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　　最近朋友圈的一篇機器人行業調研文章《國產工業機器人現狀思考》引起了同事間的熱議。此篇文章除了顯見的文字/邏輯疏漏、內容復制粘貼之外，同時還折射出了一部分行業調研文章的共同問題：不深入了解行業而輕易下斷語。例如其中又一次出現了控制系統是門檻最低的主要部件，我國已有多家廠商掌握之類的錯誤表述。　　其實針對這個問題我曾經與幾位行業內資深人士探討過，大家都認為在工業機器人行業中，國內與國外差距最大的方面應該是控制器，所以我一直很好奇為什麼在很多同行的反對這樣說法的情況下，包含此類觀點的文章為什麼還頻繁出現在各大專業媒體以及投資機構的市場分析報告中？　　究其原因，只能說國產工業機器人剛剛起步，研究的人少而不精，在當前天下文章一大抄以及眾多資源涌入行業的大背景下，才出現如此多急功近利且損害行業利益的類同文章。　　行業的健康發展需要不同的聲音，因此幾位同事和我一起，與大家分享一些有關工業機器人控制系統的觀點，行業內外的朋友可以一同探討學習，主要內容包括：　　1.什麼是工業機器人控制系統，如何定義？　　2.為什麼控制系統對于機器人至關重要？　　3.走出三大機器人核心零部件的誤區；　　4.現代工業機器人控制系統的設計原則；　　5.機器人行業的費米悖論；　　本篇將著重于前三個問題。　　什麼是機器人控制系統？　　有關機器人控制系統更專業的定義和功能介紹，可以參考下一篇文章，這里我們使用類比的方式，參考計算機行業的分層形式來介紹機器人控制系統的范圍，見下圖：　　如同計算機的操作系統一樣，機器人控制系統在整個工業機器人產業中，扮演了最基礎的軟件平臺的角色。　　當你購買了一臺工業機器人后，通過編程的調用其控制系統自帶的基本功能可以滿足很多場合的需求。如果自帶的功能滿足不了要求，那么可以選裝某些特定行業的應用軟件包，譬如打磨、力控、分揀、焊接、噴涂等。這就好比簡單的圖像處理我們可以使用Window自帶的畫圖軟件甚至PowerPoint來實現，但是如果要求更高，那么可以安裝像Photoshop這樣的獨立應用軟件。　　控制系統提供平臺，應用軟件在平臺的基礎上擴展應用范圍，提升使用體驗。　　在工業機器人發展的歷史進程中，有很多優秀的細分應用軟件公司，通過使用新的技術，研究新的工藝，在某個細分方向上成功拓展了機器人的應用范圍。這些公司有的獨立成長為了某個工藝領域的應用專家，利用與機器人廠家定制的專用機器人加自己獨到的應用軟件包在細分領域獨領風騷，例如噴涂的DURR，焊接的CLOOS等；有的則成功被機器人整機廠商收購，其應用技術并入到機器人控制系統的框架中。　　這幾年深度學習技術在機器人路徑規劃、視覺方面有不少應用案例，這些技術增強了機器人在面對非結構化環境時的應用水平，同時也解決了之前通過固定編程方式不能解決的一些應用問題，對于擴展機器人的應用范圍有著積極的意義。做為機器人整機廠商，我們相信新的應用技術是機器人產業向前發展的重要推動力，也愿意同靠譜的合作伙伴共同成長。　　那做系統和做應用軟件哪個難度更大，門檻更高？　　這個問題沒有絕對的答案，取決于做的深度與廣度。微軟也不敢說一定能做出媲美Photoshop的圖像處理軟件，Adobe全力投入幾十年也未必做不出Windows，最終的答案取決于公司的發展歷程與戰略取舍，相信每一位深耕行業的專業人士對此都會有自己的判斷。　　但是如果故意混淆這兩個不同層級的概念，故意貶低他人抬高自己，那要么是對行業缺乏正確的基本認識，要么就是在嘩眾取寵。理論成熟不代表門檻低，也不代表產品和產業成熟，內燃機的原理大家都明白，你做一臺V8出來看看？　　控制系統門檻最低？錯！　　Robotbydefinitionissoftware-drivenmechanicalsystem。　　類似于電腦和手機，工業機器人是一種非常典型的軟硬結合、機電一體產品。　　這樣的產品都遵循這樣一個原則：　　硬件決定性能邊界，軟件發揮硬件性能并定義產品（機器人）的行為。　　在相對成熟的市場中，當大家使用的硬件趨于一致時，通過軟件來進行產品差異化并創造價值是常見做法。工業機器人行業經過幾十年的發展，硬件進步速度已經大為減緩，主流廠家的硬件配置基本相同，國產廠家也可以購買到與進口品牌相差不多的零配件（當前價格會高不少），這時機器人的控制系統就成為了決定機器人性能和功能的主要因素。　　假如我們有兩臺機器人，配置分別如下：　　1.進口abb的機器人控制器+國產伺服系統+國產減速器+國產機械本體；　　2.國產機器人控制器+進口伺服系統+進口減速器+進口機械本體；　　那么哪一臺的性能會更強，功能會更多？　　答案想而易見，沒有人會認為第二種配備國產控制器的機器人能PK過第一種使用abb機器人控制器的機器人，即使性能好的方案除控制器外幾乎全部使用了國產零部件。　　既然控制系統如此重要，而且到目前為止國內沒有開發出可與市面主流機器人品牌原生系統性能接近的控制器產品，那為什麼會有控制系統門檻最低的結論，或者說錯覺？我覺得原因主要有三個：　　1.國內缺乏對機器人控制和整機產品研發有深入認識的團隊和公司。對一個問題的正確判斷有賴于對問題和背景的深入了解。國內工業機器人產業起步較晚，缺乏對高性能機器人產品研發有足夠經驗積累的團隊和公司，誤以為機器人只要能動起來那么控制系統就夠用了，導致很多人錯誤的認為控制系統很簡單。在后一篇文章中，我們將和大家探討有關現代機器人控制系統開發的一些細節。　　2.國內機器人產品還普遍面向中低端市場，客戶對國產機器人的性能幾乎沒有要求。在這種市場需求下，很多公司對自己生產的機器人產品僅僅要求可以動起來，滿足一些精度、速度、功能要求不高的場合，那么使用第三方的控制系統或者使用各種運動控制卡拼湊的控制器是可以滿足要求的。我們不能說這樣的做法是錯誤的，因為市場需求決定產品定位與設計，既然中國存在大量低端的需求，那么這樣的機器人產品也就有其存在的價值。但是在相對有限市場空間的工業機器人領域，長期面向低端的公司將無法獲得足夠的利潤來支持其走向中高端，如果國內所有的廠商都是如此，那么國產機器人行業將極有可能重蹈機床行業的覆轍，在短暫的銷量高潮之后，跌落回出貨量很大但是大部分利潤被國外CNC軟件系統商拿走的境地。　　3.人們對于無法看到和無法直接對比的參數缺乏直觀、準確的認識。像減速器這種看得見摸得著的部件，有經驗的老師傅可以非常直觀的看出國產產品與進口產品之間有多大差距。大眾更習慣于關注看的見的差距，而忽略真正隱藏在背后的差距。這種現象其實在計算機行業也有可參考的例子，各位現在可以回想一下自己平時用的生產力軟件（Office、CAD、CAE、科學計算、仿真分析、視頻剪輯、音頻編輯、平面設計等），有多少是國內廠商提供的？幾乎沒有。國內正版用戶每年都需要付出巨額費用來購買這些軟件產品。但是在你的印象中，聽到國內外CPU差距很大是多久之前？聽到有人談中外軟件差距很大又是多久之前？抑或從來沒有聽過軟件差距很大的說法？中外生產力軟件產品之間的差距可能沒有芯片之間大，但是仍然不能掩蓋國產專業軟件的落后，也正是這種思路的蔓延導致了機器人控制軟件不受重視。　　從1973年ASEA（1988年，ASEA和BBCBrownBoveri合并組成了現在的ABB公司）發布全球第一臺全電動工業機器人到現在已經過去了40多年，期間雖然減速器和伺服系統方面一直在持續不斷的進行減少體積、提高響應性、降低傳動誤差等改進，但是這種改進更準確的講是一種循序漸進的改良而非突破。工業機器人的應用領域能從最初的用來組裝變速箱擴展到現在的焊接、噴涂、裝配、貼片、點膠、打磨、拋光、分揀、搬運、碼垛、檢測、注塑、切割、測量、沖壓、包裝等數十個領域，絕大部分靠的是機器人控制系統在架構、控制、規劃、工藝流程、人機交互等方面的革新。　　以最近非常火爆的協作機器人為例，雖然有著與傳統機器人很大不同的外觀，但仍應該將其看做是在傳統電機和減速器基礎的產品創新，或者更準確的說是控制的創新與軟件的創新。（協作機器人又是一個有眾多誤區的話題，改天再聊）　　走出三大核心零部件的誤區　　控制系統、伺服系統、減速器被稱為工業機器人三大核心零部件的說法由來已久，但是翻遍了Google也沒找到這種說法是何時何地興起，卻又經常被人拿來當作論證的起點，似乎每個機器人都是買來三個主要零部件，再設計下機械本體和控制柜就生產出來了。　　如果跟行業外人士快速講解機器人結構，那么這種說法也沒有問題。但是作為行業內人士，尤其是機器人整機生產商，如果一直按照這個拿主要部件攢機器人的思路來思考，則很難做出優秀的產品。　　現在國產機器人的情形像極了五六年前的國產手機。依靠各芯片廠家提供的解決方案，一個小作坊也可以迅速攢出來一款手機，這樣的產品在一個尚未飽和＋尚未開化的市場也許有一席之地，但是等藍海變成紅海，首先被淘汰的會是粗制濫造的山寨貨，然后是沒有核心技術的二流品牌，能夠撐到最后的是幾個的國產巨頭。這么成功的手機廠商最初可能也有過堆硬件的歷史，但是最終的結果必然是通過優秀的整機設計和良好的軟件適配找到了自己的發展之路。　　設想若干年后的機器人市場，彼時的贏家，靠的也不會是市面上花錢就能購買的所謂核心零部件，而是擁有核心算法和完善功能的控制系統軟件以及優秀的整機產品研發能力。因為機器人首先是software-drivenmechanicalsystem，是軟件驅動的機電系統；作為系統整體而存在，也作為整體而設計。現實情況也正是如此：主流的機器人都是自有控制系統。硬件決定性能邊界，軟件發揮硬件性能并定義機器人的行為。任何一家想真正造機器人的廠家都不會放棄定義自家機器人行為的機會。　　工業機器人的產業化在國內起步時間尚短，但是正在變得越來越熱鬧。作為行業從業人員，筆者深知做一款主流性能工業品的不易，往往歷盡艱辛才能初窺門徑，苦心孤詣才能有所突破。希望調研人員多做扎實的功課，而少下輕飄飄的斷語，也希望各位同行可以相互支持，踏實做事，實在做人，共同成長，機器人行業的未來必然有國產企業的一席之地。　　如果看到這里還認為機器人控制系統是門檻最低的核心零部件，那我只好就此打住。

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