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哈國(guó)際 【科技在線】

需要克服的核心技術(shù)

兩臺(tái)機(jī)器人分別控制著雙層托盤，不斷傾斜、旋轉(zhuǎn)，另一臺(tái)機(jī)器人控制著機(jī)械臂，使其不斷從托盤上的十個(gè)障礙物之間穿過(guò)，不受打擾。 這個(gè)工業(yè)機(jī)器人的演示錄像令人眼花繚亂。 這是人2009年的技術(shù)，我們現(xiàn)在也做不到。 機(jī)器人工人馬龍感慨地說(shuō)。

要實(shí)現(xiàn)這樣復(fù)雜的動(dòng)作，工業(yè)機(jī)器人的大腦核心控制器必須足夠聰明。 但是，由于沒(méi)有掌握核心算法，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的大腦還不夠聰明，穩(wěn)定性、故障率、易用性等重要指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如工業(yè)機(jī)器人四大家族發(fā)那科、abb、安川、庫(kù)卡(以下簡(jiǎn)稱四大家族)的產(chǎn)品。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已經(jīng)連續(xù)五年成為世界第一的機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)，但高端機(jī)器人仍依賴進(jìn)口。 算法的差距是國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人向高端制造前進(jìn)的障礙物。

算法不完備是國(guó)產(chǎn)大腦經(jīng)常弄錯(cuò)的

作為工業(yè)產(chǎn)品，測(cè)量機(jī)器人的優(yōu)劣有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn):穩(wěn)定性和性能。 核心控制器是影響穩(wěn)定性的重要部件，被稱為工業(yè)機(jī)器人的大腦。 軟件相當(dāng)于語(yǔ)言，傳播大腦的想法。

要說(shuō)好這門語(yǔ)言，就需要基礎(chǔ)的核心算法。 四大家族可以銷售伺服系統(tǒng)、減速機(jī)、編碼器等重要部件，但對(duì)核心算法要保密，決不能泄露。

核心算法差距太大，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人穩(wěn)定性差，故障率高。 參數(shù)自整定、減震算法、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)補(bǔ)償某國(guó)內(nèi)機(jī)器人公司技術(shù)負(fù)責(zé)人孫堯(化名)，一個(gè)被科技日?qǐng)?bào)記者計(jì)算，算法的差距，延緩了整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定精度。

工廠有100多臺(tái)四大家族設(shè)備，每年不會(huì)發(fā)生多次故障； 如果使用國(guó)產(chǎn)機(jī)器人，故障率可能會(huì)是人的數(shù)倍。 沈陽(yáng)霹靂科技有限企業(yè)技術(shù)合作伙伴、機(jī)器人軟件工程師周超說(shuō)。

因此，一些顧客購(gòu)買二手進(jìn)口機(jī)器人，愿意付出高昂的重啟費(fèi)，不愿采用國(guó)產(chǎn)機(jī)器人。

好的算法，能使機(jī)器人在幾千行內(nèi)穩(wěn)定工作，不發(fā)生故障的壞算法，沒(méi)有達(dá)到上萬(wàn)行人的水平。 周超介紹說(shuō)，就像兩個(gè)司機(jī)開車。 剛拿到駕照的初學(xué)者和經(jīng)驗(yàn)豐富的賽車手，上路后一目了然。

不知道其原因是核心算法多年來(lái)一直在還債的結(jié)果。

雖然不掌握核心算法、生產(chǎn)精度訴求低的產(chǎn)品還很勉強(qiáng)，但如果應(yīng)用于航空航天空、軍工等高端行業(yè)，只能依賴進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人。

例如，底層的核心算法就像手機(jī)的操作系統(tǒng)，我們正在制造越來(lái)越多的APP。 基礎(chǔ)研究投資大，回報(bào)低，做APP賺錢快，但只做APP永遠(yuǎn)也超過(guò)不了蘋果和谷歌。 周超還說(shuō)，如果別人屏蔽了你的系統(tǒng)，APP再怎么方便也沒(méi)用。

軟件脖子的定價(jià)權(quán)轉(zhuǎn)讓給別人

算法的差異不僅在于核心控制器，還在于伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢。

機(jī)器人每次完成1個(gè)動(dòng)作時(shí)，核心控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)必須協(xié)同作戰(zhàn)。 例如，就像戰(zhàn)爭(zhēng)一樣，將軍下令攻擊。 傳令兵接到傳播攻擊信號(hào)的命令士兵向指定位置沖鋒。

現(xiàn)在四大家族的產(chǎn)品進(jìn)化成了將軍用4g信號(hào)直接指揮士兵，但是國(guó)產(chǎn)機(jī)器人還停留在傳令兵時(shí)代，速度當(dāng)然慢了好幾個(gè)。

如果不掌握核心算法，這個(gè)差距就不會(huì)怎么縮小。 馬龍告訴科技日?qǐng)?bào)的記者。 他表示，相對(duì)于單個(gè)伺服系統(tǒng)，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)精度較高，但高端機(jī)器人通常有6臺(tái)以上的伺服系統(tǒng)，用傳統(tǒng)的控制方法很難取得良好的控制效果。

多個(gè)伺服系統(tǒng)需要大腦事先計(jì)算。 利用底層算法，國(guó)外的核心控制器可以通過(guò)伺服系統(tǒng)的電流環(huán)直接操作電機(jī)，由于這四大家族的機(jī)器人響應(yīng)速度快、定位更準(zhǔn)確，可以實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)多軸非線性條件下的精密控制。

由于算法、軟件的差異，最終產(chǎn)品的售價(jià)也天壤之別。 以伺服系統(tǒng)為例，核心零部件基本相同，價(jià)格實(shí)際上可以媲美，但國(guó)外產(chǎn)品的售價(jià)高出10倍。

這是因?yàn)閲?guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)基本上采用了附帶的軟件庫(kù)。 國(guó)外公司限制了很多功能，不向我們開放。 例如，位置環(huán)的s曲線功能。 如果想要這個(gè)功能，就必須出錢買別人的產(chǎn)品。 定價(jià)權(quán)就這樣轉(zhuǎn)讓了。 馬龍說(shuō)。

鼓勵(lì)公司開發(fā)機(jī)器人的未來(lái)可能性

雖然與4大家族相比差距很明顯，但是專家、作業(yè)者都很看好國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的未來(lái)。

從技術(shù)上看，硬件的快速發(fā)展已經(jīng)有幾十年的歷史，在無(wú)話可說(shuō)的軟件方面，我國(guó)有著龐大數(shù)量的it工作人口，現(xiàn)在我們很多公司也可以整合高水平的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品。 周超說(shuō)過(guò)，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、關(guān)鍵零部件核心技術(shù)的國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人，需要經(jīng)驗(yàn)、時(shí)間和整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的積累、打磨。

工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)類似于幾年前的高端智能手機(jī)市場(chǎng)。 熟悉產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的話，很快就能積攢機(jī)器人產(chǎn)品。 但是，掌握核心技術(shù)并不簡(jiǎn)單。 隨著一項(xiàng)技術(shù)的突破，等待市場(chǎng)的檢驗(yàn)，逐漸成熟，國(guó)外制造商很可能會(huì)降低其零部件的價(jià)格，提供更成熟的功能，價(jià)格低廉的方案，這也是國(guó)內(nèi)公司投資和回報(bào)不成比例，許多公司不愿投資基礎(chǔ)研發(fā)的原因。

作為勞動(dòng)者，我們有越來(lái)越多的重視技術(shù)的政策，一旦技術(shù)達(dá)標(biāo)，就會(huì)給公司一定的市場(chǎng)空之間，在實(shí)踐中慢慢打磨產(chǎn)品，吃光核心技術(shù)，鼓勵(lì)公司將越來(lái)越多的人力、財(cái)力投入到研發(fā)中去。