高投資回報
更便宜、更好的協作機器人硬件為專注于計算機視覺和定制軟件的初創
公司提供了機遇。最大的協作機器人制造商是
丹麥的Universal Robots(優傲),2015年被
美國的TelaDaye(泰
瑞達)收購,它家的協作機械臂為初創公司提供鎬鏟(picks-and-shovels)。
有著風投背景的初創公司,如Ready Robotics、
Fetch Robotics和Voodoo Manufacturing都利用優傲的協作機械臂構建機器人系統。Ready Robotics正在為工業
自動化任務提供機器人服務(RAS)。Fetch Robotics的協作機器人執行電子商務分揀,Voodoo Manufacturing使用協作機器人進行多個3D打印機的自動化管理。
根據優傲的說法,有些機械臂平均工作195天就能回本。在整個行業中,協作機器人的平均售價為24000美元,據估計這在2020年將是30億美元的市場。
機械手
盡管靈巧度有所提高,但通用的末端執行器——一種能操縱任何物體的機械手,仍然難以實現。
現在的機械手沒辦法兼容多項任務,但初創公司正在動用聰明的黑客,探索末端執行器抓取各種各樣的對象。
舉個例子,專門從事柔性機器人的Empire Robotics和Soft Robotics,使用靈活的材料、流體或空氣壓力,而不是機械力學。這類操作仍然不完善,柔性機器人是一種很好的解決方法,可以避免用不適當的力擠壓對象物體。Soft Robotics的手爪機器人(gripper)被FDA批準處理食品,目前用于食品包裝。
此外,對于較不敏感的材料,Grave在傳統的機器人臂上采用電粘附材料,而Optoforce使傳感器結合專門的工具進行應對。
協作機器人是基于傳感器的機械設備,解決笨重型機械臂的不足,在這點看機械手沒什么不同。雖然目前機械手,或者說末端執行器沒有達到人類的高度靈活性,但相信未來的協作機器人將配有高效的末端執行器和聰明的工具,可以智能地處理任何事情。
需求爆炸
自20世紀40年代起,新一代的協作機器人開始使工業機器人巨頭們措手不及。
根據
Fanuc執行主任的說法,“我們沒想到大型制造商會想要使用這樣的機器人,因為這些機器人只能舉起輕量物體,并且能力有限。”
現在,從業人員們正在追趕Teradyne協作機器人部門優傲,據稱他們目前占據著約60%的協作機器人市場份額。
像
ABB、Fanuc、Yaskawa(安川電氣)、
庫卡和羅伯特博世這樣的機器人大公司,也都跟隨優傲進入協作機器人市場(估計Fanuc擁有6%到10%的市場份額,安川電氣的規模甚至更小)。同時,他們也在結盟:川崎重工(Kawasaki)正與
瑞士競爭對手ABB合作,以規范機器人編程。
為什么突然對協作機器人產生了需求?
一個主要原因大抵是勞動力成本上升。由于經濟增長,工業化國家的工資飆升。舉個例子,自2006以來,中國的平均工資增長了一倍以上,從而不再被認為是低成本外包的目的地。
事實上,中國現在太貴了,以至于它的消費電子代工工作流向越南這樣的低成本鄰國,去年,中國的機器人需求增長了20%以上。
昂貴的勞動力也在影響本地化制造的規模,為此,機器人技術正在掀起新一輪的再就業浪潮(就像川普的口號說的:讓制造業回到美國)。在BCC 2015年進行的調查中,20%的美國制造商表示,他們正積極將生產從中國轉移回美國,或者計劃在未來兩年內開發新的(本土)生產線。多數人表示,自動化降低成本,使得美國更具競爭力。
隨后,公司越來越多地轉向協作機器人,它們很容易編程,比傳統的勞動力便宜,而且比傳統的工業機器人便宜。由于所有這些原因,協作機器人制造商以比以前更低的價格銷售出了更多的設備。
值得指出的是,這不僅僅是科技巨頭的創新戰區,更小的工廠也在加入協作機器人的浪潮。2018年1月的財報中,Teradyne的首席財務官Gregory Beecher注意到其協作機器人業務的高速增長,大約50%的客戶是中小型企業(SMB)。
協作機器人市場正處于跑馬圈地的時刻,更大的制造商可能有更充足的裝備為協作機器人的運動提供硬件(盡管他們的大部分模型仍然是工業品種)。
缺乏市場意識可能成為未來的挑戰。優傲的總裁指出:“我們的目標市場,(現在)大概只有10%的人知道協作機器人,也就是說有90%的潛力市場尚未開發。”
行業中的應用
如上所述,全球勞動力成本的上升對協作機器人的需求日益增加。這種需求在農業、制造業和建筑業中尤為嚴重。
隨著“嬰兒潮一代”開始接近退休年齡,勞動力市場缺乏新的工人來取代他們的崗位。據估計,美國約22%的熟練制造業工人(也就是2.7萬人)將在未來十年退休,如果趨勢繼續下去,該行業將減少約200萬名工人。
與此同時,技術工人,如電工和水管工的退休潮也在成為建筑業的限制因素。去年,由于加利福尼亞葡萄酒國家的農業勞動力短缺,生產商擔心莊稼會死在藤上。
加劇這些困難的還有歷史性的低失業率(這意味著工人在經濟其他領域有更好的選擇,即所謂的結構性勞動力短缺)。
公司正因雇員的減少而面臨壓力。有了協作機器人,就有了一項對策。初創公司正在為特定行業的提供定制化的協作機器人。
以下是協作機器人初創公司早期成功的幾個領域。
倉儲與電子商務
甚至像亞馬遜這樣的巨頭也在為勞動力短缺而苦惱。2017年8月求職季,該公司僅收到20000份求職申請,大大低于50000的目標。
為此,亞馬遜公司斥資7.75億美元收購KiVa Systems,一家倉儲機器人制造商,據說已經在機器人制造商之間掀起了一場競賽:當亞馬遜決定收納Kiva并僅在內部使用時,其他公司匆忙填補了Kiva留下的空白。
與此同時,隨著電子商務的繁榮,倉儲空間的需求也隨之激增。去年,平均倉庫天花板高度比2001提高了21%,而新倉庫建設的支出在2017年10月達到頂峰(僅在當月就花費了27億美元)。毫無疑問,倉庫中協作機器人的需求正在增長。
持續的電子商務浪潮,推動了全行業按時交付訂單的壓力。對此,出現了一系列的機器人初創公司,它們致力于提高生產效率。比如Kiva,許多創企都在與運輸機器人/自主引導車輛(AGVs)一起進行物質運輸和物品揀選。