展望未来 机器人制造
发布时间：2013-2-5 16:07
发布者：Liming
中国在过去二三十年里发展迅速，其中最依仗的就是中国人力资源的优势，对于劳动密集型的制造业来说，有着先天的优势。但随着机器人等高效率产品的出现，就彻底改变了人们的制造方式。以往需要一百个人制造的流程现在或许就只是需要十个人，甚至是一个人就能实现。下面我们从很多个个人实例里面看未来制造业的走势，预测一下2013年的制造业会是怎么样的一个境况。
任何人都能轻松涉足硬件产业的时代即将到来。通过充分利用他人的工厂和网络独自创业的创业者也已经出现。当涉足硬件制造的障碍消失时，只要想的到，产品就会出现在市场上。 
位于千叶市的Acarine是森宫祐次创办的家电制造公司。虽说是制造公司，但员工只有森宫一人。森宫曾在JVC（现JVC建伍）和索尼担任过设计师。他一直在说，“在以前供职的大公司，就算想到有趣的商品创意，往往也会被业务部门以‘业务规模不可能达到100亿日元’为由被枪毙。但不同寻常的商品有可能会爆冷门热销”。 
Acarine的森宫祐次与他开发的灯具（上）。费特曼夫妇开发的Nomiku烹饪机（下） 不满足于大公司的量产品在大公司感觉到商品开发局限性的森宫决定辞职，并在2010年创办了“一人制造公司”。森宫说：“只有自己一个人，在制造产品的时候，就不需要在意事业规模。”Acarine销售的商品充满了原创性，比如振动即可点亮、1分钟后熄灭的灯具等。每件产品都结合了日本的传统工艺，做工讲究。 成本则被森宫放在其次。例如，带扬声器的灯具售价为21万日元（1.46万元人民币），价格绝不算便宜。截至目前只生产了约80台。 但这款产品的灯罩采用了京都西阵织使用的“银线”，并委托仙台的八音盒工匠，使用制造吉他和钢琴的“云杉木”加工出了扬声器的外箱。按照森宫的话来说，他的志向是开发身处激烈价格竞争的大公司不会商品化的“能打动人心的产品”。 森宫的梦想是，“把各地的传统工艺融入到商品之中，最终与日本47个都道府县所有的工匠都开展合作”等大公司未能实现的的梦想。 如今在日本，为了使自己的创意转化成商品而离开大公司自行创业的人越来越多。 
LiveShell的售价为2.68万日元～5.4999万日元（约1868~3834元人民币），年销量数千台。在年销量动不动就是数百万台的大公司看来，规模实在是太小。 尽管如此，但岩佐毫不介意，他说：“人们的需求正在细化，大公司的大量生产模式已经不再顺应时代潮流。现在需要的，是大公司因生产规模太小而难以着手制造的商品。” Acarine、Cerevo这些个人创建的小规模家电制造公司正在回应着不满足于索尼、松下等大公司量产品的消费者需求。 在这种员工很少的新兴制造公司如雨后春笋般涌现的背后，是家电产业门槛大幅下降的现实。到门槛完全消失的时候，只要有创意，新兴制造公司马上就会投入到市场之中。 夫妇两人合作创业 “硬件行业的创业环境已经成熟”，这番话出自美国风险投资公司“Haxlr8r”的创始人之一西里尔·艾伯斯卫乐（Cyril Ebersweiler）之口。过去10年间，电子部件朝着高性能、低价格方向快速发展。今天，即使不向基础研究和产品开发投入高昂的费用，也可以通过搜集市面流通的通用部件，制造出高功能的家电。 艾伯斯卫乐原本的工作是为新兴软件公司的创业提供支援，但随着硬件领域的需求越来越强烈，他从2012年开始对硬件公司的创业展开全面支援。其中之一便是美国的费特曼（Fetterman）夫妇不久前在旧金山创办的Nomiku公司。在此之前，二人都没有过从事制造业的经验。 费特曼夫妇创业的契机源于希望把专业烹饪技术用于家庭烹饪。“Sous Vide”真空低温烹饪法在餐馆里比较常用，这是一种把肉和蔬菜等生鲜食材放到真空包装里，在热水中慢慢加热的方法。费特曼夫人说：“虽然市面上有不少通过对水加热保持固定温度的真空烹饪机，但无论是哪一种，1台都要1200美元以上。由于价格高，我们不舍得买。” 因此，费特曼夫妇决定自制真空烹饪机。他们从最近的电器商店购买需要的部件，在家中组装。“开发期”只用了一天，连同购买部件在内，“开发费”只花了不到100美元。夫妇二人相信还有很多人与自己面临着一样的困扰，于是决定开发并销售价格低廉的真空烹饪机。 创业所需资金除了来自Haxlr8r的投资之外，还利用了众筹的方式。这是一种希望筹集资金的人在网站上介绍自己的计划，向支持者募集小额投资的方法。达成目标金额后，筹资者就会实施计划，投资者可以免费获得商品作为礼物。在美国，众筹正在逐渐成为新兴家电企业强有力的资金筹措方法。费特曼夫妇通过众筹，向1880人筹集到了58.6061万美元的资金，接近目标的3倍。产品预定于2013年3月开始供货，价格为359美元。现在正在通过网络接受全球的预订。 一对普通夫妇组装市面销售的部件制作真空烹饪机，并以此为契机开创的事业即将开花结果。到2030年，部件的高性能化、低价格化将达到更高的程度。现在无法想像的高功能产品或许也能经由个人之手轻松问世。 开发成本戏剧性下降 独自一人也可以开发商品。 神奈川县小田原市的Bsize公司的员工只有创始人八木启太一人。八木独立开发的LED台灯已经开始通过互联网销售，他目前正在家中专注于智能手机非接触型充电座的开发。 
Bsize公司的LED台灯与创始人八木启太。在小田原市的自家兼办公室 在个人开发体制的背后，起着支撑作用的是使用最新型加工设备的各种加工服务。过去，中小公司在开发产品时为了确定形状，一般会向外部订购木模。花费数十万日元费用、交货要等1个月之类的情况屡见不鲜。但随着3D（三维）打印机等新型加工设备的登场，情况发生了转变。3D（三维）打印机的加工方法非常简单。只要输入CAD（计算机设计）数据，等上半天的工夫，立体模型就能做好。提供3D印刷服务的企业已经出现，同时还有使用切削加工机把铝块切割成模型的服务。这些服务最低都只要几千日元，最快第二天就可以发货。 而且，过去高达1000万日元的三维CAD软件现在只需大约10万日元，免费软件也比比皆是。八木表示，“开发成本减少了很多”。 不光是开发方面，涉足家电行业时生产方面的门槛也越来越低。近年来，势力急速扩大的EMS（电子产品代工服务）更是一下子破除了该门槛。 只要委托EMS进行生产，就不需要雇用大量工人，也不需要在工厂设备方面投入大量资金，或是承担风险。 中国的EMS与快速反应的风险公司 一提到EMS，大家或许会联想到巨型企业进行的大量生产，就像是在中国大陆以数千万的规模生产苹果公司产品的富士康。但实际上，以中国大陆为中心，依靠低廉的劳动力，能够进行少量生产的EMS也为数不少。 美国硅谷的投资人、向Nest Labs等家电制造公司积极出资的罗伯·康尼比尔（Rob Coneybeer）说：“在亚洲，以较低的价格提供1万～2万小批量代工的EMS企业有所增加。”因为可以少量订货，即使创业者一开始预期的销量不大，也可以顺利启动家电事业。前面提到的Cerevo依靠的是中国大陆和菲律宾的EMS企业，Nomiku目前也正准备委托中国大陆的EMS企业代工。 按照美国调查公司New Venture Research的预测，2016年世界EMS的市场规模将从2011年的4130亿美元增加到6540亿美元，到2030年，市场还将进一步扩大。到那个时候，在巨大的EMS市场的支撑下，肯定会有大量灵活的家电风险公司活跃在市场上。 如果是不需要委托EMS代工的少量生产，任何人都能利用的“民间加工坊”也能作为生产基地。因为随着机床价格的下降，过去只有制造公司的研究所和工厂才有的昂贵设备也逐渐普及到了城镇作坊。 “创客空间”（Hackerspace）就是这样的加工坊。创客空间1990年代发源于德国，是在地区社会中开设的作坊。大约5年之前，创客空间在其他国家也开始增加，包括日本在内，现在全世界已经有约1100家。 在创客空间，社区的成员可以相互学习对方的强项，进行制作。从电子产品到菜肴，涉及的范围极其广泛。 米奇·奥特曼（Mitch Altman）2007年在旧金山开设了一家创客空间。他介绍说，“这里3D打印机、激光切割机等制造设备一应俱全，可以进行专业制造”。其实，利用这种民间加工坊生产自己公司产品的制造公司早已出现。 Ag Ltd.是以东京涩谷的创客空间“FabLab涩谷”为基地开展活动的风险公司。FabLab源于美国麻省理工学院（MIT）为市民策划的加工坊，在日本除了涩谷之外，还开到了茨城县筑波市、神奈川县镰仓市。FabLab涩谷提供3D打印机和铣床等设备。Ag Ltd.就位于FabLab涩谷附设的共用办公室里。该公司社长饭野健一表示，“当得知有带加工坊的办公室之后，我们马上就决定搬来”。 
Ag Ltd.的饭野健一（左）与FabLab涩谷的激光切割机（右） 该公司制作的是女高中生喜爱的耳机孔防尘塞。这种饰品与手机链相似，是插在手机耳机孔上面的装饰。Ag Ltd.生产的防尘塞上的卡通人物的眼睛可以配合智能手机的应用闪烁。该公司租借FabLab的激光切割机等设备进行生产，1周生产100个，通过网络销售。经营FabLab涩谷的梅泽阳明介绍说，“过去需要400万日元的机床现在只花40万日元就能买到。随着价格不断降低，我们现在已经可以设置很多过去买不起的器材了”。 进入一家一台制造设备的时代 如果价格继续降低，3D打印机之类的制造设备在家庭中广泛普及的时代就将到来——以撰写畅销书《免费》、《长尾理论》而闻名的美国《WIRED》杂志前总编克里斯·安德森（Chris Anderson）的这个预言引发了诸多讨论。 到了2030年，人人都能在家中开制造公司的时代或许真的会变为现实。 与人型机器人共事 追求高效率、低成本的生产线迎来了自动化新局面。随着人型机器人的登场，过去难以实现自动化的领域变为可能。美欧纷纷开发，期待人型机器人能够成为带动发达国家制造业回归的生力军。 
在光荣公司的埼玉工厂工作的人型机器人。在生产线上与人一同劳动 右手拧好螺丝，转动脖子，闪烁的“双眼”凝视旁边。在确认视线另一头的机械手准备就绪后，用指尖按下按钮。接收到指示的机械手开始组装部件。按下按钮的其实也是机器人。但这种机器人的外形与传统的工业机器人截然不同。脸、身体和两条胳膊。虽然是底座支撑，下身没有腿，但上半身接近人类的形态，是“类人型机器人”。 从1960年代工业机器人在美国诞生算起，时间已经过了约50年。自动化生产线的景象即将发生改变。类人型机器人已经开始在制造一线成为新的生力军。舞台之一便是埼玉县加须市。造币机械制造公司——日本光荣（Glory）的埼玉工厂。 光荣采用人型机器人为收银台使用的找零机组装部件是在2011年。机器人负责把形状复杂的金属和树脂部件组装成一个单元。排成1列的人型机器人在结束自己份内的工作后，会将半成品交给旁边等待的“同事”。通过机器人的合作，逐一完成部件的安装。 “灵活性”是突破口 
埼玉工厂自动化的历史长达近20年。生产技术部工厂改善团队经理飞田昭夫表示，“过去除了机械手之外没有其他选择，自动化存在局限性。为了追求近似于人的灵活性、与人类共存，我们做出了采用人型机器人的决定”。 埼玉工厂开展的是多品种少量生产，1款机型的日产量仅为几十台左右。数量并没有大到采购大批机器人进行自动化的程度。而且，该厂的订单大都集中在下半财年，订货量的变化也比较大。难以实现自动化的条件随处可见。 传统型的工业机器人为了提高精度，需要固定在生产线上，在四周围上透明板保护安全。不能轻易地移动或是改变生产线的布局。 于是，该厂把目光投向了人型机器人。机器人利用头部和两手上的图像传感器确认部件的位置，右手与左手合作进行操作。因此，在某种程度上，需要拧螺丝的部件所在的左手无需精确定位。因为机器人拥有自己的“眼睛”，所以与其他机器人和人类的联动也比较容易。 对于一项操作，熟练的工人用时更短。但是，在下班后空无一人的工厂中，如果机器人可以自己工作，就可以把机器人临时派到人手不足的生产线上。过去的机器人如果1台发生故障，整条生产线都会停摆，但采用人型机器人的话，故障机器人的位置只需操作员顶上即可。兼备了直接取代人类操作的灵活性、灵巧性，以及可以连续工作的耐力。 而且，人型机器人还具有独特的效果。因为拥有两条胳膊，对于应该让其如何运动，现场的操作员容易设想，也容易进行改进。动作的设定也比较简单，即使不精通编程，也可以在现场教给机器人动作。 现在，在埼玉工厂工作的人型机器人为12台。厂长圆尾胜彦说：“我们希望把数量增加到现在的2倍。投资只要2～3年就能收回。”工厂里还设置了正在实验的“机密”生产线。按照预定，这里将实现传统型机器人做不到的创意。 光荣采用的人型机器人有自己的名字——“NEXTAGE”。开发者是主要经营桥梁、建筑钢筋的川田工业。这家原本在机器人行业寂寂无名的公司从1999年开始把开发人型机器人作为一项新业务，于2009年开始制造销售NEXTAGE。始于人型这一崭新构思的NEXTAGE如今已经有大约50台活跃在日本国内。 对外公开采用NEXTAGE的除了光荣之外，只有日立制作所的硬盘组装线等，还不是很多。 川田工业表示，包括电子、精密设备、汽车、食品等广泛行业在内，“很多公司都预定在新产品生产线上采用。而且项目大都是各公司董事直接领导”（川田工业执行董事机器人工学事业部长五十棲隆胜）。 除了制造业，物流和流通业、产品包装和检查等领域也有意采用。而且该公司还在积极开拓海外市场，比如欧洲的空中客车公司目前正在对是否采用用于研发的其他类型的机器人进行验证。 “MADE IN USA”复活的王牌 作为一大潮流，人型机器人的采用即将使世界各地的生产线面貌一新。其出发点之一很可能是美国。 波士顿有一家备受关注的风险公司“Rethink Robotics”。其创始人、总裁兼首席技术官（CTO）罗德尼·布鲁克斯（Rodney Brooks）是开发出自动清扫机器人“屋巴”（Roomba）的机器人风险公司iRobot”的共同创始人。罗德尼·布鲁克斯曾任麻省理工学院（MIT）计算机科学与人工智能实验室主任，是著名的机器人工程学权威。布鲁克斯于2008年创办的这家新公司的着眼点是人型工业机器人市场。 该公司2012年9月发布的“Baxter”与NEXTAGE一样拥有两条胳膊和配备图像传感器的“脸”。价格为1台2.2万美元。设定同样无需专业知识，瞄准的用户是包括中小企业在内的广泛行业。曾经当选美国《时代周刊（Times）》杂志的“2012年最佳发明”。 
美国Rethink Robotics推出的“Baxter”机器人与公司创始人Rodney Brooks 布鲁克斯自豪地表示Baxter即将引领美国制造业的复兴。为了创造就业岗位，美国总统奥巴马提出了让制造业回归美国的口号。其亮点之一便是机器人产业。高生产效率、低成本的人型机器人，作为从中国夺回工厂的王牌，如今备受期待。与美国政府增加机器人领域的预算相呼应，风险投资也在增加向机器人领域的投资。Rethink Robotics除了多家风险投资之外，美国亚马逊首席执行官杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos）的个人基金也是该公司的股东。 美国苹果把部分产品的生产从中国迁回美国的新闻曾轰动一时。作为与这项国策相关的企业，Rethink Robotics成为了关注的焦点。在欧洲，瑞士ABB也已经开始开发同类机器人。率先采用人型机器人的光荣公司生产线虽然看上很“另类”，但可以说站在了世界潮流的前面。 
“今后把部分开发功能放在美国。还有可能收购当地企业”。这番话出自安川电机执行董事机器人事业部长南善胜。作为著名的工业机器人制造商，该公司的开发功能过去一直集中于总部所在的北九州市等日本本土。今后，面向新领域的机器人的开发职能将部分转移到美国。 其原因是美国在传感器等领域拥有丰富的新技术和人才。对于人型机器人，除了马达、致动器等核心部件，图像传感器、控制算法、软件等技术也更加重要。因此，该公司觉得有必要尽快采用能够投入庞大开发资金的军需产业孕育出的先进技术，把这些技术运用于产品开发。 尽管是以传统工业机器人为主力的企业，但安川也认为，在今后，机器人将逐渐渗透到过去没有采用机器人的工序和产业之中。双臂型就是其中之一，这是一种利用传感器技术与人类共存的类型。 该公司的产品线上已经配备了包括2条胳膊的双臂型机器人，并且还提供给了多个客户。尽管如此，南部长依然表示，“过去的工业机器人长年以来一直是为汽车产业这个最大的客户进行优化设计的。在今后，适合用户的设计多样化还需要进一步发展”。 安川首先着眼的是生物医药领域。包括医药公司的新药开发和医院检查在内，过去只有高级专业人才才能从事的药品调配等工作将由配备了传感器的双臂机器人代劳。而且，医药领域存在很多伴随感染风险的危险环境，对机器人存在需求。按照预定，从2013年春季开始，该公司将推出设计与传统工业机器人不同的新型机器人，向日本国内的研究机构供货。 机器人的世界即将迎来百年一遇的大转变。无法灵活利用人型机器人这个新选择的工厂或许会自动变为淘汰的对象。（ 电子发烧友） |
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