必读!工业机器人四大家族优劣势分析
机器人
知乎
韩峰涛
2017-01-11 18:00
[ 亿欧导读 ] 四大家族工业机器人各自特点:ABB的机器人产品专业严谨,实用至上;KUKA产品给人的感觉远比ABB要现代、活泼很多;Fanuc的产品更多来自于设计、制造、调试的良好平衡;安川机器人的设计思路是简单够用。
黑科技,工业机器人 图片来自“123rf.com.cn”

【编者按】去年以来,机器人领域逐渐热了起来,酒店服务机器人、扫地机器人、物流机器人等逐渐进入大家视野。但是相比工业机器人市场,这些都是“小菜”。根据2016年国家工信部、发改委、财政部联合印发的《机器人产业发展规划(2016-2020)》,未来10年,中国工业机器人市场的总规模将达6000亿元!

然而,如此大的市场,却大部分被国外厂商侵蚀。即便是全球工业机器人市场,几乎都被ABBKUKAFANUCYASKAWA这“四大家族”企业垄断。那么,他们都有哪些厉害之处呢?本文来自国产机器人技术大牛、知乎作者韩峰涛的分析,干货满满。

本文转载自知乎,机器人内参整理,亿欧编辑,供行业内人士参考。


首先扔两个不是结论的结论:

 一、工业机器人做为一个发展比较成熟的产品,从普通用户角度很难评判几个领头厂家产品之间的技术差距。就好比有人问奔驰和宝马的造车技术有何优劣,我等吃瓜群众只能说一句“坐奔驰,开宝马”。造车用的绝大部分关键技术,奔驰有的宝马肯定也有,其他“营销性技术”的区别,不会影响到技术竞争格局。工业机器人行业也是如此,从实际应用的角度来看,技术差距造成的影响远比使用习惯/功能设计差异造成的影响要小,除非技术存在代次上的差距。

 二、要评判这么多家产品之间的技术差距,并给出具有说服力的结论,至少需要两个前提,一是对几家机器人的典型产品都深入使用和分析过,这需要大量资源支持和长时间的实践;二是需要人员自身具备非常深厚的技术积累,才能给出基本正确的分析结果,这样的人员在国内非常稀有。

我只用过其中3家的产品,较为深入的分析过其中2家的技术,因此结合以上两点结论,本回答的主要作用是为想了解工业机器人四大厂家基本信息的小伙伴提供一些参考,仅代表个人观点(因此必然受个人喜好影响),由于经历有限水平有限,肯定有很多不当之处,欢迎评论指出。

ABB

ABB的机器人产品传递给外界的形象可以概括为:专业严谨,实用至上。

专业性首先体现在机器人控制技术上,ABB的“xxxxxMove”技术不说业界领先,至少也是超一流水平,四十多年的专业机器人研发和工程经验,说领先国内15年应该不夸张。对此感兴趣想看热闹的可以去搜搜视频,想学习的可以去搜搜相关论文,干货多多。同时IRC5提供非常完善的工艺软件包,基本上能用机器人的地方,ABB都提供了解决方案。

第二个专业之处体现在ABB的技术文档上,其产品随机文档非常非常非常的良心,充实的内容,专业的排版,严谨的版本控制,强烈推荐阅读。其内容可以完胜绝大部分国内以ABB机器人为原型编写的培训教材,只可惜只有一些基础操作文档提供了中文版,并且翻译水平稍微有点对不住观众。

再有一个我认为和专业性有关联的是,你在外界能获取到的宣传视频或者广告,绝大部分是非常专业的产品应用展示或者性能展示,很少见到ABB拍摄特效剪辑视频,很难吸引眼球,但是可以博得业内人士好感。

而追求实用化的ABB产品,外观不出彩,配件选型不追新,实用够用再来点好用,与丰田的“中庸”之道有一些相像之处。

在控制系统方案上,ABB现款IRC5的主控制器采用了x86架构,运行VxWorks系统,负责机器人任务规划、外部通信、参数配置等上层任务;伺服驱动部分由单独的Axis Computer完成,配备独立的放大模块;示教器FlexPendant采用Arm+WinCE的方案,通过TCP/IP与主控制器Main Controller通信,每一个模块都是常见方案,不追新不取巧,但是你又用不出什么太大的怨言。

实用至上的特点在机械设计上体现的更为明显,ABB的机器人在机械方案上属于中规中矩的类型,特别出彩的设计很少,各主要机械部件定制化水平相对其他三家来讲也是偏低的,由此导致ABB机器人的颜值不如KUKA和FANUC的同类产品,但是对于ABB这种大厂来讲,通过“高颜值”这种非功能特性提升客户信心不是必要需求。

总之,ABB的机器人有强大的技术水平,完善的支持文档,相对成熟的网上社区,巨大的市场保有量和应用案例,so when in doubt,choose ABB。

KUKA

伴随着要被美的Midea收购的新闻,KUKA在今年着实火了一把,估计很多不是工业机器人圈里的人都知道有一家德国机器人公司要被中国人收购了。同是欧洲企业,KUKA产品给人的感觉远比ABB要现代、活泼很多,如果把ABB比作是国企里按部就班的高级工程师,KUKA就是新鲜思想随时迸发的互联网PM,追新、时尚是KUKA的标签。

但不要误认为KUKA是浑水摸鱼的厂商,能长期入围四大家族,必然有几把大刷子。

KUKA是四大家族中最“软”的机器人厂商,最新的控制系统KRC4同样使用了基于x86的硬件平台,运行VxWorks+Windows系统,把能软件化的功能全部用软件来实现了,包括Servo Control,Safety Controller,Soft PLC等等。示教器的实现方式与ABB不同,KRC4人机交互界面运行在主控制器上,示教器使用远程桌面登陆Mian Controller来访问HMI,同时使用EtherCAT FSoE传输安全信号,减少接线和安全配件,可以提高可靠性。

理论上,用软件来实现硬件功能可以减少原件数量,提升系统灵活性并降低成本,不过里面很多东西都是外包协作开发,不知道成本是降了还是升了?

KUKA在工业机器人这个行当也闯了40多年,该有的积累一个不少,工艺包照样提供了一大堆,常见应用一个不缺。

除了上面常见的业务,KUKA发展了很多“偏门”的黑科技,其他家暂时还没有很好的竞争产品:

七轴协作机器人iiwa。(就是从DLR拿的,咋地吧)

全向移动平台OmniMove,上图用于Airbus客机机身搬运;

重型6轴机器人,可搬运1吨+的负载,目前仅有FANUC推出竞品;

专用于科研和教育领域的移动小机器人youbot;

KUKA还是一家有些任性的厂商。

吃瓜群众:“你在新款控制器里引入那么多新技术,风险有点大啊”

KUKA:“我不管,我要技术先进。”

吃瓜群众:“你示教器上的6D鼠标经常漂移,时间长了容易坏啊”

KUKA:“我不管,我要操作手感好。”

吃瓜群众:“你把本体设计那么精致,生产成本高啊”

KUKA:“我不管,我要产品好看。”

吃瓜群众:“你宣传片都是剪辑的,欺骗群众感情啊”

KUKA:“我不管,我要酷炫。”

单看产品外观,比ABB那就时尚太多了,到Google上搜索“Industrial RobotIF Award”,第一页出来的全是KUKA。

KUKA还是做机器人的厂家里最会玩特效的。

这货近几年发布了几个不靠谱的宣传视频,圈外是火了一把,圈内被很多人吐槽。问题是工业机器人圈外人不买啊,莫非前几年就知道可能要被收购,早就开始造势了?

总而言之,KUKA是一家“不走寻常路”的厂商,虽然技术水平相对ABB较弱,但仍然代表了业内一流水平,如果Midea的收购成功,必然是一笔划算的买卖。

KUKA这风格如果在中国转战消费和商业市场,绝壁混的比在工业领域好。

FANUC

Fanuc的总部坐落在富士山下,得益于其在工业自动化领域的巨大成就,被人们称为“富士山下的黄色巨人”,同时Fanuc也是最早为人所熟知真正使用机器人制造机器人(不是用来炒作的噱头)的企业。

个人认为在四大家族中,把工业感和设计感结合最好的是Fanuc的产品,让人一眼看上去就知道是工业领域的产品,但又有一种说不出的精致感。而这种精致感并不是仅仅是工业设计的功劳,而更多来自于设计、制造、调试的良好平衡。

这种平衡来自于Fanuc的多年专注以及上下游产业链整合。

Fanuc有三个紧密结合的业务板块,分别是数控系统及伺服系统,机器人和机床。

按照Fanuc的说法,这三大板块的控制部分采用了统一的平台(Common ControlPlatform),提供集成度,降低成本和集成难度。因此Fanuc的机器人在上游有自家一流的伺服系统和运动控制系统构成机器人控制器,还有自家一流的机床和机器人负责机械的加工及生产;下游有巨量的CNC集成应用支持(Fanuc机床全球出货量已经达到200多万台),这种成本和技术上的优势,对于其他家机器人厂商来讲很难模仿和超越。

在集成软件包方面,Fanuc为用户提供了大约70个选项包,可以满足绝大部分应用需求。同时Fanuc也是目前业内唯一在机器人控制器内集成视觉的厂商,只需要购买普通的工业相机即可完成各种复杂的视觉应用。

Fanuc还有着在工业圈很难想象的高利润率。

KUKA,总营收29.7亿美元,息税前利润率6.6%,税后收入8600万美元。

Yaskawa,总营收为37.2亿美元,净收入2.3亿美元,利润率6.2%。

ABB,总营收为354.8亿美元,净收入19.3亿美元,利润率5.4%。(机器人只占ABB全部收入的一小部分,数据仅供参考)

FANUC,总营收60.8亿美元,净收入17.3亿美元,利润率28.5%。

夸完吐槽下。

不知道有多少人注意到一个事实,那就是在网络上很难搜索到Fanuc的技术或产品资料,而这种情况源自Fanuc的有意为之。

在2009年,Fanuc通知著名的工业机器人论坛RobotforumSupport forRobotprogrammer and Users-Index删除其网站上所有网友分享的FANUC机器人的随机文档和技术资料,有理由相信其他的讨论平台同样收到了类似的通知:

但实际上目前几乎所有的机器人厂商在其官方网站上都或多或少提供了产品技术文档供用户下载,即使是被人们认为“不够开放”的其他日系厂商,譬如Denso,Mitsubishi等,都提供了足够了解该品牌机器人绝大部分功能的文档。

开放的文档不仅可帮助用户更快的熟悉产品,实际上也减少了厂商技术支持的工作量,但是Fanuc显然不这么想,相反,FANUC针对二手机器人技术支持的规定又为人诟病。

如果你购买了一台二手Fanuc机器人,在正式使用前必须要向Fanuc缴纳大约$10000/台的重授权费(Re-license Fee),以便让Fanuc在它的数据库中将那台机器人的主人变更为你。如果不缴纳,没有技术支持,没有软件升级,没有修理配件,再加上你可能连说明书都没有,祈祷吧。

不过话说回来,在中国这几十年的现代化建设进程中,类似这样被外资企业近乎强征的费用各行各业应该都不鲜见,发达国家的企业在落后市场充分利用其先发优势无可厚非,但一直落后挨坑是不能忍的。国内做科技实业的公司,即使没能很好的活下去,把国外产品的价格拉下来,于国于民也是有莫大好处的。

扯远了,一句话概括,Fanuc证明了专注和产业链整合的力量。

YASKAWA(安川)

因为安川有自己的伺服系统和运动控制器产品,并且其技术水平在日系品牌中应该处于第一梯队,因此他家机器人的总体技术方案与FANUC非常相似,除去减速器外购,其他诸如控制器、伺服系统和机械设计都是自己完成。

安川机器人的设计思路是简单够用。在四大家中,安川机器人的综合售价最低,再加上背后有首钢莫托曼的本土支持(印象中安川应该是第一家正式进入中国市场的机器人公司,早在1997年就与首钢合资成立了首钢莫托曼),国内会用安川机器人的应该不在少数。

但我对安川的了解比较少,原因主要有两个。

第一个原因,是安川的小型机器人长的太丑,追求简单实用的单薄机身设计配上蓝色的涂装,看上去显得很简陋,不能忍。

第二个原因,还是太丑。开个玩笑,其实安川的小型机器人外观设计思路与ABB很像,都是讲究实用性远大于外观。区别在于欧系出身的ABB,其机器人设计的刚性比较好,配上浅色系的外观,虽谈不上好看但至少还有一些严肃的工业感;安川的小机器人外观很单薄,再配上他家蓝色的涂装,总感觉配不上四大家的名号。

总结

一、四大家很强,真的很强;

二、四大家是按销量评选出来的,由于这四家的产品线很全,因此销量相对较大。其他机器人厂商多专注于某个领域,虽然销量较小,但是在细分领域的技术水平并不比四大家弱。

三、瞎评一堆,各位瞎看就好,对别人家的了解再多也是别人家的机器人,还是好好发展国产机器人最靠谱。

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