芯耀
128
2008年，世界上第一臺(tái)商用協(xié)作機(jī)器人問(wèn)世。這臺(tái)機(jī)器人不僅能在沒(méi)有護(hù)欄的情況下安全運(yùn)行，并且具備輕便、易編程和成本較低等特點(diǎn)，一經(jīng)發(fā)布便迅速引發(fā)市場(chǎng)關(guān)注。自2010年開(kāi)始，全球協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)開(kāi)始真正起步，以ABB、KUKA、FANUC等為主的傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人巨頭以及眾多創(chuàng)業(yè)型企業(yè)開(kāi)始進(jìn)軍協(xié)作機(jī)器人賽道，行業(yè)呈現(xiàn)出顯著的多元化發(fā)展趨勢(shì)。
2015-2026E中國(guó)協(xié)作機(jī)器人整體市場(chǎng)銷售規(guī)模推移（臺(tái)）
數(shù)據(jù)來(lái)源：MIR DATABANK
隨著下游行業(yè)對(duì)柔性化需求的不斷提升，協(xié)作機(jī)器人賽道熱度持續(xù)上升。據(jù)MIR DATABANK最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年中國(guó)協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)銷量首次突破3萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)28.2%，也是工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域中唯一實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)增長(zhǎng)的機(jī)型，可以說(shuō)2024年中國(guó)協(xié)作機(jī)器人交出了一份“令人驚喜”的成績(jī)單。
01 協(xié)作機(jī)器人，汽車工業(yè)生產(chǎn)“新寵兒”
在協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)日益加劇的背景下，各大廠商競(jìng)相推出新產(chǎn)品，“價(jià)格戰(zhàn)”也隨之打響。然而，要在行業(yè)中占據(jù)制高點(diǎn)，協(xié)作機(jī)器人廠商必須實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定位差異化，加速推動(dòng)批量化場(chǎng)景應(yīng)用的落地。汽車行業(yè)作為高自動(dòng)化水平及高附加值的行業(yè)，很快進(jìn)入?yún)f(xié)作機(jī)器人廠商的視野，成為各廠商重點(diǎn)切入的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。
近年來(lái)，隨著新能源汽車銷量的快速增長(zhǎng)推動(dòng)了汽車產(chǎn)品的迭代升級(jí)，與此同時(shí)，新能源汽車相關(guān)零部件及電子產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模隨之增長(zhǎng)，帶動(dòng)機(jī)器人滲透率進(jìn)一步提高。
協(xié)作機(jī)器人憑借安全性、靈活性、易用性以及出色的人機(jī)交互能力，成為汽車工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的重要補(bǔ)充，尤其在多品種、小批量、換線頻繁的汽車零部件與汽車電子領(lǐng)域，能夠有效滿足企業(yè)對(duì)柔性自動(dòng)化的需求，在這些場(chǎng)景中的應(yīng)用快速提升。
2024年協(xié)作機(jī)器人分行業(yè)出貨量占比
數(shù)據(jù)來(lái)源：MIR DATABANK
據(jù)MIR DATABANK數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年，在其下游行業(yè)應(yīng)用中，汽車零部件、汽車電子分別占據(jù)整體市場(chǎng)的21.5%和12.1%，是協(xié)作機(jī)器人涉及最廣，應(yīng)用最集中的領(lǐng)域。
02 協(xié)作機(jī)器人推動(dòng)汽車工業(yè)向“柔性化+智能化”轉(zhuǎn)型
從全球到中國(guó)，汽車電動(dòng)化已成大勢(shì)所趨，作為制造業(yè)的標(biāo)桿領(lǐng)域，汽車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇、造車新勢(shì)力頻頻涌現(xiàn)，汽車技術(shù)快速迭代升級(jí)。在這一系列變革的推動(dòng)下，汽車產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，但同時(shí)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)一：高柔性化需求與傳統(tǒng)生產(chǎn)剛性的矛盾
隨著新能源汽車的快速崛起，推動(dòng)汽車制造向多車型混線生產(chǎn)轉(zhuǎn)型，同時(shí)，在汽車零部件及汽車電子品類多樣化及需求量快速提升背景下，老舊產(chǎn)線柔性自動(dòng)化改造訴求增多，而傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人因編程復(fù)雜、部署周期長(zhǎng)，難以快速適應(yīng)頻繁切換的生產(chǎn)需求。
挑戰(zhàn)二：復(fù)雜工藝環(huán)節(jié)的效率與精度瓶頸
在汽車制造場(chǎng)景中，雖然傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人在高負(fù)載、高精度任務(wù)中表現(xiàn)出色，但在汽車零部件及汽車電子等需要高靈活性與復(fù)雜交互的任務(wù)中仍有不足。
挑戰(zhàn)三：人機(jī)協(xié)作制約汽車產(chǎn)業(yè)柔性化升級(jí)
在新能源汽車相關(guān)零部件智能化升級(jí)背景下，機(jī)器人導(dǎo)入進(jìn)程進(jìn)一步加快，然而人機(jī)協(xié)作的鴻溝卻始終難以彌合。絕大多數(shù)情況下機(jī)器人與人難以協(xié)同作業(yè)，為了避免機(jī)器人在工作過(guò)程中誤傷工人，在實(shí)際應(yīng)用中傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人通常被固定在防護(hù)欄內(nèi)，人機(jī)協(xié)作始終是一大難題。這種物理隔離的生產(chǎn)模式，已成為制約汽車產(chǎn)業(yè)向柔性化升級(jí)的關(guān)鍵瓶頸。
挑戰(zhàn)四：成本與部署門(mén)檻高
傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的購(gòu)置成本相對(duì)較高，且需要復(fù)雜的系統(tǒng)集成和調(diào)試，這對(duì)中小型汽車零部件、汽車電子制造商來(lái)說(shuō)是一個(gè)較大的負(fù)擔(dān)。
針對(duì)汽車行業(yè)存在的痛點(diǎn)難點(diǎn)，協(xié)作機(jī)器人技術(shù)為這些難題提供了新的思路。
作為行業(yè)內(nèi)第一家在中國(guó)實(shí)現(xiàn)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)全價(jià)值鏈本土化的跨國(guó)機(jī)器人公司，ABB工業(yè)機(jī)器人憑借覆蓋沖壓、白車身、涂裝、總裝全部四大工藝的完整解決方案體系，持續(xù)為中國(guó)汽車工業(yè)賦能。面對(duì)汽車行業(yè)的快速變革與行業(yè)挑戰(zhàn)，ABB通過(guò)拓展人機(jī)協(xié)作的邊界，聚焦協(xié)作機(jī)器人技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，積極探索、加大研發(fā)投入，致力在新能源汽車及零部件等生產(chǎn)場(chǎng)景中最大程度發(fā)揮協(xié)作機(jī)器人的潛力，破解行業(yè)困局。目前，ABB協(xié)作機(jī)器人在汽車行業(yè)的布局已實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)開(kāi)花，在汽車行業(yè)的多個(gè)場(chǎng)景當(dāng)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。
例如：
在動(dòng)力電池實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化應(yīng)用中，某頭部動(dòng)力電池生產(chǎn)廠商，面對(duì)動(dòng)力電池工藝的快速迭代以及固態(tài)電池等新型電池技術(shù)的研發(fā)需求，企業(yè)亟需引入綜合性能較高的機(jī)器人來(lái)支持新型電池化學(xué)材料實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化。但新型電池配方在研發(fā)過(guò)程中，需要將機(jī)器人放置于密閉的手套箱中工作，手套箱中需填充惰性氣體氬氣，對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作平順和散熱要求很高。同時(shí)，研發(fā)過(guò)程中對(duì)機(jī)器人產(chǎn)品穩(wěn)定性要求近乎苛刻，一旦機(jī)器人設(shè)備發(fā)生停機(jī)，前期的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和努力付之東流。而傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人體積大、噪音高，在小空間、有操作人員出入的場(chǎng)景較難部署。
為解決這些難題，企業(yè)與ABB機(jī)器人合作，通過(guò)使用GoFa協(xié)作機(jī)器人，在其新材料的研發(fā)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。GoFa協(xié)作機(jī)器人依靠卓越的運(yùn)動(dòng)控制，保持在惰性氣體中發(fā)熱量可控；同時(shí)，占地空間小、部署靈活、模塊化可拓展、噪音低、IP67防護(hù)等級(jí)等特性，具備人機(jī)協(xié)作的安全性能，完美契合實(shí)驗(yàn)室的嚴(yán)苛要求。與此同時(shí)，機(jī)器人系統(tǒng)提供的設(shè)備信息查詢接口便于與實(shí)驗(yàn)室的信息系統(tǒng)對(duì)接，極大推動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室數(shù)字化進(jìn)程，很好地解決了實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化過(guò)程中設(shè)備部署和樣本的可追溯管理等關(guān)鍵問(wèn)題。
目前，該實(shí)驗(yàn)室已成功應(yīng)用ABB GoFa協(xié)作機(jī)器人操作各種實(shí)驗(yàn)室儀器，實(shí)現(xiàn)了樣品上下料、點(diǎn)擊屏幕、數(shù)據(jù)記錄等多項(xiàng)復(fù)雜操作。GoFa協(xié)作機(jī)器人全程不間斷運(yùn)行記錄流程，顯著降低了技術(shù)人員的工作強(qiáng)度；其豐富的通訊支持也確保了與各類實(shí)驗(yàn)室儀器的無(wú)縫兼容，最終該企業(yè)在無(wú)需進(jìn)行大規(guī)模改造的前提下，快速完成了實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化。
在汽車座椅生產(chǎn)應(yīng)用中，面對(duì)多品種、小批量的產(chǎn)品生產(chǎn)壓力，企業(yè)對(duì)機(jī)器人柔性化提出了更高的要求，希望借助提升自動(dòng)化水平保持產(chǎn)品一致性、實(shí)現(xiàn)流程全檢，并解決因頻繁換線造成的生產(chǎn)效率低下問(wèn)題。該企業(yè)曾嘗試引入其他類型機(jī)器人，但在安全性、力的控制特性、產(chǎn)品自由度以及設(shè)備體積等方面均無(wú)法滿足工藝要求。
最終，該國(guó)際頭部企業(yè)選擇了ABB的 GoFa協(xié)作機(jī)器人成功解決相關(guān)難題。GoFa的每個(gè)關(guān)節(jié)均搭載力控傳感器，能夠在熨燙過(guò)程中穩(wěn)定輸出恒定力，從而有效提升熨燙穩(wěn)定性；同時(shí)，GoFa具有較高的空間自由度和靈活的安裝方式，尤其適合空間有限的場(chǎng)景快速部署，且導(dǎo)入成本極低。GoFa的應(yīng)用不僅縮短了提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本，且進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的良品率。目前，該企業(yè)生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了熨燙工藝自動(dòng)化切換和數(shù)字化工藝流程，產(chǎn)品良率提升至99%以上。
在車燈擰緊應(yīng)用中，ABB的GoFa協(xié)作機(jī)器人為某知名汽車制造商解決了在車燈裝配環(huán)節(jié)，長(zhǎng)期存在的人工操作導(dǎo)致的產(chǎn)品一致性差、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、廢品率高，以及重復(fù)作業(yè)導(dǎo)致的勞動(dòng)強(qiáng)度大、招工困難、人工成本攀升等問(wèn)題。
GoFa協(xié)作機(jī)器人由ABB 的OmniCore?控制器驅(qū)動(dòng)，結(jié)合ABB的TrueMove和QuickMove技術(shù)以及智能扭力及位置傳感器，使其能夠在不同速度下均能保持相同軌跡的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。GoFa持續(xù)穩(wěn)定的操作不僅大幅提升了該企業(yè)的生產(chǎn)效率，滿足產(chǎn)量需求，同時(shí)保障車燈擰緊質(zhì)量、提升整體產(chǎn)品良率，進(jìn)一步緩解了企業(yè)招工難和用人成本高的問(wèn)題，成功幫助該企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效。
除上述場(chǎng)景外，ABB協(xié)作機(jī)器人已與全球多家汽車企業(yè)達(dá)成緊密合作，以輕巧靈活、易于安裝部署且更加安全可靠的優(yōu)勢(shì)快速融入汽車生產(chǎn)線，通過(guò)車企與機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的深度融合，進(jìn)一步加速技術(shù)復(fù)用與場(chǎng)景創(chuàng)新，推動(dòng)汽車工業(yè)向“柔性化+智能化”轉(zhuǎn)型。
總結(jié)
盡管目前在汽車零部件及汽車電子的制造中自動(dòng)化水平已經(jīng)非常高，但要實(shí)現(xiàn)全流程、全場(chǎng)景的應(yīng)用，仍然面臨著技術(shù)、成本、靈活性和人機(jī)協(xié)作等多重挑戰(zhàn)。隨著協(xié)作機(jī)器人在汽車制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，特別是以ABB為代表的協(xié)作機(jī)器人通過(guò)技術(shù)迭代與場(chǎng)景適配，正在系統(tǒng)性解決汽車工業(yè)的柔性化生產(chǎn)、工藝精度、勞動(dòng)力短缺、智能化升級(jí)和成本控制等核心難題。
在智能制造、人機(jī)協(xié)同、柔性化制造的轉(zhuǎn)型需求下，協(xié)作機(jī)器人將在更多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)揮不可替代的作用，成為推動(dòng)汽車行業(yè)變革的關(guān)鍵力量，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，協(xié)作機(jī)器人在汽車制造領(lǐng)域的市場(chǎng)前景廣闊。
