如何避免工业机器人交付使用中的缺陷？

“每周，在综合服务部门的客户产品使用问题汇报会议上，软件、电气、机械、测试、项目等部门的人员齐聚，看着投影幕布上客户使用问题列表，产品经理总有一种‘专家会诊’的感觉。有时去到生产车间，看到被拆解的客户返修的产品，如同‘动了手术’一般。”一位工业机器人业内人士如此感慨。

这些客户反馈回来的产品问题，可认为是被交付出去的错误，即缺陷，而在交付之前被修正的错误，不能算是缺陷。尽管存在客户误操作导致的错误，但是大部分可以算是缺陷。

当前，工业机器人的产品稳定性和功能性都在不断迭代，新行业应用也在不断挖掘，所以产品在使用时出现错误很难避免。但是缺陷必须高度重视，因为是在客户使用时而非在产品或项目研发周期中发现，这会给客户带来不友好的体验，从而影响尾款甚至后续订单。尽管这并非绝对的“坏事”，对于工业机器人制造企业而言，客户间接的完善了产品测试，以便产品升级迭代。不过，很少有客户愿意做新产品或新应用的“小白鼠”。

按丰田生产体系创建人新乡重夫的说法：“我们绝对不可能避免错误，但是我们可以避免错误成为缺陷。”无论是工业机器人本体制造商，还是系统集成商，都可以避免缺陷。

主要有哪些缺陷？

工业机器人作为工业产品，客户在使用时主要涉及三大类缺陷：软件、硬件和服务。

工业有形产品质量模型

资料来源：公开资料

软件易用性：机器人在编程示教时，设计方便非专业人士高效编程的使用方式（如ABB推出的Wizard简易编程）。

软件维护性：机器人控制器可以通过更新升级的方式解决BUG。

硬件安全性：协作机器人碰到人或者外部设备停止的能力。

硬件维修性：工业机器人因零点丢失重新标定后，原示教点可用及准确度的能力。

服务中响应性：客户提出售后服务后，响应客户的时效性（如8小时内远程处理，24小时内上门服务）。

服务中有形设施：专职专业的技术支持团队及其区域分配情况。

如何避免缺陷？

1.参考相关标准

在人类历史上，对于有60余年发展的工业机器人而言，其可供参考的标准已较为完善。

就中国而言，1991年我国就发布了机器人相关的行业标准，1993年我国发布了工业机器人相关的国家标准。

1991年6月11日，中国机械电子工业部同时发布了三个机械行业相关的工业机器人行业标准，它们分别是：JB 5063-1991《搬运机器人通用技术条件》、JB/T 5065-1991《弧焊机器人通用技术条件》和JB/T 5064-1991《装配机器人通用技术条件》。

1993年4月3日，全国自动化系统与集成标准化技术委员会同时发布了二个工业机器人相关的国家标准，它们分别是：GB/T 14284-1993《工业机器人通用技术条件》和GB/T 14283-1993《点焊机器人通用技术条件》。

随后的近30年间，我国不断完善了工业机器人相关的安全、设计、性能、应用等方面的国家标准，为工业机器人产品及其应用行业提供质量保障，同时也是国家技术和经济能力的综合反映。

中国工业机器人及其相关的国家标准

（统计截至2020年7月10日）

资料来源：公开资料

按照国家统一标准将提高工业机器人集成的普适性和易用性，如采用规定的机器人末端法兰标准，将众多品牌工业机器人（以小型多关节和协作为例）与末端执行器法兰统一，在安装不同应用需求的末端执行器（电爪、气爪、软爪、力传感器、打磨工具、焊枪、喷枪等）的情况下，可以自由切换，从而省去设计和加工多种末端连接件的麻烦。

2.以客户为中心

对于工业机器人定制化项目而言，某些应用功能的开发和集成设备的设计，都需要以客户为中心。因为大部分本体制造商，对于多种行业所需要的工艺经验不足，且客户积累多年的产线加工操作技巧也需要在软件使用上体现。

没有或较少焊接经验的研发工程师要开发弧焊软件，除了网络上所能查询到的资源外，最好能通过客户调研、访谈、分析来定义需求，同时深入客户现场了解焊接工艺和与人工焊接的区别，以便开发出完善、易用、高效的弧焊软件。

此外，对于制造业的企业而言，要实现“智能制造转型”，需要“以客户为中心”的理念。因为未来的“智能制造”将以C2M（用户直连制造）平台模式为发展趋势，即基于工业互联网、大数据、人工智能等新兴技术，以及通过生产线的自动化、定制化、节能化、柔性化，运用庞大的计算机系统随时进行数据交换的数字化，按照客户的订单要求，设定供应商和生产工序，智能化的生产出个性化产品的工业化定制模式。因此，“以客户为中心”的管理和服务，不仅表现在企业运营中，而且将深入企业发展的各个部门和阶段。

3.严把测试质量

产品测试贯穿在产品研发、生产、出货的每个阶段，是产品质量保证和风险把控的重要关卡，因此在产品测试阶段，建立完善的测试方法，严格把控测试流程，执行权威的测试标准非常重要。

以客户需求和应用为主的测试，将针对性的决定产品的质量。

首先，需要进行产品全功能的测试，保证产品整体性能。

其次，可以结合第三方机构进行专项测试和性能测试，以工业机器人为例，进行电磁兼容性测试、噪声测试、振动测试、工业环境测试、位姿准确度和位姿重复性测试、距离准确度和距离重复性测试、轨迹准确度和轨迹重复性测试等。

再次，由于工业机器人适应多种行业和领域，因此需要建立多维应用测试实验平台，即搭建实际的应用场景（如码垛、喷涂、抛光、焊接、装配等）配合客户的应用需求测试。

最后，由于大部分工业机器人都是以集成设备的形式出售给各行业终端客户，因此，结合对应行业生产工艺，模拟产线人员操作测试，将提升设备验收效率。

在工业机器人弧焊应用中，机器人画圆弧的性能是非常重要的，不仅仅要测试该功能（以三点或者四点画了圆弧为例）能否实现，还要测试圆弧轨迹的准确度和重复性，圆弧轨迹速度特性等，以保证适应不同工件的焊接需求。

4.执行项目仿真

在工业机器人领域，仿真不仅帮助评估机器人结构，同时表征机器人本体的运动学和动力学特性，还能构建机器人工作环境和工作流程。此外，作为智能制造的源动力，数字孪生发挥连接物理世界和信息世界的桥梁和纽带，仿真为其提供了局部单元建模基矗

工业机器人仿真软件在客户项目验收前的重要表现：

1）以最快方式初步评估项目可行性，以便深入沟通需求；

2）直观构建工作环境和工作流程，便于项目方案的评估；

3）随时接受和更改客户需求变更；

4）减少项目部署调试时间；

5）让项目参与人员远离特定应用下危险环境。

目前，常用的工业机器人专用仿真软件有RobotStudio、RoboGuide、MotoSim、SIMPro、RobotMaster、RoboDK等。部分机器人系统集成商会采用通用建模设计软件进行机器人应用项目仿真，如Solidworks、PRO/E、SolidEdge、UG、CATIA等。

常用的工业机器人专用仿真软件

资料来源：公开资料

大部分专用机器人仿真软件是与离线编程功能整合的，仿真的同时采用离线编程，将大大节省项目开发周期，同时节省调试时间。以六轴工业机器人为例，其集成项目开发中，运用仿真可以直观测试出机器人运行时奇异点位姿及数量，从而优化机器人执行工艺所需的运行路径，同时提升机器人运行程序时的节拍效率，还可以减少真实机器人停机时间，对复杂工艺任务编程缜密思考，便于修改和测试机器人程序等。

5.优化服务体系

就有形产品而言，产品服务是实施“以客户为中心”理念的必要条件。对于工业机器人产品而言，其产品服务包含：售前服务、售中服务和售后服务。

其中，售前服务是企业与客户建立联系之前，企业对产品的宣传推广服务，如客户服务热线，线上宣传，线下宣传等；售中服务是企业与客户建立联系的过程中，企业所实施的服务，如业务咨询，演示参观，需求对接，意向交流等；售后服务是企业与客户达成合作开始到产品生命周期结束，企业所提供的服务，如项目合作，战略合作，安装调试，培训指导，维修退货等。

售前和售中服务可以看作交付产品之前的服务，因此，产品的缺陷转变为服务的缺陷，于是健全的产品服务将决定产品的最终交易情况。

目前大部分企业采用CRM（客户关系管理）系统，比较良好的建立和保证了企业与客户的关系。CRM理念概括包含一个中心、两个核心点、三个支柱，即一个中心是以客户为中心；两个核心点分别是客户细分和客户生命周期管理；三个支柱是市场营销、销售和客户服务。

作为衡量制造业发展水平的标准之一，工业机器人也随着智能制造的发展而显得不可替代。于是在智能制造的推动下，企业不仅要完善CRM系统，还需要由生产性服务转变为制造服务化，再上升到服务型制造，即按照《关于进一步促进服务型制造发展的指导意见》，积极利用工业互联网等新一代信息技术赋能新制造、催生新服务，加快培育发展服务型制造新业态新模式，促进制造业提质增效和转型升级。

企业可以通过Web3D技术，实现线上产品或项目3D展示和演示的功能，帮助客户更加直观的了解产品和项目，同时减少需求对接时间。还可以通过VR技术，更方便和直观的提供项目设计展示，以便完善每个细节。此外，设备的管理对于终端企业和集成商来说都很重要，可以采用设备全生命周期管理（DLM），随时随地查看设备状态，同时在遇到报警故障发生时，自动提供故障处理建议，提高故障排除效率。

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