進化學習結合多傳感器機械臂會是下一代機械臂發展主流;

2)關鍵零組件技術仍是企業核心競爭力,目前減速機和高精淮電機仍以進口為主,高性價比之核心零件仍有大量市場需求;

3)OPC-UA 已成工業設備跨平臺通訊標淮,設備 IOT 成本大幅下降可期,可預見性維護系統的方案會被工廠大幅採用以降低生產風險成本,另目前雖大量數據被採集,但數據分析的實際作用尚未顯現,如何在一高效的分析系統下提供行業可行的決策判斷亦被行業所需要;

4)AR 行業應用已深入到產品開發/生產的多個環節,AR 硬件的成本下降和如何打造一行業應用場景是行業 AR 普及的關鍵。

銜接前文,我們由最重要的第三部分量產執行來繼續給大家提供最新工業 4.0 現況:

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價值鏈-廠商分佈圖

03 量產執行

工業 4.0 的一項重點也就是工廠自動化,也就是漢諾威展 Hall 17 的重頭戲- 工業機器人/機器臂,傳統四大家族 (ABB, Kuka, Fanuc, Yaskwa) 不約而同都集中在其擅長汽車自動生產領域作了展示, 其中 Fanuc 展示了一系列小至 5kg 荷重到 1700kg 荷重之機械臂。

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Fanuc 之 1700N 重工機械臂現場展示

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Abb 雙臂機械人 Yumi 現場展示

會場上最受吸引眾人眼球的則是 Omron 的深度學習機器人- “Forpheus”,這次的 Forpheus 是搭載了人工智能升級版之後的第三代機器人,包含兩個視覺傳感器和一個移動傳感器。視覺傳感器用來判斷機器人和人對打時乒乓球的運動軌跡,而移動傳感器則利用熱成像圖形判斷人的位置移動。另一個視學傳感器則能在千分之一秒內判斷球速。另 Forpheus 之深度學習演算可配合對手程度作逐步學習,並提昇回球的難度來進行一能力評分。

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Omron 的桌球教練機器人- 深度學習機械臂 (Forpheus)

另在汽車重工領域外,日系的 Epson,Denso 和 Yamaha 也展現其在 3C 自動化領域的實力,其中 Epson 作為 Apple 手機組裝之指定機械臂展現了低負重下之高精淮運動軌跡控制,另一項會場的亮點為 Denso 之進化學習機器臂,利用傳統日式槌球遊戲來表現(將小球拋起,並將木槌上之插銷,插入小球內的圓洞),Denso 利用視覺傳感器和 Motion 傳感器,不斷進行運動軌跡和出力修正,在運行一段時間後, 成功率已接近 98%。

人機協同亦為會場的一重點,德國 Bosh 的工廠自動化概念為柔性生產+人機協同, 由機器臂進行簡單且單調的組裝動作,協同作業員進行復雜組裝動作(如需要手感之硅膠安裝),以此呈現出工廠自動化/成本效益最大化。

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Bosh 現場展示人機協作

人機協作中最敏感即為人機碰撞的危險性,各家也都採用了不同的解決方案,目前集中在下列商業化作法 a)Bosh 的靜電感測器皮膚 b) Sick 和 Pilz 的 Lidar 感測 c) Camer 圖像感測;目前各家的方案都有一定缺陷且成本高昂(例如: Bosh 靜電皮膚方案不適合在金屬加工領域);這也是未來有機會的地方。

Festo 氣動元件大廠,展出類似章魚手足之仿生機械臂,利用 Motion control 來進行機械臂之運動控制,以空壓驅動機器臂中之特殊泡綿材料,可進行 3kg 荷重之操作。

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Festo 現場展示軟足機械臂- 現場輔以動作控制器作軟足機器臂控制

意大利 Comau 則展出模塊化機器臂,搭配開源軟件和自主減速機關節,提供開發者更為靈活且個性化之機器臂設計。Mech Mind 來自中國清華大學海歸團隊,提供了機器臂傳感器/演算法/ 編程軟件的解決方案,通過視覺技術來定位擺放毫無規律的物體,讓機械臂實現複雜分揀動作,其路徑規劃和碰撞避免技術能讓傳統機械臂獲得智能化的升級。

關鍵零件上,機器臂的核心零組件-減速機,日本 Nabtesco 帝人精機缺席,Harmonic Drive 則採客戶洽談制,現場的產品展示已不是重點,而是直接與現場客戶洽談業務,一亮點為微型電機領導廠商- 瑞士 Maxeon 展示出多款高精度電機: a) 高嚴酷環境電機 b) 高精準扭距控制電機 c) 薄型電機。

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Maxon 高嚴酷環境微型電機 – 環境容忍度為攝示-50 度~200 度

另自動化之傳輸設備上,高精密線性滑軌和運動控制可看到其工藝不斷提升,臺灣上銀展出之線性滑軌可達 20m/s2 之加速度。

漢諾威工業展會的內容,正在由於跨界、融合而變得多姿多彩起來,可以說此次展會我們不虛此行,我們看到工業正在發生全新的變化!

本文 漢諾威觀察,工業 4.0 的發展現狀和未來(二)來自動點科技.

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