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一个悲伤的创业故事:找对了问题,却没有找对方法

笨重、昂贵且难以操纵,这就导致当时的中小型企业虽然有应用机器人的内在需求,却由于种种不便,将传统工业机器人的应用视为“鸡肋”。

在协作机器人诞生之前,欧洲正面临人口老龄化带来的严峻形势,且因此引发的劳动力短缺问题还有愈演愈烈的趋势。市场上“机器换人”的呼声正高。而当时占据主流的传统工业机器人单价多在数万到数十万美元之间,应用于大型设备上的多轴高精度工业机器人甚至达到百万美元。再加上必须为设备的安装、调试额外付给系统集成商30-100万左右的服务费用,传统工业机器人的应用成本让中小型企业望而却步。更不用说这类设备结构复杂,在操作时要用围栏把人隔开,且必须由经过专业培训的员工操作。否则一旦操作不当,就可能出现安全事故。

笨重、昂贵且难以操纵,这就导致当时的中小型企业虽然有应用机器人的内在需求,却由于种种不便,将传统工业机器人的应用视为“鸡肋”。

与人互补的机器人

优傲机器人公司(UR)的三位创始人Esben Østergaard、Kasper Støy和Kristian Kassow看到了传统工业机器人的缺点,意识到方便易用的机器人将会大有市场,因此希望设计易于安装和编程的轻型机器人,以开辟新需求。恰逢2005年,由欧盟资助的机器人项目开始实施,鼓励中小型企业通过机器人技术提高劳动力水平,降低成本,增强竞争力。因此优傲公司在这一年于丹麦成立。

2008年,优傲机器人在丹麦和德国的经销商售出了首台UR5协作式机器人,这是市面上第一款运用于商业领域的协作机器人。与载荷以吨计数的传统工业机器人相比,这款六关节铰接式手臂机器人自重18公斤,有效载荷5公斤、工作半径85厘米,主打的就是小巧灵便。而且其机器手臂上安装了力反馈的传感装置,从设计上就考虑到对人的保护,可以与人在同一空间进行协作。在UR5之前的协作机器人绝大多数都局限于传统机器人的思路,要么主打“机器换人”,要么强调机器与机器的协作,而UR5才是第一个从设计理念上就强调与人协作,以协作机器人的要求进行开发的机器人。

协作机器人这一理念在当时结合了人和机器的优势,彼此取长补短:让机器人辅助人类去完成那些高重复性、高精度的工作;而人类则解决灵活性高、不断优化的工作。为此,协作机器人大多支持拖动示教,可以让人通过拖动机器手臂“教会”某个动作,其图形化的编程界面也比较直观,与传统工业机器人要简单得多。而且由于其轻便的体型和易于编程的特性,协作机器人可以在企业调整生产流程后,转移到生产线的任意位置,对于3C这样的产品具有小批量、个性化特点,产线更新换代快的行业,以及对柔性生产具有极高要求的企业,极大地满足了他们的需求。

脱离应用场景的“工业”机器人

然而,本该前途一片光明的协作机器人行业,有人却不慎走上了“歧途”。

就在这一年,MIT教授Rodney Brooks在美国创立了Rethink Robotics公司的前身,其目的起初也是为了帮助美国本土的中小企业提高生产效率,降低成本。但是,Rodney Brooks一向不走寻常路,他着重强调协作机器人与人的互动,认为机器人的目标是可以像一个工人一样,推到生产线上进行简单的示教就开始使用,不需要像传统机器人那样编程。所以他不惜在内部结构、外部机构、编程等各个方面都刻意突出差异化,采用了与传统工业机器人迥异的设计。

Rethink Robotics公司在2011年推出的首款产品Baxter,不仅采用了双手臂设计,而且在机器人的头部还配备了能够显示表情的显示屏,与人的形态十分相似。这一点也使得Baxter很受教育和服务行业的青睐。而且该产品采用了塑料外壳,并创意性地利用弹簧形变开发串联弹性执行器(SEA),极为重视在碰撞中对人的保护。

但也正因为如此,Baxter在结构、刚度、精度等方面有所牺牲,却在成本上居高不下。甚至还有用户反应,Baxter的机械臂在到位停止后,还会有“肉眼可见的晃动”,再加上这一代的协作机器人速度太慢,根本无法达不到工业生产的标准,很难让用户信服这样的协作机器人能给生产效率带来多大的提高。

不仅如此,在编程方面,Baxter也没有考虑好自己的定位。原本双臂设计是为了更好地协作,完成一些复杂的动作;但Rodney Brooks过于强调拖动示教和通过手臂上按钮记录轨迹,反而使得该机器人在后期升级编程模式之前,很难记录复杂的动作,双臂设计形同虚设,许多用户干脆将Baxter的手臂当成两个独立的部件使用,甚至只启动其中的一只手臂。

过于超前的理念和不切实际的应用场景使得Rethink Robotics的协作机器人在市场上的反应平平。虽然后继推出了精度大为提高的单臂机器人Sawyer,仍然达不到工业水准,面对Rethink Robotics的颓势也无力回天。截至2018年倒闭时,该公司在10年间总共卖出了2500台,其中有不少卖给了高校实验室用于研究用途。

稳扎稳打的优傲

与Rethink Robotics相反,优傲一路稳扎稳打,继有效载荷5公斤的UR5之后,在2012年又推出了性能更强大的UR10。其目标定位为大型任务,将有效载荷增加到10公斤。而在进入亚洲市场之后,针对中国、新加坡等国电子产业兴旺的特点,于2015年推出了适用于轻型装配作业的台式机器人UR3。

除了产品,优傲机器人还将其影响力扩大到整个行业及其上下游。优傲于2016年参与了ISO/TS15066技术标准的起草。该标准在传统的工业机器人之外,附加了协作机器人的相关内容,提出了人机协作概念和详细的要求,为行业的蓬勃发展奠定了基础。

同一年,优傲机器人还推出了生态系统UR+,以充分利用公司外部的研发力量。优傲承认自己不可能精通机械臂制造行业的所有方面,因此将机器手臂的末端执行器和附加组件的开发交给第三方,希望这些开发伙伴针对行业和具体应用开发出解决方案,赋予客户丰富的末端工具选择。现在该生态系统已有201个认证UR+产品和400多家经批准的商业开发公司加入。仅在2018年,有超过50万名独立访客访问了UR+网上展厅以寻找解决方案。

作为补充UR+生态系统的补充,优傲又在2017年推出了免费的协作式机器人在线培训,包括末端执行器的安装、I/O连接、基本程序的创建,以及应用程序安全功能的使用,从而进一步提高人们对机器人知识的了解。

找对了市场,还需用对方法

同是拥有核心技术的创新型公司,同样切入堪称蓝海的协作机器人市场,为何这两家公司的命运呈现截然相反的走向?

原因在于,这两家公司在发现传统工业机器人与和中小型企业的需求不匹配这一痛点之后,提供解决方案的侧重点有所不同。

曾经提出“蓝海战略”理念的法国INSEAD商学院教授金伟灿和勒妮·莫博涅指出,有些企业领导者能够识别全新问题或抓住全新机遇,他们往往遵从的是以下三个步骤:

第一步,深度思考世界或所在行业中一些迫切需要解决却又被忽视的问题;

第二步,厘清问题被忽视的原因,即为什么某些企业或行业不愿意解决这些问题或抓住这些机遇;

第三步,寻求新技术、新平台以及新方法,采用高价值低成本的方式解决问题或抓住机遇。

在第一步,优傲与Rethink Robotics殊途同归,两者都发现了传统工业机器人的问题,找到了被忽视的中小企业这个潜在的用户群体。

但在第二步,两家公司的路径出现了分歧。Rethink公司认为,问题在于目标群体没能理解协作机器人的价值,从而错误地采取了与传统工业机器人切割的方针,在一味地强调产品互动性的同时,不惜削减产品的工业性能,却忽视了当时的工业机器人用户尚未普遍接受协作机器人的理念,首要需求还是提高生产力。哪怕长袖善舞,但手无缚鸡之力的机器人与我何干?其性能相对低下的产品最后沦落到了“科研教具”的尴尬境地。

而优傲从一开始就将帮助用户提高生产力当作首要任务。其首席技术官兼创始人之一的Esben Østergaard博士表示,协作机器人的设计初衷就是成为类似于扳手、螺丝刀一样的工具。由此,他认为,协作机器人应当具备工具的特征,比如便携性,易于更换位置,易于更换应用。因此,优傲的机器人在设计阶段就朝着更加轻量化,更适应柔性化生产,更易于操作的方向发展。所以我们看到,Rethink公司体型庞大,自重74公斤的Baxter有效载荷仅有区区2.2公斤,而自重约18公斤的UR5载荷却达到了5公斤。谁更适应柔性化生产,更能满足中小型企业的生产需求,其答案一目了然。

其次,在每一种新的工业产品推向市场的初期,往往总是会在盈利能力较强的行业(比如汽车)得到应用。那么在推广初期为了加快市场对该产品的认可,就必须考虑到这类企业的需求。优傲与西班牙大陆汽车公司合作的案例就能印证这一点。

当时大陆汽车公司需要一款协作机器人,在制造过程中执行PCB板和组件的上下料及检测任务,这是一项对人来说颇为单调和重复的任务,但同时又需要高度的精确性。优傲及时根据市场需求,推出了第二代有效载荷更大的产品(UR10),在提升机械臂力量的同时仍具有极高的精确度。大陆汽车的工程师之前虽然毫无机器人技术方面的相关经验,但在几周之内就掌握了应用优傲协作机器人编程的能力。协作机器人的到来让大陆汽车的操作员不再需要执行繁复的工作任务(例如搬运组件),从而可以专注于提高生产率。该环节的转换时间也因此得以减少了50%,降低了运营成本。大陆汽车的工厂经理Cyril Hogard指出:“公司在行业竞争激烈的背景下运营,主要挑战之一是提高生产率。”而优傲的产品让他们看到了协作机器人的优势所在——集成简便、无维护成本和更高的生产力。

在第三步,两者的态度也体现出了差别。由于担心知识产权等问题,哪怕当时美国工厂的人均价格是中国工厂的20多倍,Rethink Robotics坚持不将生产放在中国,宁可放在高成本的美国生产,徒然推高了自家产品的成本。而优傲在进入中国市场之后,即使中国市场在其全球销量中占比不足10%,仍然愿意在北京、上海和深圳建立服务中心,和客户共同开发适用于本地市场的解决方案。再加上前文提到的UR+生态,优傲对本地UR+开发者的产品积极进行测试和认证,以自家产品为核心,有效形成了强大的研发体系,为优傲最终成为全球协作机器人出货量第一的领军者提供了强大动力。

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