专访|节卡机器人拿下丰田大单始末,“丰田效应”带来了什么

'2021年3月25日,李克强总理前往江苏常州考察,了解政策加持企业创新发展情况。上海节卡机器人科技有限公司(下称“节卡机器人”)在常州设有工厂,作为协作机器人领域的标杆企业,节卡机器人CEO李明洋也受邀参加了总理的“站谈会”。改革开放初期,中国的初创企业往往是先进军中低端市场,靠成本优势拿下尾部客户,再逐步积累,走向高端市场。节卡机器人作为后起之秀,走出了一条中国科技企业具有代表性的发展之路:先拿下头部客户、全球最大车企丰田,进军日本、欧洲、北美,再扩展到东南亚、南美等地区。
成立仅7年,节卡机器人是如何从初创型企业成长为专注于新一代协作机器人本体与智慧工厂创新研发的行业龙头?并在强手如云的汽车工业中崭露头角,一举拿下“丰田”大单?记者走进节卡,专访了这家科技创新企业的相关负责人及技术团队,探寻背后的故事。 汽车工业走向个性化,协作机器人解决行业痛点
上世纪70年代末,中国工业机器人蹒跚起步;1985年,上海交通大学机器人研究所完成了“上海一号”弧焊机器人的研究,这是中国自主研制的第一台6自由度关节机器人。30多年后,尽管传统工业机器人市场仍由国际“四大家族”占据主导,但来自中国的技术和相关企业正另辟蹊径。
 “从整个行业来看,协作机器人领域中国已是国际领先,它本身就是一个新兴的产品,不像传统工业机器人一样,动辄有着二三十年的差距。”近日,节卡机器人副总裁孟小波在接受新闻记者采访时自信地表示,“节卡机器人所有的参数基本上可以对标国际。”
目前,该公司已推出了节卡小助系列协作机器人、All-in-one共融系列协作机器人、MiniCobo商用协作机器人、JAKA Lens系列视觉等产品,应用领域包括汽车及零部件、电子行业、精密制造、新商业等,拥有200多项国家专利技术和30多项机器人核心认证。上海交通大学机器人研究所副所长言勇华对新闻记者表示,随着节卡机器人在协作机器人的赛道上异军突起,机器人产业此前相对固化的“局面现在稍微破开。”
协作机器人是机器人中的一类。顾名思义,它被设计成可以在协作区域内与人直接进行近距离交互的机器人。和大功率、高成本、需要物理围栏的传统工业机器人相比,协作机器人有着安全、部署成本低、易于上手等优点。
中科院自动化研究所研究员易建强认为,协作机器人是近年来兴起的一个研究方向,“它强调机器人与人合作,或者机器人与机器人合作,共同完成指定任务。”
2014年,伴随着国内协作机器人的兴起,节卡机器人应运而生,目标是“用机器人解放双手”。公司团队从成立初期十几人发展至300多人,产品足迹遍布欧洲、美洲、澳洲、亚洲。从知名品牌的蓝牙耳机、多家汽车品牌的零部件,到一杯咖啡的制作、一顿简单西餐的烹饪,节卡机器人的应用场景日渐增多。
不过,对节卡来说,重中之重仍是汽车产业。汽车产业是传统工业机器人最早的应用领域,是兵家必争之地。
汽车行业是自动化水平,或者说自动化率相对较高的典型行业。在汽车整车制造4大工艺中,冲压、焊接、涂装基本已实现自动化,取代工人的是工业机器人以及控制机器人的技术工程师;总装由于工艺相对复杂,且工序较灵活,引入协作机器人和工人并肩工作,提高工厂整体的生产效率,是当前最佳选择之一。
汽车零部件行业发展紧跟汽车工业,汽车零部件因其所适配的车型不同,产品材质、形状、大小、重量等各异。大部分厂商选择使用协作机器人提升质量和生产柔性,以满足用户的需求。据了解,协作机器人已广泛应用于汽车零部件的浸涂、上下料、装配等工序。
孟小波表示,“汽车行业是个非常大的行业,而且它有一个特点就是标准化程度非常高,比如一个车型能生产好多辆,这就决定汽车行业在整个现代工业中是非常重要的一个行业。”节卡机器人从成立之初就瞄准了这一产业。
节卡机器人项目副总监、机器人工程技术中心的一位工程师对新闻记者表示,他此前在传统工业机器人领域深耕多年,在新的市场趋势下,汽车品牌不断涌现,市场越来越细分,个性化的需求也越来越多,汽车行业的多品种、小批量生产越来越多。“协作机器人更加适合这种小批量、协作场景的柔性生产。”
他举例道,汽车的底盘件,从前期的工艺策划到后续的产品试制、批量生产,过程周期都比较长,通常可能需要一年多甚至两年,“但现在品种更新迭代的越来越快,以前一个车型可能会生产8-10年,现在一个车型也就3-5年的迭代周期。”这也就意味着,整条产业链都需要配上同样的加速迭代。
不过,真正进入汽车领域需要下一番功夫。孟小波介绍称,节卡机器人从成立到产品面向市场,经历了整整3年时间,“头三年,我们一是在做协作机器人产品的研发和测试;第二个,我们也在给一些终端客户做一些相关的集成应用。”
“我们前期实际上做了很多客户方面的调研工作,我在做研发的同时,我也去做集成,去充分地了解客户关心的点在哪儿,他们的需求在哪儿,他们想要的是什么?”孟小波提到,公司一直在思考:汽车产业里除了使用工业机器人自动化程度非常高的工作之外,零部件、总装线等领域人员使用量仍然非常大,但这些方面为何没有被传统工业机器人占领?
整体而言,协作机器人能从以下两个行业痛点切入:第一,跟整车相比,零部件品种非常多也非常碎,柔性化程度非常高;第二,零部件厂商布局都非常紧凑,再继续布局工业机器人,无论是占地面积还是部署条件,都已不太合适。
节卡协作机器人能为汽车行业带来什么?前述机器人项目副总监介绍道,主要可以从两个维度来看,一是汽车零部件产品维度,诸如底盘系统、发动机、变速箱、传动系统、车灯、座椅等。“节卡机器人现在已应用在传动系统的钟形壳机加生产线,发动机壳体清洗线,车灯装配、车灯光导条检测、座椅拧紧安装等。”第二则可以从工艺维度来看,包括冲压搬运,机床上下料,焊接、拧紧,装配、涂胶等,节卡机器人搭载不同的工具就可以完成不同的工作,根据人们的设想来创造美好作品。
全球汽车老大丰田给中国初创企业发来感谢信
节卡机器人能在汽车行业站稳脚跟,来自全球汽车老大丰田的认可分量颇重。
公司联合创始人、副总裁王家鹏接受新闻记者采访时表示,丰田的采购给节卡机器人带来了汽车行业的撬动效应,而节卡机器人的引入,也让丰田受益颇丰,丰田和节卡机器人本着“相互信赖、共同繁荣”的合作方针,双方不断加深合作。为此,日方还给节卡机器人发来了感谢信。对于丰田来说,节卡协作机器人正在成为产线上新的竞争力。天津丰津汽车传动部件有限公司(下称“丰津汽车传动”)是首家部署节卡协作机器人的“丰田系”企业。“比方说一条产线是36台机床,原先需要近20名人工,部署协作机器人之后他们现在一条线也就剩下3-4个人,站在客户的角度来说,可以帮助降他们低人力成本。”全程负责跟进丰田大单的节卡机器人技术服务总监王工程师向新闻介绍道。
近年来用工成本的上升,以及始于2019年底的新冠疫情,多种因素都在推动汽车零部件企业将用工难解决方案转到协作机器人上。尽管大企业的投资回报率计算并不严苛,但上述这样一条机床产线的投资回报周期已经小于12个月,这是企业普遍可接受的。
成本的节省不止于此,相较传统机器人,部署节卡协作机器人的产线还能降低能耗。“有一个厂里,我们现在已经部署了近百套协作机器人,此前传统机器人的功率是4.2千瓦,部署我们的JAKA Zu 12协作机器人后,极限运行功率是0.5千瓦,一年100台节卡机器人和100台传统机器人对比,可以为企业节省几十万电费。”王工程师介绍。
在6月初于天津举行的2021节卡机器人汽车行业专题研讨会上,来自丰津汽车传动的潘部长表示,“在自动化改造升级,我们主要考虑安全、成本、易用性等,基于这些点,通过不断验证得出节卡协作机器人可以满足企业智能制造生产线的需求。同时,图形化编程、APP操作对于我们一线工人接受较高,零门槛学习,方便了企业员工创造更多价值。”
节卡机器人与丰田的化学反应又是如何产生的?王工程师详述了合作始末。丰田的考察始于2019年5月,而节卡机器人最终从三家被考察的中国协作机器人厂商中胜出。“我们进入市场相对来说稍微晚一点,但是我们作为一匹黑马能够快速占领市场,并且把产品快速成型,然后稳定下来,这是我们的一个实力。”
任何一家供应商想要进入丰田体系,意味着将面临重重关卡。据介绍,丰田对节卡的考察前前后后有大半年,共派出近五十批次考察人员,节卡需配合丰田完成全系列的标准测试。双方合作于2020年正式开始。值得注意的是,作为一家全球化企业,丰田也十分看重供应商的稳定供货能力,研发和生产基地均在中国本土的节卡也更能保障这一点。
对于节卡机器人而言,拿下丰田大单绝非偶然。前述机器人项目副总监提到,节卡在技术方面具有非常强的实力,更重要的是,公司可以响应客户需求将技术迅速转换成产品。“一个是我们有很强的研发实力,另外一个我们会贴近客户,针对客户的需求做一些特别的开发。”
这家创新企业还尤其强调售后服务能力。“最终选中节卡,不单单是从产品和技术层面考虑,还包括后面的整个售后服务等一些列因素。”王工程师表示。以国内客户为例,节卡内部有 “248”严格的服务标准和体系:客户有任何需求,需在2小时内回复解决方案;如果能远程解决,需在4个小时内完成;如果远程解决不了,需在8小时内抵达现场。
而在和丰田的合作中,这种服务的体现也比比皆是。王工程师提到在丰津汽车传动的一段部署经历,“我们上线基本上是在原生产线空闲的时候,2020年过年的时候,他们放假一周,我带了5个人的小团队过去,最终8天时间完成了机器人安装、调试、试生产到正式生产的过程,以1人/1天/1台的效率实现快速部署。”
“丰田效应”以来,本土机器人企业如何进击?
丰田体系内更多的合作在陆续达成,而“丰田效应”也在接踵而至。孟小波表示,争取头部客户,节卡本身的思考也是两点,“第一就是纵向发展,比如我在某个工厂拿下单子之后,希望延伸到它的上下游工厂;第二就是希望有横向延伸,通过头部客户的影响力进入到其他客户企业。”他提到,目前看来,这些纵向横向的效果都很明显。
据介绍,截至目前,除丰田汽车之外,节卡机器人还进入了本田、日产、大众、上汽等汽车巨头企业。在汽车行业中斩获颇丰,节卡机器人在资本市场也有新进展。今年1月14日节卡机器人宣布完成C轮融资,金额超3亿元,由国投招商和中信产业基金共同领投,老股东方广资本跟投。 “从投资人的角度来看,传统工业机器人在汽车、机械加工等场景应用已经很成熟,竞争也激烈,但中国现在最大的问题什么?是中小企业也有大量简单重复人类劳动需要被部署简单的协作机器人替代。”国投招商相关负责人对新闻记者如是表示。
值得一提的是,国际机器人联合会(IFR)发布的《2020年世界机器人技术》——工业机器人报告显示,全球对于人机协作的认可和采用程度正在上升。2019年,协作机器人的安装量增长了11%,这与2019年传统工业机器人的总体趋势形成了鲜明对比。
事实上,随着制造业生产模式从少品种、大批量向多品种、小批量转变,日益增大的成本压力、产品多样化需求不断增加以及时刻变化的产量需求等成为了车间里的主要挑战。这就呼唤更柔性、更高效的解决方案,能和工人并肩协同工作的协作机器人成为迫切需求。
协作机器人目前的焦点仍在于开疆拓土,以及和同一赛道的厂商相遇。“目前竞争大致有两大块,一块来自其他的一些协作机器人厂商,另外一块则是市场观念的转变,在目前传统机器人和协作机器人共存互补关系之下,人的一些观念还是需要一个转变的过程。”前述机器人项目副总监表示。
据了解,节卡机器人在2020年的机器人出货量超3000台,海外市场占比为20%,2021年的出货量目标则是5000台。
在节卡机器人看来,大企业并不看重一味降价,遭遇的恶意竞争威胁并不大,练好内功仍是眼下重点。孟小波介绍,节卡内部有核心人员组成的小组,“协作机器人以后该怎么做?真正的大市场在哪儿?针对很多问题我们这个小组会经常做一些头脑风暴,做一些研讨,针对下一代产品,公司内部有相应的战略和布局。”
节卡机器人此前也宣布了另一项“内功”的数据,即获得了2万小时平均无故障运行时间(Mean Time Between Failure,简称MTBF)认证。公司也是截至目前协作机器人行业中首家通过该项测试并获得认证的厂商。
实际上,MTBF概念在各行各业都有,尤其是设备类,不仅仅局限于机器人,例如在军工、航天等行业已得到广泛认可。节卡机器人机器人系统专家邵工程师对新闻表示,就机器人行业来说, “经过第三方去认证,无论是国内还是业界,我们是比较早地去做了这件事。”认证方系上海机器人产业技术研究院,该研究院是是上海市机器人研发与转化功能型平台和国家机器人检测与评定中心(总部)的实施载体。
MTBF是反映机器人可靠性的一个指标,MTBF数值越大,说明客户在使用时需要去维护的间隔越小。邵工程师提到,“汽车类企业,尤其是整车厂,对于不出现意外停线是非常看重的,如果在计划以外出现设备故障,其实对整车厂的影响还是非常大的。”据介绍,目前节卡机器人还在挑战MTBF 3万小时可靠性认证。
作为全球最大的机器人应用市场,中国机器人市场吸引众多国际行业巨头纷纷进入,竞争日趋激烈。科技部高技术中心研究员刘进长第二届中国机器人行业年会上表示,机器人是我们践行国家四个面向的主要的抓手,机器人技术作为世界最前沿的技术,未来将形成巨大的产业,是面向国民经济主战场,面向民生健康,也是面向国家重大工程,是所有的变量当中最大增量的体现。机器人在未来发展的地位验证了机器人是皇冠上的明珠,机器人技术是巨大的产业。从国际分析机构公开数据上来看,全球机器人产业在近几年要达成1.7-4.5万亿美金的产量,从农业到工业任何行业都必将使用机器人,因此未来机器人产业无疑会是科技的制高点。

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