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2018年5月4日 星期五
‧ 2018\05\04\3S Market Daily 智慧產業新聞
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．一文帶你瞭解 2018 年全球工業機器人發展前景！
Robotics All Industrial Robots
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來源：前瞻产业研究院
2017年全球工業機器人發展現狀
工業機器人是智慧製造業，最具代表性的裝備。日本、美國、德國和韓國是工業機器人強國。日本號稱「機器人王國」，在工業機器人的生產、出口和使用方面都居世界榜首；日本工業機器人的裝備量，約佔世界工業機器人裝備量的60%。
美國是機器人的發源地，早在1962年，就研製出世界上第一台工業機器人，儘管美國在機器人發展史上，走過一條重視理論研究、忽視應用開發研究的曲折道路，但是美國的機器人技術在國際上，仍一直處於領先地位，其技術全面、先進，適應性也很強。
德國工業機器人的總數佔世界第三位，僅次於日本和美國；德國工業機器人的研究和應用，在世界上處於領先地位。
韓國是工業機器人的後起之秀，於20世紀80年代末開始大力發展工業機器人技術，在政府的資助和引導下，韓國近幾年來已躋身機器人強國之列。
與此同時，工業機器人領域的全球知名生產廠商，也主要集中在以日、美、德等為代表的發達國家，如瑞典ABB，日本的發那科（FANUC）、安川電機（YASKAWA），德國的庫卡（KUKA）、美國American Robot和意大利柯馬（COMAU）等，這些廠商生產的工業機器人，已成為一種工業標準，在全球得到廣泛應用。
圖表1：全球機器人發展現狀
根據國際機器人聯合會（IFR）統計，國際工業機器人市場，於2010年開始恢復成長。
從全球範圍來講，由於金融危機的影響，2009年運行中的工業機器人，比2008年下降了0.5%。2010年，全世界新安裝的工業機器人數量，逐步接近2005-2008年的高峰期，共供應了12.1萬台工業機器人，這就意味著工業機器人的全球銷售量，與不景氣的2009年相比幾乎翻倍。
從全球範圍來講，由於金融危機的影響，2009年運行中的工業機器人，比2008年下降了0.5%。2010年，全世界新安裝的工業機器人數量，逐步接近2005-2008年的高峰期，共供應了12.1萬台工業機器人，這就意味著工業機器人的全球銷售量，與不景氣的2009年相比幾乎翻倍。
最新數據顯示，2016年全球工業機器人銷量約29.4萬台，同比成長16%，預計2017年在34.6萬台左右；2016年全球工業機器人銷售額，首次突破132億美元，預計2017年可達147億美元。
圖表2：2010-2017年全球工業機器人發展規模（單位：萬台，億美元）
未來全球工業機器人趨勢前景預測
前瞻产业研究院分析認為，工業大國提出機器人產業政策，如德國工業4.0、日本機器人新策略、美國先進製造夥伴計劃、中國大陸十三五規劃與《中國製造2025》等國家級政策，皆納入機器人產業發展為重要內涵，將促使工業機器人市場持續成長，IFR預計到2025年，全球工業機器人銷量將達到85萬台。
圖表3：2017-2025年全球工業機器人銷量預測（單位：台，%）
前瞻产业研究院發佈的《2018-2023年中国工业机器人行业战略规划和企业战略咨询报告》認為，未來全球工業機器人主要有以下四大趨勢：
1）機器人與資訊技術深入融合
大數據和雲儲存技術，使得機器人逐步成為物聯網的終端和節點。資訊技術的快速發展，將工業機器人與網路融合，組成複雜性強的生產系統，各種算法如蟻群算法、免疫算法等，可以逐步應用於機器人應用中，使其具有類人的學習能力，多台機器人協同技術，使一套生產解決方案成為可能。
2）機器人產品易用性與穩定性提升
隨著機器人標準化結構、整合一體化關節、自組裝，與自修復等技術的改善，機器人的易用性與穩定性不斷被提高。
一是機器人的應用領域，已經從較為成熟的汽車、電子產業延展至食品、醫療、化工等，更廣泛的製造領域，服務領域和服務對象不斷增加，機器人本體向體積小、應用廣的特點發展。
二是機器人成本快速下降。機器人技術日趨成熟，機器人初期投資，相較於傳統專用設備的價格差距縮小，在客製化程度高、技術和流程繁瑣的產品製造中，替代傳統專用設備，具有更高的經濟效率。
三是人機關係發生深刻改變。例如，工人和機器人共同完成目標時，機器人能夠透過簡易的感應方式，理解人類語言、圖形、身體指令，利用其模組化的插頭和生產組件，免除工人複雜的操作。
現有階段的人機協作，存在較大的安全問題，儘管具有視覺和先進傳感器的輕型工業機器人，已經被開發出來，但是目前仍然缺乏可靠安全的工業機器人協作的技術規範。
現有階段的人機協作，存在較大的安全問題，儘管具有視覺和先進傳感器的輕型工業機器人，已經被開發出來，但是目前仍然缺乏可靠安全的工業機器人協作的技術規範。
3）機器人向模組化、智慧化和系統化方向發展
目前全球推出的機器人產品，向模組化、智慧化和系統化方向發展。
第一，模組化改變了傳統機器人的構型，僅能適用有限範圍的問題，工業機器人的研發更趨向採用組合式、模組化的產品設計思路，重構模組化幫助用戶解決產品品種、規格與設計製造週期，和生產成本之間的矛盾。
例如，關節模組中伺服電機、減速機和檢測系統的三位一體化，由關節、連桿模組重組的方式，構造機器人整機。
例如，關節模組中伺服電機、減速機和檢測系統的三位一體化，由關節、連桿模組重組的方式，構造機器人整機。
第二，機器人產品向智慧化發展的過程中，工業機器人控制系統，向開放性控制系統整合方向發展，伺服驅動技術向非結構化、多移動機器人系統改變，機器人協作已經不僅是控制的協調，而是機器人系統的組織與控制方式的協調。
第三，工業機器人技術不斷延伸，目前的機器人產品正在嵌入工程機械、食品機械、實驗設備、醫療器械等傳統裝備之中。
4）新型智慧機器人市場需求增加
新型智慧機器人，尤其是具有智慧性、靈活性、合作性和適應性的機器人需求持續成長。
第一，下一代智慧機器人的精細作業能力，被進一步提升，對外界的適應感知能力不斷增強。在機器人精細作業能力方面，波士頓咨詢集團調查顯示，最近進入工廠和實驗室的機器人，具有明顯不同的特質，它們能夠完成精細化的工作內容，如組裝微小的零組件，預先設定程序的機器人，不再需要專家的監控。
第二，市場對機器人靈活性方面的需求不斷提高。雷諾使用了一批29公斤的擰螺絲機器人，它們在僅有的1.3米長機械臂中，嵌入6個旋轉接頭的機器臂，均能靈活操作。
第三，機器人與人協作能力的要求不斷增強。未來機器人能夠靠近工人執行任務，新一代智慧機器人採用聲吶、攝影機或者其他技術，感知工作環境是否有人，如有碰撞可能，它們會減慢速度或者停止運作。
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．全球 100 多個城市實現七成供電靠可再生能源
Can 100% renewable energy power the world? - Federico Rosei and Renzo Rosei
非營利性組織碳資訊披露項目（CDP），近日公佈的數據顯示，目前全球範圍內已有100多個城市，透過利用可再生能源，實現70％的電力供應。相比於2015年列表中的40個城市（達到70％以上），數量至少已成長兩倍，它們在可持續發展方面擁有巨大的潛力。
美國西雅圖、挪威奧斯陸、加拿大溫哥華、肯亞內羅畢等城市，都實現了70％供電由可再生能源提供。
美國西雅圖、挪威奧斯陸、加拿大溫哥華、肯亞內羅畢等城市，都實現了70％供電由可再生能源提供。
統計顯示，275個城市使用水電，依靠風能和太陽能發電的城市分別有189個和184個。冰島的雷克雅未克，和美國的伯靈頓最具有代表性，前者以水電和地熱發電為主，而後者則從風能、水電、太陽能和生物質能等，多方面找到電力來源。在美國，包括亞特蘭大和聖地亞哥等在內58個城市，已計劃向100％清潔可再生能源轉型。
不久前，芬蘭和德國的一項研究成果也顯示，以現有的技術水平，2025年有望在全球範圍內，實現100％可再生能源供電，最終實現零碳排放的目標，而且成本將低於2015年的平均成本。這項研究展望到2050年，太陽能發電佔57.55％，風電佔37.14％，水電佔4％，波浪能發電佔0.58％，地熱能發電佔0.67％，潮汐能發電佔0.06％。
另外，美國加州大學歐文分校、加州理工學院和卡內基科學研究，所組成的聯合科研小組，最近發表的一項研究結果令人鼓舞，太陽能和風能發電可滿足美國80％的電力需求。
該小組透過分析1980～2015年，美國每小時的天氣數據，瞭解了僅依靠太陽能和風能發電的障礙。他們研究了太陽能和風能在時間和空間上的變化，並與美國電力需求進行了比較。得出結論是，透過建大陸傳輸網路，能獲得所需電力的80％。
該小組透過分析1980～2015年，美國每小時的天氣數據，瞭解了僅依靠太陽能和風能發電的障礙。他們研究了太陽能和風能在時間和空間上的變化，並與美國電力需求進行了比較。得出結論是，透過建大陸傳輸網路，能獲得所需電力的80％。
在美國，以化石燃料為基礎的電力，生產目前佔二氧化碳排放量的38％，而二氧化碳是全球氣候變暖的主要原因。5年前，很多人認為，僅靠風能和太陽能可能只能滿足全部電力需求的20％～30％。
聯合科研小組指出，提高傳輸或儲存能力意味著巨額投資，新輸電線路成本可能高達數千億美元。另外，還需要克服季節和天氣變化帶來的能量儲備難題，才能達到理想的滿足80％電力需求的標準。
加州大學歐文分校地球系統科學副教授史蒂文·戴維斯表示，「如果想要一個基於太陽能和風能的可靠電力系統，就要考慮如何應對其日常和季節變化。
就我們的工作顯示，仍需要其他的低碳排放的發電方法，如核電等，來彌補缺口，直到最終的電力儲存和傳輸能力，達到理想水平」。
就我們的工作顯示，仍需要其他的低碳排放的發電方法，如核電等，來彌補缺口，直到最終的電力儲存和傳輸能力，達到理想水平」。
．美國陸軍開發 3D 列印軟機器人 以提高戰鬥中的隱身能力
Robot squid that can be 3D-printed is being developed by the Army
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來源：
最近，美國陸軍研究實驗室和明尼蘇達大學，正在開展一項聯合研究項目，利用3D列印技術，來開發用於戰鬥場合的新型柔性機器人。
就像其他3D列印軟機器人項目一樣，研究人員從自然界獲得靈感，並嘗試在生物結構之後，為其3D列印的柔性機器人建模。陸軍希望借助魷魚等無脊椎動物的靈活性，作為提高機器人在戰場上的可操作性、彈性和隱身性的一種方式。
就像其他3D列印軟機器人項目一樣，研究人員從自然界獲得靈感，並嘗試在生物結構之後，為其3D列印的柔性機器人建模。陸軍希望借助魷魚等無脊椎動物的靈活性，作為提高機器人在戰場上的可操作性、彈性和隱身性的一種方式。
據研究非線性結構動力學的陸軍研究員Ed Habtour博士說：「成功的隱身機動，需要高度的結構靈活性和分布控制，以便潛入狹窄的空間，長時間運行並模擬生物學形態和適應性。」
目前用於軍事行動的機器人，主要由剛性機械和電氣零組件組成，限制了其靈活性。它們實現更複雜的運動類型，也依賴於複雜的電路和機制。
未來軍事機器人研究的一個關鍵目標，是從更基本的機制中獲得相同類型的運動，降低其複雜性並改進其構建方式。這就是研究人員看待自然世界的原因。
未來軍事機器人研究的一個關鍵目標，是從更基本的機制中獲得相同類型的運動，降低其複雜性並改進其構建方式。這就是研究人員看待自然世界的原因。
該小組研究了蠕蟲、章魚、昆蟲等無脊椎動物，研究它們如何在沒有骨架，或其他剛性部分的情況下，實現有效運動。在深入瞭解這些，軟分布式驅動電路背後的機制之後，他們利用他們的見解，將3D列印原型組裝在一起。
他們採用一種通用的模型，利用3D列印技術，以及與無脊椎動物，具有相似機械特性的柔軟可拉伸材料。該原型是第一款可以執行高彎曲運動的，完全3D列印介電彈性體致動器（DEA）。然後對這個3D列印的原型進行進一步的測試，以獲得更多有用的數據。
「這項研究成果，是向Solider提供一個，自主的自由形式製造平台，一種可列印功能材料，和設備的新一代3D列印機，可在需要時生成軟執行器，和潛在無繩柔性機器人，」Habtour說。
以無脊椎動物為原型的軟機器人，不僅在軍事行動方面具有優勢，而且在戰術要求較高的情況下，士兵也可以輕鬆組裝起來。軟DEA的基本材料屬性，會給機器人提供必要的可操作性。這意味著士兵可以很容易地，透過有限的技術知識，在戰場上進行3D列印。此外，與目前3D列印的DEA不同，後處理步驟（如乾燥和組裝）不是必需的，可節省大量時間。
正在進行的研究，將進一步瞭解無脊椎動物靈活運動，和韌性背後的原理，這可能會有更多有用的應用。
Habtour說：「材料的微觀力學性質，和各種非線性之間的有趣互動，可能提供新的科學機會，來模擬生物系統中的共生相互作用。如果我們能夠理解這些相互作用，那麼我們就可以利用這些見解，來製造動態結構和靈活的機器人，這些機器人被設計成具有自我意識、自我感知能力，並且能夠即時調整其形態和特性，以適應複雜的外部和內部條件。」
Habtour說：「材料的微觀力學性質，和各種非線性之間的有趣互動，可能提供新的科學機會，來模擬生物系統中的共生相互作用。如果我們能夠理解這些相互作用，那麼我們就可以利用這些見解，來製造動態結構和靈活的機器人，這些機器人被設計成具有自我意識、自我感知能力，並且能夠即時調整其形態和特性，以適應複雜的外部和內部條件。」
據悉，該項研究結果已經發表在Extreme Mechanics Letters (EML)雜誌上，標題為「3D列印電動軟驅動器」。
．標籤產業的這一細分市場，有待深挖！
How to use SmartLabel
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來源：红动传媒标签
關於智慧標籤，供應商們這樣說
全球印刷電子產品供應商Thinfilm薄膜公司，將智慧標籤定義為與消費類產品整合的近場通訊（NFC）智慧標籤，標籤不含電池，依靠智慧手機的掃描功能來實現互動，從雲端拉取內容，並向消費者提供獨特的數位體驗。
Thinfilm企業通訊高階副總裁Bill Cummings説：「我們看到無論是小型公司、還是大型跨國企業，都對智慧標籤這一創新產物，擁有著濃厚的興趣。」
在過去的2 - 3年時間裡，業內企業透過不斷的創新與研發，一直在探索最優的智慧標籤解決方案，其中不少企業已經取得了一定的成績，就Thinfilm薄膜公司自身而言，目前已有超過二十家客戶，在市場上銷售我們的解決方案，預計這一數字將在未來數週或數月內再次成長。」
智慧標籤可以透過多種方式，來增強消費者的購物體驗。全球領先的不乾膠標籤材料供應商艾利丹尼森公司，在美國俄亥俄州經營著一家，致力於智慧解決方案研發與生產的工廠。希望借助RFID等創新性技術，使使用者可以應用跟蹤定位等功能，為產品運輸，管理提供便利。
艾利丹尼森公司全球RFID部門副總裁兼總經理Francisco Melo「如今的消費者是千禧一代，他們是伴隨著網際網路的形成與發展，一致成長起來的。他們希望透過手機進行預檢索，如果商店裡的產品具有智慧標籤，就可以提前進行辨識登記，讓消費者知道有想要產品的同時，還能預先瞭解產品資訊，營造一種更為優質的消費氛圍。未來，我們將繼續加大研發力度，並加強與客戶之間的溝通，生產出滿足市場需求的產品，實現共同獲益。」
除RFID和NFC功能外，艾利丹尼森公司還在探索將增強現實（AR）和藍芽技術，運用到智慧標籤中，應用於食品飲料、化妝品、醫藥用品、煙草產品上，為消費增添更多樂趣。
透過技術創新，它們有著多種用途
隨著智慧化技術的發展，各種創新型的智慧標籤，進入到人們的視野當中，為生活，工作帶來了不少的便利。
辨別食品新鮮度
日本設計工作室TO-GENKYO，曾發明出一款具有特殊塗層的智慧標籤，此標籤會因為氨氣濃度的變化進行變色。將智慧標籤放置在食品包裝內，其可根據溫度與氣體變化，呈現不同顏色，以此作為辨別食品新鮮度的重要參考指標，消費者只需留意標籤顏色，就能知道食品新鮮與否。
瞭解藥物資訊
加拿大的瓊斯包裝公司，新近推出一種便捷的藥物智慧包裝，透過引入互動式智慧標籤，來改變人們購買藥品，特別是非處方藥品的傳統方式，只要透過智慧手機的掃描功能，使用者就可以輕鬆瞭解藥物資訊，檢視是否適用。
獲取定位資訊
將運用RFID技術的智慧標籤，放置在襪子裡，以此來追蹤它們的位置，粗心的小朋友再也不用擔心找不到襪子的問題。此外，該種智慧標籤還被應用到了服裝上，以此來跟蹤消費者在商場，對某件服裝的試衣次數，獲得消費資料。
預設應用內容
透過NFC智慧標籤來預設相關應用，例如，在會議室門口或圖書館旁，可以放置此類智慧標籤，透過貼近NFC標籤，手機就會自動切換到錄音模式或靜音模式，免去了人工設定。
透過NFC智慧標籤來預設相關應用，例如，在會議室門口或圖書館旁，可以放置此類智慧標籤，透過貼近NFC標籤，手機就會自動切換到錄音模式或靜音模式，免去了人工設定。
226億美元市值，智慧標籤前景廣闊
根據智慧標籤市場研究報告（2016年至2026年）顯示：
2016年全球智慧標籤市場總銷售額為47億美元，到2026年底將達到226億美元的市值。
柔版印刷和凹版印刷技術，將在全球智慧標籤市場上，佔據統治地位，預測期內，柔性智慧標籤的收入將超過80億美元，透過凹版印刷技術，製造的智慧標籤，將達到64億美元的市值。
在整個預測期內，北美智慧標籤市場，預計將佔全球總銷售額的40％以上；亞太地區除日本地區外的智慧標籤銷售額，將以最快的年均複合成長率來成長，達到18.2％左右；西歐智慧標籤市場在2026年底，可達到36億美元的銷售市值。
隨著網際網路應用的不斷發展，數位印刷技術，印刷電子技術的不斷推進，智慧標籤將得到越來越多的市場應用，這也為印刷行業提供了一個新的市場開拓點。