发那科沈岗：走进智慧制造，走进未来工厂

2017年9月7日

导读：

8月29日由唯智信息主办，准时达、发那科、阿里云、斑马技术合作支持的“中国制造2025智慧供应链创新峰会”于上海龙之梦大酒店隆重召开。此次大会上，世界工业机器人巨头销量全球第一的发那科常务副总经理沈岗先生带来了主题为“走进智慧制造，走进未来工厂”的分享。

沈岗先生简介：：

上海发那科机器人有限公司董事，常务副总经理兼机器人事业本部长，兼日本发那科株式会社机器人事业本部技师长（总工程师）。在日本东京工业大学取得工学博士学位（机械）。2003年进入日本发那科株式会社后，主要从事机器人的视觉功能开发和负责机器人的操作系统软件/伺服软件/标定软件/应用软件的开发，曾担任所属于机器人事业本部的机器人研究所的智能机器人开发部的科长，机器人软件开发部部长，机器人研究所技师长。于2013年1月开始常驻中国担任现在的职务。

以下为沈岗先生的精彩演讲实录：

大家下午好，今天大家来参加的是智慧供应链创新峰会，上面还有一个副标题，智能制造+智慧供应链，我代表的是智能制造这一块。刚才陈总说了现在在讲两化融合，工业化、信息化，我其实是设备这块，不管怎么发展，机械、设备如果没有的话，生产还是做不好的。当然我本身是机械出身，进发那科以后是负责图像处理，最后是做软件开发服务的，然后做机器人研究。这个图刚才出现了很多次，主要是讲工业4.0，大家可以看到工业1.0主要是水利蒸汽机，让机器自动化。工业2.0已经有了生产线的概念。现在讲工业4.0，但是中国很多企业其实还是工业2.0的阶段。工业3.0，其实已经是大量的机器人在运用了。现在国内觉得工业4.0只是用机器人就是工业4.0，其实只是工业3.0，真正的工业4.0是信息化那块行业助推的东西。工业4.0里面更多的是利用特质化和数字化来进行更灵活地生产。

并不是说工业4.0不需要机器人，机器人还是存在的，刚才陈总也说了，它是九大技术当中一个重要的组成部分。但是它对机器人的要求发生了转变。从过去的流水线生产和程序化控制到渐渐地转换成单元化工艺、自律操作、无线通信，过去大规模生产只是单一品种，现在工业4.0就是一个混合多品种地大规模生产。工业4.0中的智能机器人到底起什么作用呢？我虽然是保守派，我是不会否定信息化这块的，工业4.0的核心会有智能机器人、互联网、物联网、数据云。今天我主要谈智能机器人这块。

这是传统的作业，刚才所说的工业2.0，由操作工人操作。工业3.0，由机器人操作。但是是你教它做什么它就做什么，需要有一个专门给机器人把工件放到既定位置上的夹具，这就出现了人只是把他的作用对象从加工机转化成了机器人。工业4.0，机器人是可以自己判断工件在哪里，物流的设备运进来以后，智能机器人可以通过视觉传感器把工件抓取出来，不再需要专门提供设备。这是发那科的创始人在80年代画的一幅画，这里面有很多机器人，都是有眼睛有腿的，工业4.0的概念在工业界早就有了。说到我们的创始人，我插播一下发那科的广告。

发那科没有富士康那么有名，但是富士康也是我们的客户，发那科在富士山山脚海拔100多米的忍野村的地方，实际操作工人只有600人，这个工厂我们运行了3500台机器人，这600个工人要创造360亿人民币一年的销售。现在国际上平均机器人密度是1万个操作工人所占机器人的数量评估，全球大概70左右，中国现在只有40多台，日本和德国360多台，发那科是3500个机器人。

发那科的发展从工厂自动化开始的，日本第一个数控设备就是发那科开发的，那个时候还不是发那科，是一个大家很熟悉的公司，叫富士通，发那科就是富士通的子公司，我们这个集团最有名的子公司做得比母公司还要大，现在我们已经做到全球最大的机器人销量。发那科是1972年作为富士通发那科独立出来，82年和美国通用汽车一起合作，那个时候一起做机器人。1992年美国通用觉得它自己做机器人没必要，福特、克莱斯勒这些竞争对手绝对不会买它的机器人，它就把机器人部分研究完全让给发那科。我们也和GE有过一个合资企业，GE发那科，发那科虽然自己专业做机器人或者数控设备，但是它一直是和这些信息化公司有很好的联系的，所以今天陈总的生态圈我们也是积极响应。

发那科的主要产品是数控，数控装置和机床用的伺服电机，现在全球60%市场占有率。第二位是西门子，第三位是三菱电机。有控制器有电机，发那科还有一个产品就是机器人和我们的加工机。这是发那科全球的服务网点。在中国有2家发那科，北京发那科和上海发那科。北京发那科主要负责伺服电机的，上海发那科主要是负责机器人和智能设备。上海发那科和上海电气50%合资企业，我是代表日本发那科作为中方代表负责上海发那科的机器人事业。上海发那科主要负责机器人的。全球去年年底机器人总销量45万台，在中国去年年底是42000台，今年上半年我们已经销售了将近1万台。

我介绍一下长时间连续机械加工系统的变迁。我们从80年代开始就研究怎么进行连续无人运转，当时我们考虑的是早晨8点到晚上5点这段时间由人工做，晚上5点到第二天早晨这点时间无人运转。我们用了第一代的24小时无人运转，工件上班时间放到夹具上，实现24小时无人运转。为了实现72小时的连续无人运转，90年代我们考虑了立体托盘仓库，把立体托盘仓库周一到周五操作工人把工件放到夹具上，投到立体托盘仓库里，这样就可以实现周末72小时的连续无人运转。但是这有一个问题，工人一定要把工件放到夹具上，仓库里面会有大量的夹具。从陈总和马总刚才的演讲大家可以知道，对于物流成本来说是非常高的。

2000年我们考虑了由机器人把工件放到夹具上，这样可以解决夹具的成本问题。第二代立体仓库，把工件放在夹具上。2000年第三代仓库系统，一种工件只要一个夹具，由机器人把工件直接装到夹具上。这个系统里面需要的就是智能机器人，由智能机器人通过视觉把托盘上位置的工具抓取。这个机器人要装400公斤的工件，由机器人视觉装置找到特征点进行抓取。工件本身的差异也有3—5毫米，如果简简单单把这个工件直接放到夹具上，很可能就把夹具给抓坏了。机器人抓取工件，用三维视觉传感器进行精密检查，可以检查出三个方向的位置和角度，进行精密检查以后精度都在1毫米以内，对夹具一点都没有影响的情况下把工件放上去。加工完以后也并不是说直接就扔回仓库，有视觉判断。这个工件是一个铸造件，它的外形并没有被保证，这种情况下用传统机器人做，重复过去的离线编程是没有办法回应的。

智能机器人加工的现状

我们现在怎么做呢？机器人看着轮廓线走一圈，在一秒内把整个程序完全根据现实的轮廓进行一个修改，然后机器人根据现实的轮廓线再进行加工，这样就可以做到没有误差的高精度抓取。通过这个办法我们实现了720小时的连续无人运转，这是无人加工系统的效果，从人工费用可以看到第三代是第一代的六分之一，第二代的四分之一，加工夹具这一块是大幅度降低，即使采用了机器人它的初期设备投资也只有第一代和第二代的一半左右，然后把他们综合起来，第三代考虑了人工成本，它的成本只有一半，而且质量得到了飞跃性地保障。

应用在这个系统里面就是发那科的智能机器人，我们考虑智能机器人有视觉、触觉，而且现在有人工智能，也就是它的大脑。这是利用了视觉传感器的无人装配，装汽车的保险丝，有三种颜色，这是使用了彩色的视觉传感器，根据零件的位置，不需要夹具，根据视觉的检测结果，把不同的保险丝放到不同的位置。再利用上方的相机看一下是不是所有的零部件都装到了规定的位置。光有直觉虽然可以做很多工作，但是组装作业还是没有办法的。这是采用了力学传感器的装配作业，机器人先是插入定位，然后齿轮装配，大家有经验的同仁应该知道，如果齿轮位置没有对准是插不进去的，就是利用力学旋转找到空隙，和人的触觉装配原理完全一样，利用这个办法，一些复杂的过去没有办法进行的组装作业可以进行了。

这是发那科的整个发展，我们从1992就开始怎么考虑用智能机器人。我们最新的加工系统，打乱堆放陈列在那里，我们通过视觉传感器，可以看到三维的。大家觉得这种工件还是比较普通的，现在这种工件是铜水管的接口，从不同方向看形状完全不一样，而且机械手也是根据不同位置可以进行灵活对比。像这样的机器人只要有一台在粗入库的时候使用，整个系统就可以完成很柔性地抓取。这是发那科所有的机器人系列，从0.5公斤到2.3吨，所有机器人标准都是带视觉处理的，所以我们的机器人只要买来相机加上软件，每一台机器人都变成了智能机器人。

这一款是我们最新的协作机器人，过去机器人对人是很危险的，必须要把机器人关在安全栅栏里面，这一款机器人使用了力学传感器，法规规定只要能检测出15公斤以上的力自动停止，这样的机器人就是安全的，不需要栅栏就可以工作。这种机器人可以和人在同一个空间里作业，机器人搬重的东西，人做需要技巧的组装作业。这就像做手术的助手，机器人做辅助作用，这是实际发那科工厂里面运用的协作机器人。这台机器人是给操作女工提供支持的，首先用视觉传感器判断位置，然后进行抓取。因为工件比较重，过去需要两个人辅助作业，现在用这台机器人，又可以取件又可以进行辅助。

云端服务链接智能制造

为了和今天的智慧制造有关，最后我稍微谈一下物联网和人工智能时代的智能制造。发那科最新和美国思科公司开发了一款发那科的零停机时间功能，全球14000台机器人都连在美国思科的网络里面，云端服务链里面，差不多每分钟看一下你的电机，我们可以提前四周知道你的故障，当我们检测出故障以后就会自动和我们服务中心发出信号，把要交换的备件送到现场，这样就可以利用周末时间进行更换。这个功能最核心的其实就是运用人工智能技术，发那科和日本一家EFM公司进行合作，像这样的曲线就算发现减速机的故障，离你发生故障的时候已经差不了多少了，我们通过人工智能在曲线里面找到过去肉眼找不到的特征点，我们实现了提前40天发现问题。在这个基础上发那科最新还开发了一套系统，这套系统是基于云端服务器，但是把更多的部分通过人工智能放到工厂内部进行实现，现在不光能够联系机器人，还可以联系其他的加工设备，包括其他公司的机器人。

这是我们要实现的系统，比如说你要求真彩，这个系统就会自动地把其他地方的机器人调动到现场，实现最终的真彩。再比如说你有两个车间，机加工车间和装配车间，装配车间发生问题，过去只是把次品找出来，现在可以自动把信号反馈到前端的加工车间里面进行加工调整，这样就可以把你的不良率降到最低。发那科提出的智能机器人，我们通过智能传感器和协作机器人的联合，开发了这样一套可移动的机器人，带着视觉传感器，送到设备前端，用视觉传感器，现在第一个动作是把插座插上去，这个AGV带着电池，把自己插座插好，之后从固定电源端取电的同时进行加工。它可以利用每个工作站进行充电，过去我们会长的目标，虽然离他的理想还是比较远，但是我们正在一步步走进他的要求。

最后给大家看一下发那科工厂机器人自己装配机器人车间的场景，这是发那科装配车间，这部分是我们机器人自己在进行机器人装配，机器人自己进行装配，95%以上都是由机器人自己进行装配。

以上是我的介绍，谢谢。