沉寂幾年后，2021年，機器人賽道再次升溫。

業(yè)內流傳的“松山湖的機器人企業(yè)要被VC們搶光了”其實不算空穴來風。根據不完全統(tǒng)計，截止2021年10月，僅在國內工業(yè)機器人行業(yè)發(fā)生了70起融資，融資金額近200億，超過了2020年全年融資額。

值得關注的是，新的機器人浪潮中，協(xié)作機器人這一細分賽道走到聚光燈下。有數據統(tǒng)計，工業(yè)機器人領域獲投企業(yè)前三大細分品類分別是移動機器人（29%），機器人軟、硬件供應商（23%）和協(xié)作機器人（16%）。如果說移動機器人火熱背后是對搬運、運輸方式革新的渴求 ，那么協(xié)作機器人的崛起代表人機交互已經從過去單純的機器+人的物理交互邁向共融模式。

機器參與人類作業(yè)已經有兩個世紀的歷史，社會的每一次重大跨越都離不開機器和人的協(xié)作。過去，這二者只是人操縱機器的簡單式作業(yè)，而在AI、5G、云計算和大數據成為生產力工具后，新一代機器人開始超越協(xié)同者的概念，和人工作業(yè)有機融合，成為人的延伸。

如果說大型制造產線使用的高負載工業(yè)機器人完成人機協(xié)作職責，那么這幾年嶄露頭角的協(xié)作機器人，則代表自動化的新維度。協(xié)作機器人只有不到20年歷史，最初以“collaborative”（協(xié)作）為特色橫空出世。和純粹自動化不同，協(xié)作機器人作為標準化大規(guī)模生產和人力勞動的補充，足以深度套嵌于生產各個環(huán)節(jié)。

工業(yè)制造邁入4.0階段后，智能化、數字化成為關鍵詞。過去統(tǒng)一的粗放式生產模式顯然無法滿足愈發(fā)細分的客戶群和更細致的制造需求。協(xié)作機器人對產線的進化提供了另一種組合的可能性。從小型的3C產線、到中型家電產線直至更大型的汽車產線，都可以搜索到協(xié)作機器人的身影，數據顯示，2015-2025年，傳統(tǒng)工業(yè)機器人和協(xié)作機器人復合增長率分別為8.4%和56.5%，而國內協(xié)作機器人市場年復合增速高達200%。

智能制造席卷全球之際，協(xié)作機器人正深入制造業(yè)的毛細血管中，成為整個機器人版圖不可或缺的一塊。

疫情則加快了“機器換人”的進程，根據3Gem Global MarketResearch & Insights報告，有84%的企業(yè)表示，將在未來十年更多地采用機器人和自動化技術，43%企業(yè)希望通過機器人技術改善工作場所的健康和安全問題。相對使用成本低、易于編程、移動方便、效率出色的協(xié)作機器人，顯然是企業(yè)開啟數字化之路的高性價比選擇?？梢哉f，協(xié)作機器人的普及是工業(yè)智能化的關鍵起點。

拉開工業(yè)數字化轉型序幕

協(xié)作機器人助力生產時間并不長，在機器人家族稱得上后起之秀。第一個真正意義上的協(xié)作機器人UR5誕生于2008年，發(fā)布者是丹麥當時一家名不見經傳的創(chuàng)業(yè)公司Universal Robots（優(yōu)傲機器人）。

協(xié)作機器人從形態(tài)上就與眾不同，機械臂一人高，小巧簡潔，重量不到20公斤，可以直接和工人有肢體交互。創(chuàng)始人艾斯本.奧斯特加最初的目的，其實就是為了是“要研發(fā)一種易于安裝和使用的輕型機器人”。

資本并不雄厚的中小企業(yè)，很快注意到這一新品類。當時庫卡LBR iiwa單個機器人手臂要20萬美元，UR5只需要3萬美元。它并不需要隔絕的“籠子”放置，直接設置于產線各個環(huán)節(jié)，避免了重型機械帶來的安全隱患。

正因為低門檻、高性價比、易操作，協(xié)作機器人開啟中小企業(yè)邁向智能化的第一步。但在國內，這些海外品牌的協(xié)作機器人動輒售價二三十萬，仍然是難以承受的重負。直到2015年后，國內協(xié)作機器人公司嶄露頭角，才真正開啟了國內使用協(xié)作機器人的風潮。如2014年誕生的節(jié)卡，在2015年推出了協(xié)作機器人JAKA系列，和海外對手平分秋色。如節(jié)卡這樣的國內廠商壯大后，工業(yè)用戶終于能觸達“人人皆可自由使用的機器人” 。

最初一批試水的企業(yè)也很快體驗到協(xié)作機器人對效率立竿見影的提升。一家企業(yè)在使用了數臺節(jié)卡JAKA Zu 3協(xié)作機器人后，除了提升了安全性，每月能減少16個操作工的人力成本，節(jié)省2800小時。

而協(xié)作機器人廣泛落地的意義，遠不止于短期內的提效降本，它還意味著對生產制造本身的重塑。工業(yè)4.0如火如荼之下，一個被忽視的現實是，除了聚光燈下那些能單件大批量制造的龍頭公司，面廣量大的中小企業(yè)面臨著更迫切的革命。

產業(yè)升級在當下不僅是顯而易見的事實，更已經成為國家戰(zhàn)略的一部分。國務院參事湯敏曾總結：“未來中國，以大批量生產、低成本取勝的勞動密集型產業(yè)外遷到東南亞勢不可擋，中國唯一可以留下的就是小批量、定制化的柔性制造產能。”

對于數字化能力有限的中小公司來講，如何在有限時間內，應對短周期、快迭代、小批量的柔性生產，才是最深刻的需求。一份調研顯示，規(guī)?；a占中國制造企業(yè)的數量不超過20%，剩余的更傾向于柔性制造。

節(jié)卡機器人聯(lián)合創(chuàng)始人王家鵬曾將市場按產品周期分為四類，M1市場周期以“年度”計量，如汽車整車、鋼鐵等，M2市場的生命周期以“季度”計量，如小家電、消費電池、3C等，M3市場生命周期以“月度”計量，如成衣等行業(yè)，M4市場生命周期以“周”計量，如中小規(guī)模的金屬加工。

事實上， M1及M2一小部分市場適用于一般工業(yè)機器人，也是現在主要機器人集成商有能力服務的范圍，其余M3及M4的自動化需求一直難以滿足。在金屬加工行業(yè)中，有一千臺以上加工設備的企業(yè)屬于鳳毛麟角，大部分企業(yè)的加工設備在一百臺以下。

這些企業(yè)一年會換三到五次產品，根本無法承受產線大規(guī)模更迭的成本。而協(xié)作機器人模塊化、快速切換、高柔性、低成本的特征，給了這些快迭代行業(yè)自動化的可能性。以3C行業(yè)的打磨環(huán)節(jié)為例，常用的小六軸機器人都是“剛性打磨”，運行軌跡、位置固定，除非安裝高成本的浮動打磨頭，很難根據產品微小差別自行調整。但節(jié)卡的力控s版協(xié)作機器人可以根據力量大小調整機器人姿態(tài)，只需要做些簡單的編程，就可以在較大范圍內調整打磨方向和力度。

而這種“柔性打磨”技術誕生意義深遠。它不僅只是生產方式的優(yōu)化，更是協(xié)作機器人突破了閾值，迎來智能化新拐點。

協(xié)作機器人邁入“柔性智能”時代

“規(guī)?；ㄖ啤钡内厔菡谡麄€制造業(yè)悄然發(fā)生。不僅是M3和M4客戶，M1和M2范疇的巨頭們也感覺到生產力改革正在逼近的焦慮。

在汽車行業(yè)，小批量生產正在成為趨勢，此前一個車型生命周期能到8-10年，但現在只有3-5年迭代期，這意味著汽車整條產業(yè)鏈都要以此為基準迭代。比如在豐田生產車間，在生產轎車的工時中，他們還會穿插生產SUV。

這種彈性化制造已經成為整車生產的主流，也帶來新的挑戰(zhàn)。而汽車屬于離散工業(yè)，大多使用規(guī)?；笾行凸I(yè)機器人，但他們也有非標化制造環(huán)節(jié)。在汽車行業(yè)，除了沖壓、焊接、涂裝，還有更瑣碎的零部件環(huán)節(jié)。因為適配車型不同，零件材質、形狀、大小、重量皆有區(qū)別。

即便對于實力雄厚的車廠，仍然無法承擔非標類產線來回切換的高昂成本，能迅速二次部署的協(xié)作機器人成為汽車產業(yè)鏈柔性改革的核心。

車廠、3C大廠這類重磅客戶的產線更加復雜、龐大，而且它們已經完成了初步的自動化和數字化。對于這些客戶來說，它們需要的不僅是過去被動式“協(xié)作柔性生產”，更是主動的“柔性智能制造”，只有同時滿足穩(wěn)定可靠作業(yè)、快速切換場景和軟硬件全棧式智能化的協(xié)作機器人，才能柔性制造時代，助推他們完成生產力改革。

顯而易見，這些能力都需要一家公司長期積累，但目前國內能做到的廠商屈指可數。以作業(yè)能力來說，從2019年開始，節(jié)卡就根據客戶需求改進設備，每次整改都要調整一百多項。節(jié)卡的投資人國投招商其實在投資前，對其他協(xié)作機器人工業(yè)也進行了考察，結果發(fā)現他們的設備不久，就會出現卡頓、故障、核心精度指標不達標等問題，與此對比，用心沉淀技術多年的節(jié)卡，目前平均無故障運行時間（MTBF）高達3萬小時。

也正是有了堅實的基礎，節(jié)卡終于厚積薄發(fā)。它們已經完成了人機協(xié)作階段，走向更艱難、也更突破性的人機共融。節(jié)卡已經形成了豐富的產品矩陣，小助協(xié)作機器人主要解決人機交互和安全，力控機器人實現機器人自適應控制，到最新的All-in-one共融系列協(xié)作機器人時，其端到端的解決方案已經涵蓋視覺、力控和AI算法，恒力跟蹤最高精度達1牛頓，可以多維度感知場景。

具備復雜度后，協(xié)作機器人才能獲得大型制造業(yè)客戶的青睞。它們需要高門檻的復雜工藝作業(yè)，包括3C行業(yè)的蜂鳴器檢測、SMT工藝，以及汽車行業(yè)的車燈涂膠等。

這一階段，高可靠度僅是必要條件，更考驗協(xié)作機器人供應商的是場景化能力，即如何在高度拆分需求后，迅速給出模塊化、垂直化、定制化的解決方案。

2020年，一個標志性事件是，節(jié)卡與豐田達成合作，成為其全球唯一的協(xié)作機器人供應商。協(xié)作機器人在汽車制造行業(yè)邁出重大一步。

他們的作用很快凸顯，天津豐津汽車傳動部件有限公司是首家部署節(jié)卡協(xié)作機器人的“豐田系”企業(yè)。節(jié)卡協(xié)作機器人已經應用至傳動系統(tǒng)的鐘形殼機生產線、發(fā)動機殼體清洗線，車燈裝配、車燈光導條檢測、座椅擰緊安裝等，而且在沖壓搬運，機床上下料，焊接、擰緊，裝配、涂膠等環(huán)節(jié)，只要搭配不同工具，就能完成不同工作，滿足汽車不同產線環(huán)節(jié)的需求。

這種多樣化場景適配和無縫切換，需要協(xié)作機器人高度智能化，在多個維度匯集和分析數據。僅僅以視覺為例，節(jié)卡就有包括Lens 2D、LensVPS、3D視覺等多套軟件，并開發(fā)出了一體式的視覺工作站，可以在二維、三維同時抓取更豐富的視覺信息。

從某種意義上，節(jié)卡作為柔性智能機器人這一嶄新品類的先行者。它保留了協(xié)作機器人固有的安全、便捷、易于部署，又在本質上重建機器人“大腦”，以先進的視覺處理、AI技術和云計算加持，使之更智慧地處理外部場景，真正適應快速、多變而復雜的大規(guī)模定制生產。

正如通用汽車制造工程集成全球總監(jiān)Dan Grieshaber所說，協(xié)作機器人已成為汽車行業(yè)的“根本性游戲規(guī)則改變者”。2021年或許將成為協(xié)作機器人行業(yè)的分水嶺，“ALL in One”系列發(fā)布，標志協(xié)作機器人終于具備了更智能的柔性生產能力。而以節(jié)卡為代表的新一代智能化的柔性協(xié)作機器人，將成為未來工業(yè)制造中 “生產力規(guī)則重構者”。

從人機交互到人機共融

1995年，通用汽車機器中心委托美國西北大學的J.Edward Colgate和MichaelPeshkin，希望能找到“機器人能夠變得足夠安全以便和人協(xié)同工作”的辦法，而他們給出的解決方案即是協(xié)作機器人。

在智能制造時代，人在產線中的作用，并不會因為機器人的加入被抹殺。工業(yè)機器人發(fā)展至今，雖然能從事標準化、流程化作業(yè)，但難以完成精細流程，因此目前并不能全面實行“機器換人”。先進制造不會純粹依賴機械或依賴人力，而是人和機器人的有機、和諧協(xié)作。

2014年，以自動化聞名的豐田宣布將一部分自動化生產任務重新交付人力。在幾家最老的工廠中，他們還設立了100個完全依賴手工作業(yè)的崗位。直至2019年，豐田在美國的工廠某些環(huán)節(jié)仍然是人工和機器并行作業(yè)。在豐田汽車的油箱安裝環(huán)節(jié)，機器人負責擰緊螺釘，但油箱本體和聯(lián)接處的瑕疵、關鍵油路的泄露點和薄弱處仍然需要工人觸覺和視覺排查。

“為什么大規(guī)模的制造往往在人多的地方，其實不是因為人比機器便宜，而是恰恰人是柔性程度最高的，人的智能化是最高的。”節(jié)卡機器人副總裁常莉曾這樣解釋人機共存的必要性。

但傳統(tǒng)工業(yè)機器人顯然無法實現人機無縫配合，出于安全考慮，高負載機械和工人之間都會做隔離，如果要操縱，需要通過安全門，交互效率極低。

協(xié)作機器人落地，讓人機協(xié)同真正成為常態(tài)。以節(jié)卡機器人為例，它不僅對力和碰撞能力進行了控制，還配置了視覺防護及碰撞防護等兩層防護，保證與人類物理接觸的安全。

而更為關鍵的是，協(xié)作機器人加入不僅可以提升效率，它本身就是對人潛能的釋放。生產制造中仍然存在不少3D工作—— Dirty（臟）Dangerous（危險）、 Dull （枯燥）。比如小家電企業(yè)部分上下料產線還需要人工，工人們承擔枯燥重復動作，自然生產效率低，而且手工操作時，也不能保證力度均衡，容易降低品質。一家小家電公司引入了節(jié)卡的JAKA Zu 7后，實現了自動化上下料，定制的柔性化設計可以輕柔抓取，精準定位保證了持續(xù)生產。當協(xié)作機器人高質量完成這類重復性勞動時，工人可以能力集中于更精細的作業(yè)，發(fā)揮最大的潛能。

工業(yè)4.0定義中，人工智能和數據承擔的是輔助工作。在這幅圖景中，大型設備批量化封閉式生產及人機共存的半結構化產線將齊頭并進。

重構智能化產線

很長一段時間，機器人只是在物理層面單向接受信息，人與機器人之間并不存在雙向共創(chuàng)式反饋。但在新的數字化轉型中，過去機器人作為“工具”已遠不能適應變化。根據埃森哲最新的《技術展望2021》報告，在數字化轉型中，員工將是核心推動力。“企業(yè)不僅需要讓員工使用新工具，還必須積極引導員工像技術人員一樣思考。”

這也是大規(guī)模柔性定制時代人機共融的實質，他們不僅需要在物理層面協(xié)作，更需要在更高的層面形成人工、軟件、硬件一體化的網絡，參與整個公司的數字化轉型。而協(xié)作機器人在其中承擔耦合節(jié)點的重任。

協(xié)作機器人與人更密切地合作，需要比一般機器人擁有更強大的感知能力和執(zhí)行力，這意味著更智慧的AI算法、更深度的視覺、力覺、語音識別的融合以及更完備的云計算能力?！叭藱C混合智能需要構建從發(fā)現問題到感知、到數據、到算法，再到執(zhí)行的快速閉環(huán)過程。”常莉表示。

在深度嵌合入制造過程中，擁有這些能力的協(xié)作機器人，本身就在驅動生產數字化轉型。協(xié)作機器人不僅是孤立的自動化技術，更是生產信息化的關鍵節(jié)點，影響整個生產管理體系，在無形中推動工廠提高其AI能力、大數據分析能力及精益制造能力。

如3C電子行業(yè)的SMT貼片工序，智能倉儲系統(tǒng)雖已普及，但產線仍然需要人工到倉庫提取原料。人眼不僅分辨容易發(fā)生誤差，而且因為環(huán)境復雜，數字化程度低，很難同步庫存，多產線排隊取料的擁堵市場發(fā)生。

協(xié)作機器人則將5G、AI技術模塊化地接入產線中，在數字化管理同時，不需要傷筋動骨替換。在SMT車間，節(jié)卡使用了AGV+小助協(xié)作機器人+產線終端接口結合的模式，通過復合型配置，建立了車間到產線的原料自動配送。而通過這一自動化系統(tǒng)連接，可以整合過去碎片化式的車間信息及倉庫信息，實現精準的數字化管理。

從18世紀的工業(yè)革命開始到4.0概念成為共識，制造業(yè)本身已經發(fā)生翻天覆地的變化。然而，某些本質的追求仍未改變。對工廠來說，即是安全的生產環(huán)境和高效的生產過程?！坝脵C器人解放雙手”的模式，在這兩者間找到了完美平衡?？梢灶A想，隨著協(xié)作機器人的普及，人機融合也會提升到一個新的水平。

從泛工業(yè)化到泛商業(yè)

制造業(yè)作為國家基礎產業(yè)，智能化走在前列，對協(xié)作機器人需求最為迫切。也是在這里誕生了協(xié)作機器人起飛的結構性機會。GGII預計，2020年，協(xié)作機器人銷量將達到1.1萬臺，預計到2023年，中國協(xié)作機器人銷量復合增長率為35%，銷量達到2.65萬臺。

協(xié)作機器人在汽車、3C的應用已經常態(tài)化，食品、紡織等一般工業(yè)中，協(xié)作機器人也在逐漸滲透。

這類行業(yè)過 去都是勞動密集型產業(yè)，自動化程度低，工序復雜，又深陷招工難、人力成本高的困境。 在乳品行業(yè)，高端禮品牛奶包裝很多采用人工，每條產線每天要配置110人。 協(xié)作機器人讓他們得以用經濟的方式，解決燃眉之急。 集成了視覺識別系統(tǒng)、精準分組系統(tǒng)、裝箱系統(tǒng)等等技術的協(xié)作機器人加入后，包裝工廠每小時的處理能力高達28000包，每條產線每天人力需求驟降到2人，企業(yè)半年到一年內就可以收回產線購置成本。

而在工業(yè)制造之外，對智能化的需求也在攀升。最為直觀的是疫情常態(tài)化后，“無接觸式”服務成為剛需，對線下場域升級換代迫在眉睫。

在越來越普遍無接觸式服務場景中，它們承擔了關鍵作用。協(xié)作機器人由工業(yè)跨越至商業(yè)的條件已經成熟。如在部分咖啡門店，JAKA Zu 3只需要1分鐘，就能做出一杯大師級的藝術咖啡。

協(xié)作機器人作業(yè)的商業(yè)場景也在不斷拓展，作為智慧零售解決方案的一部分，更接近C端用戶。如在虹橋AI食堂已經引入了自助生產，節(jié)卡協(xié)作機器人承擔取面、自動烹飪、加面加湯的工作，只需1-2分鐘即可取餐。

對于商家來說，更現實的是節(jié)卡機器人在提升效率同時，大幅度節(jié)約了人力和場地成本。虹橋AI食堂的自動烹飪系統(tǒng)可以烹飪1000多道菜品，同時完成100份菜品烹飪，這一工作換算為人工，成本會極其高昂，還涉及復雜的調度問題，但使用協(xié)作機器人可以輕松完成這些工作。

新零售、環(huán)保行業(yè)如何做智能改造？

如節(jié)卡這樣的企業(yè)也看到了商業(yè)背后蘊藏的機會，他們推出了更小巧的MiniCobo針對的正是零售場景， 本體重量只有8.7kg，可以輕松地裝掛，除了咖啡店，還能在酒吧、奶茶店等不同業(yè)態(tài)運作。

除了效率提升，新零售開創(chuàng)性的意義在于數字化管理，獲得更清晰的用戶畫像和貨物更新。中國進入第三次消費浪潮后，傳統(tǒng)商業(yè)時代的“人-貨-場”已然發(fā)生劇變，協(xié)作機器人代表的技術驅動型零售，正逐漸替代傳統(tǒng)粗放式管理。滿足這一代更獨特和更個性化的消費者。在這個意義上，協(xié)作機器人更加不可或缺。它不僅完成傳統(tǒng)店員工作，更是數據入口，幫助商家整合數據，實現后續(xù)個性化服務，真正實現傳統(tǒng)賣場向多元、個性、精準的新零售轉型。以虹橋社區(qū)AI食堂為例，它已經實現了全程數字化管理，生成個性化的營養(yǎng)配餐，促成更健康的生活方式。

也正是因為協(xié)作機器人的接口屬性，它已逐漸成為無人化系統(tǒng)的“心臟”，靈活適配于多樣化客戶，這一快速適配的能力在B端場景尤為核心。

在智慧城市領域，節(jié)卡智能巡檢機器人系統(tǒng)就包括了JAKA Zu 7協(xié)作機器人以及AGV等，可以自行設定路線、避障、巡邏，重復定位精度能到±0.02mm，不僅解決人工巡檢到位率、及時性無法保證的問題，還可以運用遠端云臺控制、圖像識別等技術，實現區(qū)域智能化管理。

而協(xié)作機器人影響的遠不止于當下。2021年又被稱為“碳中和”元年，碳達峰、碳中和目標首次被寫入政府工作報告，“雙減”成為熱詞。對于制造業(yè)，如何提升效率同時保證綠色生產擺上日程。而根據普華永道和微軟的數據，AI技術在2030年將減少全球4%的溫室氣體排放，相當于24億噸二氧化碳排放量。作為AI技術的重要載體，協(xié)作機器人在低碳、綠色、可持續(xù)運行同時充分提效，減少工業(yè)浪費，減低企業(yè)碳足跡，顯然會成為“雙碳”轉型期不可忽視的選擇。

隨著“第四次工業(yè)革命”到來，醫(yī)療、教育、養(yǎng)老等領域和自動化的距離也不再遙遠。易觸達的協(xié)作機器人必然會在其中扮演更重要的角色。

100年前，捷克作家恰佩克出版了《羅素姆的萬能機器人》，“機器人”首次出現在人類詞匯之中。他提出了一個時至今日仍未過時的疑問：機器人究竟會是人類的助手還是威脅？一個世紀后，協(xié)作機器人給出了自己的答案。在協(xié)作機器人的助力下，工業(yè)、服務業(yè)和商業(yè)在智能時代不斷升級，顯示出人機共融的強大勢能。而這段故事剛剛拉開序幕，終局還遠未到來。

關鍵詞： 柔性 生產力 機器人