大族电机

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几乎所有利润都投入研发——南方日报专访报道

来源:本站 | 发布时间:2017-02-23 | 浏览次数:2130

大族电机凭借自主创新突破行业“紧箍咒”,把机器人卖到了发达国家。

机器人市场是一片“蓝海”,图为大族电机研制的新型机器人。

大族电机展台陈列的机器人零部件

        产品性能“又快又准”,是电子制造企业一直在追求的“小目标”。作为国家支柱产业,电子制造行业部分高端装备长期依赖进口,相关技术、设备甚至人才都集中在日本、欧洲等地区。特别是高速精密电机、运动平台及控制器等核心零部件,常常受制于人。这些问题似乎成为了制约国内电子制造行业发展的“紧箍咒”。

        在深圳,有一家企业试图改变市场“潜规则”,用自主创新打破行业壁垒,破解电子制造行业研发时间慢、效率低的现状。其自主研制的机器人等产品更是大有赶超日本、欧洲之势。这家企业便是成立于2005年的深圳市大族电机科技有限公司(下称“大族电机”)。

        近日,在广州召开的广东省创新发展大会上,大族电机参与完成的“面向电子装备点位操作的高速精密运动规划与测量技术及应用”项目,获得2016年广东省科技奖一等奖。凭借一项电子制造关键技术,大族电机相关产品国内市场占有率处于行业前列,且远销欧美、日本等地。“基本上公司所有的毛利润都投入研发之中,大族电机有500多名员工,其中超过300人在进行研发工作。”大族电机联合创始人、副总经理王光能接受南方日报记者专访时说。


“软硬结合”突破技术壁垒

        “国内不少电子制造中小企业都想要‘短平快’的盈利方式,但他们往往忽略了基础研究。企业的生存压力非常大,产学研结合在当前的市场大环境下便显得十分重要。唯有掌握核心技术,才能在市场中占有一席之地。”

       在电子制造领域,机械从一个点到另一个点的运动,看起来是十分简单的一件事,却让不少专家学者头疼。受温度、摩擦力、硬件性能、运动算法等影响,机械几微米的运动偏差,都有可能导致整个流水线所生产出的工业产品报废。失之毫厘便差之千里,如何保证运动高速且精确,大族电机一直在思考。

        “又要快又要准,还要保证机械能按照指令迅速停下来且不抖动,这太难了。”王光能表示,国内不少电子制造领域的企业都试图攻破这一难题,大族电机更是在2012年便联合广东工业大学一同启动“面向电子装备点位操作的高速精密运动规划与测量技术及应用”项目(下称“获奖项目”)的研究,其目的便是为了突破高速精密运动控制与平台定位技术的技术壁垒,带动半导体制造、激光打孔、打标等精密点位操作的装备性能和效率的提升。

        这一项目名称听起来十分复杂,究竟该如何理解呢?“该项目其实是‘软硬结合’的一项综合性研究。”王光能介绍,项目名称的前半部分“面向电子装备点位操作”研究的是硬件,也就是保证机械从一个点到另一个点运动过程中的稳定性;后半部分“高速精密运动规划与测量技术及应用”研究的便是软件,即从运动控制算法上对点位运动进行改良,在相同硬件的基础上,通过改进算法让点位运动更快更准,让硬件发挥出最大的效果。

        王光能举例说:“大族数控所用的PCB(印制电路板)钻孔机,其中便应用了大族电机研制的直线电机进行驱动,PCB钻孔机每分钟要钻几百个孔,其每分钟进行的点位运动也高达数百次,这便需要该获奖项目进行技术攻关。”

        “同样的运动平台,国内不同厂商的效果千差万别,哪怕是一点点偏差,便可能导致产品的良率急速下降。”王光能表示,国内不少电子制造中小企业都想要“短平快”的盈利方式,但他们往往忽略了基础研究,“企业的生存压力非常大,产学研结合在当前的市场大环境下便显得十分重要。唯有掌握核心技术,才能在市场中占有一席之地。”


        记者了解到,该获奖项目由广东工业大学、广东万濠和大族电机共同开发和产业化。其中,广东工业大学与大族电机长期开展产学研合作,大族电机则主要负责产业化开发。


“科研一定要允许失败”


        “科研一定要允许失败。没有人在研究开始之前就能判断一项研究的好坏,基础研究本身就是一场‘持久战’。爱迪生发明电灯前便失败了数千次,基础研究也是如此,投资者和市场都应该认可失败的价值,不能太急功近利。”

        得益于获奖项目的技术积累和沉淀,大族电机所研发的各类高速精密运动平台及控制系统主要技术指标达到国际同类先进水平,产品国内市场占有率处于行业前列,且远销欧美、日本等地。

        要做好这项研究,大族电机面临的压力可不小。“这一领域不像人工智能、生物医药等领域那样容易产生大规模的社会影响,电子制造业内许多都属于基础研究范畴,时间长且跨度大,如何向市场交代是企业面临的最大压力。”王光能说,部分企业看重短期效益,大族电机采用的方法却是聘请研发人员,让他们静下心来进行长时间的研究工作。“基本上公司所有的毛利润都投入研发之中,大族电机有500多名员工,其中超过300人在进行研发工作。”

        研究永远不可能一帆风顺,失败的次数往往比成功的次数要多得多。“既要满足时间快和效率高,又要满足精度高,是获奖项目研究过程中遇到的最大难点。” 王光能说,运动算法研究没有前车之鉴,一切都要从零开始,“我们利用广东工业大学的基础研究,降低了高速运动条件下的振动,提高了执行效率,定位精度也明显提升。”

        创新技术不断攻关,如何产业化则成为了重中之重。记者了解到,高速精密直线电机与运动平台在大族数控、大族激光、大族光电等大族集团下属其他装备制造企业中已得到应用,为相关设备达到国内外技术先进水平提供重要支撑作用。而这一项目的技术攻关,也带动了半导体制造、激光打孔、打标等精密点位操作的装备性能和效率的提升。

        “项目在学校研究得再好,没有跟企业合作,也只能发表文章后锁在抽屉中,无法创造价值。大族电机的强项是硬件研制和产业化应用,广东工业大学则对基础研究颇有见地。”王光能说,相关领域的研究是一个持续性的、永无止境的过程,“这一阶段完成后,下一步我们可能会研究如何将人工智能、深度学习等应用在运动控制之中”。


        “科研一定要允许失败。”王光能表示,没有人在研究开始之前就能判断一项研究的好坏,基础研究本身就是一场“持久战”。“爱迪生发明电灯前便失败了数千次,基础研究也是如此,投资者和市场都应该认可失败的价值,不能太急功近利。”


凭借独特设计挺进机器人领域


        中国的机器人产业起步没有日本、欧洲等地早,但王光能相信,工业机器人的核心技术依然没有被发达国家所全部掌握。“真正实现柔性生产是大族电机的目标,模块化设计能让机器人的安装和拆卸更加简单,升级或转移生产线再也无需耗费大量资源。”

        作为国内直驱电机的领先者,大族电机研制的产品已由最基础的电机零部件,延伸至工业机器人。在电机等产品市场占有稳固份额的同时,大族电机证试图向工业机器人领域挺进,在这片新“蓝海”掘金。而本次获得广东省科技奖一等奖的项目,其中产业化应用的重中之重,同样是机器人。

        王光能同时也是大族电机机器人研究院(下称“研究院”)院长,目前研究院共有研发人员约100人,大族电机将其视为企业内部的创新孵化器。此前在研制电机、运动平台、自动化设备等相对传统领域的技术沉淀,给了大族电机进军机器人市场的野心。

        然而,在机器人市场,工业机器人“四大家族”(瑞士ABB、日本发那科、德国库卡、日本安川电机)凭借其在中国制造基地的布局,以及完善的全球业务网络,本地化服务落地非常迅速,国内品牌想要撕开市场的裂缝并不那么容易。

        王光能明白中国的机器人产业起步没有日本、欧洲等地早,但他相信,工业机器人的核心技术依然没有被发达国家所全部掌握。

        在位于深圳南山科技园的大族电机办公室正中央,十余台工业机器人正在测试之中,这些机器人或模拟产品运输,或模拟3C产品测试,科技感十足。数量最多的,是一款名为“Elfin”的六轴机器人,记者看到,这款机器人运转自如且流畅,几乎没有噪音。相关负责人告诉记者,这款机器人最大的特点是可以人机协作,其自重仅21公斤,可以在不同行业中应用。

        “日本、韩国、美国、意大利、新加坡等国家的企业都已经下单Elfin或表达合作意向,我们已经得到了国外市场的认可。”王光能说,把机器人卖向发达地区,离不开大族电机此前的技术沉淀,而Elfin最吸引海外客户的,是其独特的模块化设计。

        “一个非机器人专业人士10分钟就可以让机器人运行起来,这就大大拓宽了机器人使用的领域。”王光能介绍,与之形成鲜明对比的是,传统机器人的使用难度较高,只有经过培训的专业人士才能熟练使用机器人完成配置、编程以及维护的工作。

        机器人要在各个生产线之间快速切换,重复利用且节约成本,离不开模块化设计。“客户可根据自己的需要定制各种类型的机器人,以满足生产的需求。”王光能告诉记者,真正实现柔性生产是大族电机的目标,模块化设计能让机器人的安装和拆卸更加简单,升级或转移生产线再也无需耗费大量资源。“工业4.0提倡的‘制造到智造’其实是一个柔性的过渡。机器人可以在不同时间段执行完全不同内容的工作,非常智能和灵活。”


为了企业发展不得不‘踩坑’”


        “机器人市场需求大,拥有核心技术,企业便能拥有极大的利润空间。未来每年如果生产上万台机器人,销售额便能轻松超过10亿元,非常可观,这是机器人行业给我们带来的希望。”

        工业领域是大族电机当下正在深耕的市场,大族电机还有一个“小目标”,那就是由“B2B”转型为“B2C”,进军消费级机器人市场。

        “我们生产的Elfin等机器人具备安全碰撞停车的功能,可以保证人在机器旁边安全地工作,同时不降低机器人的工作效率也不增加应用成本。”王光能说,未来这些机器人可以应用到各行各业,“按摩、捶背甚至做菜,它们都可以做,民用机器人市场可挖掘空间很大。”

        麦肯锡此前发布的一份预测报告称,医疗、国防安全、服务生活领域将催生出数万亿美元的机器人市场。“服务型机器人对大数据、语音图像识别技术提出更高的要求,这无疑为中国机器人产业带来潜在机遇。”高工机器人董事长张小飞接受媒体采访时曾表示,和工业机器人更强调机器和自动化不同,整个机器人产业在向着人工智能的方向发展。

        事实上,最初在是否将机器人作为未来发展的主营方向上,大族内部是有相当争议的。“能不能盈利、有没有市场,是公司内部人员考虑的主要问题,直到现在这种争议依然存在。”王光能告诉记者,大族电机已经投入了几千万元研制机器人。

        “机器人行业其实是个‘坑’,但为了企业发展我们又不得不踩‘坑’。”王光能直言,国内机器人企业很多都还未盈利,未来预期收益也并不明朗,行业仍在摸索中前进,但依然是一片“蓝海”。“我们单单研究机器人就立了不少项目,其中失败的占大多数,过程非常曲折。”

        在工业转型升级的带动之下,我国机器人产业近两年迎来高速发展期,大族电机便恰好赶上了这个风口。2016年4月,工信部、发改委、财政部等三部委联合印发《机器人产业发展规划(2016-2020年)》,为“十三五”期间我国机器人产业发展描绘了清晰的蓝图。

        幸运的是,大族电机所研制的机器人并未在市场遇冷,而是接到了不少发达国家企业伸出的橄榄枝,其中便包括日韩、欧美等老牌工业地区。“机器换人在国外更容易,因为发达国家的用人成本更高,其制造产业更依赖智能机械。”王光能说。

        “很多公司是从别的行业转型做机器人,那才是真的跳‘坑’,我们本来就在电子制造领域有一定的技术积累,便是从‘坑’里往上爬。”王光能说,机器人市场需求大,拥有核心技术的企业便能拥有极大的利润空间,“未来每年如果生产上万台机器人,销售额便能轻松超过10亿元,非常可观,这是机器人行业给我们带来的希望。”


■对话

大族电机副总经理王光能:政府应想办法  留住研发人才


南方日报:有业内人士表示,目前机器人很难抓住用户痛点,不能成为刚需,您如何看待这一问题?

王光能:企业、科研机构一定要有前瞻性,用现在的眼光看待机器人技术可能会存在不少质疑,但几年后也许就会发生改观。电机的小型化、机械手的小型化,甚至为这些传统设备加上图像识别、语音识别等人工智能技术,都是未来方向,也是企业、科研机构现在就该着手做的事情。

机器人变得更智能,才有机会深入消费领域。如果只是让机器人唱歌、跳舞,其充其量只能是一个智能音响,这样的机器人仍然处在非常低的层次。当企业往智能化方向靠近时,便会发现每一步的研究成果都是有用的。比如机械臂一开始是用来检测和搬运的,但是将它轻型化、智能化后,也可以应用到商业领域。


南方日报:作为制造业起家的本土企业,您对深圳这座城市的创新环境有何切身体会?

王光能:深圳人才多,创新环境好,好的科技公司都聚集于此。深圳的机器人产业链配套非常完善,比如大族电机需要给机器人完善模块化设计、深度学习、语音识别等功能,几乎都不需要自己进行研发,许多前沿的科技服务都能直接在这座城市购买到。

上下游产业聚集也营造了非常好的机器人行业氛围。我们周围都是同行,思想容易碰撞,遇到问题了,也不用单打独斗。此外,我们研制的产品非常容易在这座城市找到合作方,而其他企业所生产的东西也能为我们所用。


南方日报:作为深圳明星科技企业大族激光的控股子公司,大族电机对政府有什么建议吗?

王光能:希望政府能关注从事基础研究的人才,把他们留在深圳。深圳政府营造了一个规范有序、尊重创新的市场化环境,这非常有利于科技企业成长,对于这些企业来说,人才是至关重要的一环。

大族电机300多位研发人员中,有一半都是研究生学历,他们的平均年龄才20多岁,如何留住这些人才,决定了大族电机的成败,也是深圳向世界级“创新之都”迈进的关键所在。


策划/统筹:杨磊

撰文:南方日报记者 苏梓威 实习生 李美蓉

摄影:南方日报记者 鲁力


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