【文/潘敏瑶】

有人认为，我国在核心工业软件领域仍然处于空白地带，这给智能制造带来了挑战。

软件在过去只是硬件的辅助工具，现在却已成为机器的核心大脑和神经系统，主导着机器的操作逻辑。然而，对于软件内部的具体运作机制，人们往往难以完全理解。

如果聚焦到工业机器人领域，国产机器人未来的发展方向将是中高端市场。国产中高端产品在未来的优势以及与国外品牌的竞争关键在于能否提供能够真正为客户创造价值的关键工艺和软件算法。

机器人行业进入“软件决定”时代

目前，中国工业机器人的应用领域正在逐步细化，这促使机器人软件的应用越来越专业化，产品差异越来越细微；硬件趋于同质化，而软件则更加多样化。人工智能在机器视觉领域的应用初露头角，大数据与工业互联网推动了智能化生产的发展。

从工业机器人产业链的技术体系来看，从基础理论到核心零部件技术，再到机器人系统技术和集成应用技术，直到智能制造生产线技术，每一层技术都离不开软件和算法的支持。

梅卡曼德CEO邵天兰认为，工业机器人的软件可以根据用途进行分类，包括工厂级规划仿真软件、编程仿真软件、离线编程软件、视觉软件等。梅卡曼德推出的是集视觉和规划于一体的新型编程软件。

节卡机器人CTO许雄则认为，从协作机器人的角度来看，软件可以分为应用软件，如离线编程、虚拟仿真、人机交互界面、示教软件、视觉系统；控制软件，如速度规划、碰撞检测；以及一体化关节的驱动软件。

库柏特CEO李淼认为，软件的四个层面分别是建模（设计、规划、选型）、感知（力控、视觉）、规划（离线仿真、运动规划）和执行（维护、监控、大数据应用），这些都是库柏特所开发的COBOTSYS操作系统中的重要组成部分。

配天机器人总经理索利洋表示，工业机器人软件的发展主要体现在软件架构、功能实现和核心算法上。软件和算法进一步促进了运动学与动力学控制、力感知、行业应用、人机交互、3D离线仿真、机器视觉等其他软件功能的实现。

在移动机器人领域，斯坦德CEO王永锟指出，软件包括部署在机器人本体上的操作系统，以及部署在服务器上的车辆调度系统，还有用于研发的调度仿真软件。

宾通智能专注于软件算法平台，其创始人龚超慧认为，SLAM算法、调度系统、STP排程系统是群体智能工厂解决方案的重要软件。

目前，工业机器人软件的主要类别包括：

示教在线编程和离线编程

机器人编程分为示教在线编程和离线编程。示教在线编程在实际应用中存在一些问题，如过程繁琐、效率低下，且精度依赖于操作员的目测，对于复杂的路径难以达到理想效果。

相比之下，离线编程减少了机器人的停机时间，使编程者远离危险环境；适用范围广，可对各种机器人进行编程；便于优化编程和复杂任务编程；便于修改程序。

随着工业机器人需要适应多种工艺，如打磨、喷涂、拆码垛、焊接、激光切割、点胶、上下料等，这些需求对编程提出了更高要求。为此，国产机器人厂商推出了越来越多聚焦特定工艺的新品。

例如，埃斯顿利用其在金属成形机床行业的优势，定制了折弯机器人，具备自动编程、智能对准、自动跟随等功能，满足了大多数钣金折弯需求，并与国内外折弯机龙头企业建立了合作关系。

埃夫特与合作伙伴共同开发了基于装备无动力关节臂、具有IP65防护等级和喷釉工艺软件包的加长臂展的喷釉机器人，该机器人可通过离线编程和无动力关节臂示教两种方式编程。

华数机器人开发了细分领域的软件工艺包，如焊接工艺包、视觉工艺包、上下料工艺包、涂料工艺包、码垛工艺包、机床工艺包、传送带跟踪工艺包等。

以码垛工艺包为例，其特点是通过简单的图形化参数界面设置即可正常使用；最短可用4行代码完成码垛功能；清晰的表示图可根据产品规划选择相应的码垛排样；所有规则物体的堆放均可使用该功能；可根据不同需求制定接近方式。

今年6月，配天发布了新版专用3D离线仿真软件系统“RobotLive”，可以实现复杂轨迹的编程。同时开发了RPsim离线编程助手，可快速完成离线编程、PC端运行、语法校验、示教器操作真实还原。

视觉与力控

机器视觉并非新鲜事物，早在上世纪80年代就开始应用于产品检测。近年来，机器人+机器视觉的应用逐渐增多，成为人工智能优先落地的技术场景之一。

随着科创板的开闸，以天准科技、华兴源创为代表的国内机器视觉检测企业受到了更多关注。从代理到自主研发，中国机器视觉厂家正在走出自己的道路。

在应用场景中，AI视觉检测平台可以快速、高效、低成本地生成数据，通过AI算法形成本地调研API、云端调研API、集成解决方案、系统化解决方案，最终提供服务，服务在应用场景中得到不断验证和完善。

与检测场景不同，机器视觉配合机器人进行无序抓取、配合AGV小车进行定位导航，仍属于新兴事物。受限于技术、成本和解决方案，目前市场虽在不断增长，但距离大规模爆发还有一段时间。

随着拆装和打磨等需求的增长，集成六维力矩传感器的力控机器人，在接触、搜索、插件或打磨过程中，通过机器学习建立力与末端速度的关系，可以实现柔顺的阻抗控制、力位混合控制和精确的力输入，从而实现力反馈控制。

机器人操作系统

2016年成立的库柏特科技是世界上首次提出工业机器人智能操作系统的公司，将机器学习算法模型植入“机器人大脑”COBOTSYS，确保工业机器人安全、稳定、易于使用，连接终端用户、机器人制造商与系统集成商，快速满足客户需求。

在AGV领域，斯坦德从底层构建的SROS系统，可以在工业、商用和服务型产品中通用。基于该系统，衍生出定位算法、控制算法、导航算法、调度算法等，可以自由制造各种小车，实现软硬件融合。

在AIoT领域，2019年初，旷视发布了旷视河图，这是一个致力于将机器人与物流、制造业务快速集成，一站式解决规划、仿真、运维、运营全流程的操作系统，具有生态连接、协同智能、数字孪生三大特性，可以为物流、制造等行业提供厂商和多设备的接入能力以及丰富的机器人智能化管理方案。

软件即“利润”？

权威机构预测，到2021年，全球GDP的50%将来自数字化经济，中国将达到55%以上。到2030年，数字化转型对GDP的贡献将超过77%。通过数字化转型，制造业可以提升8%-13%的税前利润。

这一利润提升对许多制造业企业来说是非常可观的，因为许多制造业行业的利润率仅在10%左右。

以国内喷涂行业为例，泰达机器人董事长陈大立表示，国内喷涂领域存在三大问题：一是自动化程度和周边设备的配合度不高；二是原材料浪费和环境污染；三是机器人环境适应度及性能仍有提升空间。

例如，自动化程度低、定位标定和离线编程等生产准备时间长、对作业柔性和可扩展性考虑不足导致设备利用率低等问题，在单件小批量生产模式下，有时无法充分发挥机器人的优势，影响产品的寿命和用户体验，使得产品缺乏竞争力。

为了更好地适应单件、小批量生产模式下的多变需求和复杂的场地环境，提高定位精度和运动精度，缩短离线编程和生产准备时间，提高设备利用率等，泰达机器人通过“机器人+雾化器+工艺+云服务”的方式，为客户提供一体化的机器人智能数字化喷涂整体解决方案。

宾通智能创始人龚超慧进一步指出，工业机器人发展的前十年是非标准化的十年，非标准的能力决定了项目的成功与否，但未来的十年将是数据化和标准化的十年，提炼标准化的能力将决定项目的成功和盈利能力。

总之，未来机器人产品竞争主要体现在两个方面：更低的产品价格；是否能满足客户的需求。这很大程度上取决于软件和算法在行业应用中是否为集成商和终端客户提供帮助。

因此，机器人全产业链，包括核心零部件供应商、智能部件提供商、智慧工厂顶层设计商、机器人本体厂商、行业解决方案集成商等上下游伙伴需要开展深层次的合作。

软件真的能“定义世界”吗？

随着工业互联网、人工智能、大数据的推进，数据显示，2018年中国工业软件市场规模达到1678.4亿元，同比增长16.0%，在过去三年中年均增长率超过15%，但总体增速仍相对较低。

智能工厂的三个核心要素是数据、传输、计算，云计算、物联网与人工智能将成为推动智能制造发展的三驾马车。

为了提高机器人的智能化水平，诸如专家系统、模糊系统、退化计算、群计算、机器学习、神经网络等人工智能方法将被广泛应用，图像识别、语音识别、语音合成、自然语言理解等技术也将广泛用于改善人机交互方式。

此外，云计算、大数据等技术的快速发展，资源共享、知识共享、数据挖掘等理念为提高机器人的分析、决策和协作能力提供了新的思路。

业内人士一致认为：“未来是以软件定义世界，数据定义未来。”

然而，高工机器人研究所所长卢彰缘也指出：“工业软件在中国过去一直未受到足够重视，从基础的CAD到PROE、UG都是采用国外软件，过去的拿来主义发展到现在，才发现无人等候。想要追赶，需要从政策引导、人才培养、场景设计等方面综合规划，工业软件领域的高端人才将更加紧缺。”

在此背景下，12月11-13日，由高工机器人举办的“利元亨·2019高工机器人年会”将在深圳机场凯悦酒店举行，本次年会主题为“生态互联·逆势包围”。其中，年会闭幕式专场的主题为“工业互联时代下的机遇和挑战”，与会嘉宾将共同探讨工业软件的落地与趋势，期待您的参与！