在2025年末一場(chǎng)機(jī)器人領(lǐng)域?qū)I(yè)的獎(jiǎng)項(xiàng)競(jìng)逐中，美的集團(tuán)工業(yè)技術(shù)事業(yè)部旗下威靈機(jī)器人部件憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)再度奪魁：高工機(jī)器人金球獎(jiǎng)·年度技術(shù)獎(jiǎng)。依托美的集團(tuán)以及威靈電機(jī)30余年的機(jī)電技術(shù)、精密制造經(jīng)驗(yàn)、市場(chǎng)乃至組織沉淀，威靈機(jī)器人部件自2019年成立精密減速機(jī)項(xiàng)目以來，深耕研發(fā)、制造，并以“正向設(shè)計(jì)”為引領(lǐng)，完成了從“跟跑”到“并跑”的身位轉(zhuǎn)換，成為高端裝備制造領(lǐng)域中自主可控、國產(chǎn)替代大潮下的領(lǐng)軍企業(yè)。
章瀏明博士，美的威靈機(jī)器人部件CTO
其中，憑借旗幟鮮明的正向設(shè)計(jì)理念，威靈機(jī)器人部件推動(dòng)了高性能精密減速機(jī)（包括諧波減速機(jī)、RV減速機(jī)）、伺服電機(jī)、關(guān)節(jié)模組等核心部件的精研突破，將自身產(chǎn)品實(shí)力提升至業(yè)界前沿水平。
勇攀科創(chuàng)高地 威靈“正向設(shè)計(jì)”成關(guān)鍵
盡管已連續(xù)12年蟬聯(lián)全球最大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，但我國想要摘取制造業(yè)皇冠頂上的“明珠”絕非易事。尤其接下來的五年，正是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)自規(guī)模擴(kuò)張轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量躍升的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。據(jù)“十五五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃預(yù)估，五年內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)營收有望突破4000億元，隨之而來的還有工業(yè)機(jī)器人滲透率顯著提升、人形機(jī)器人進(jìn)入規(guī)模化商用、具身智能帶動(dòng)萬億級(jí)生態(tài)……這既是戰(zhàn)略機(jī)遇，也是能力大考，企業(yè)唯有技術(shù)創(chuàng)新、品質(zhì)過硬，才能有從激烈競(jìng)爭中突圍的希望。
美的威靈機(jī)器人部件產(chǎn)品矩陣
針對(duì)這一歷史機(jī)遇，一方面我國由大變強(qiáng)、邁向高端的工業(yè)實(shí)踐已經(jīng)收獲一定成效，精密減速器、伺服系統(tǒng)、控制器等核心元器件的國產(chǎn)化率占比已至45%，自主可控進(jìn)度喜人；另一方面，在最能獲取最優(yōu)利潤，導(dǎo)向行業(yè)發(fā)展的高端機(jī)器人領(lǐng)域，以傳統(tǒng)“四大家族”為代表的先發(fā)巨頭依舊占據(jù)著競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)，并在技術(shù)、品牌、標(biāo)準(zhǔn)層面擠壓著新興國產(chǎn)企業(yè)的競(jìng)爭空間；而內(nèi)卷式的同質(zhì)化競(jìng)爭，也使得許多國內(nèi)企業(yè)承壓于短期營收的漲跌，無暇打造穿越周期的堅(jiān)實(shí)競(jìng)爭力。
對(duì)此，美的威靈機(jī)器人部件以正向設(shè)計(jì)為導(dǎo)，以突破性的戰(zhàn)略、持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新以及堅(jiān)定的投入，勇攀科創(chuàng)高地并取得豐碩成果。
相對(duì)于“正向設(shè)計(jì)”，工業(yè)領(lǐng)域也存在著“逆向設(shè)計(jì)”，其是許多廠商在無法掌握核心技術(shù)或者研發(fā)無法達(dá)到一定水平時(shí)的不得已而為之。一般而言，逆向設(shè)計(jì)通過對(duì)現(xiàn)有標(biāo)桿產(chǎn)品的指標(biāo)與工藝進(jìn)行模仿還原，輔以相對(duì)優(yōu)勢(shì)的成本和市場(chǎng)體量，快速覆蓋潛在市場(chǎng)受眾。不過如今，伴隨著中國制造逐步擺脫低端制造的聲譽(yù)赤字，更多參與到高水平競(jìng)爭時(shí)，“逆向設(shè)計(jì)”在標(biāo)準(zhǔn)上缺乏話語權(quán)，創(chuàng)新中易處于被動(dòng)，生產(chǎn)中效率受制于人等劣勢(shì)便浮出水面。
美的威靈機(jī)器人部件位于佛山的生產(chǎn)基地
與之相比，正向創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì)十分顯著：如不受制甚至可能制定規(guī)則的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在技術(shù)上具備彎道超車的空間與可能，在產(chǎn)銷中先人一步的反應(yīng)能力等。面對(duì)已有的競(jìng)爭格局，這些“概念級(jí)”的優(yōu)勢(shì)使威靈機(jī)器人部件在采用正向設(shè)計(jì)后可以跳出固有的框架，實(shí)現(xiàn)真正的后發(fā)先至。不過理論雖然美好，但正向設(shè)計(jì)面臨的技術(shù)難題，企業(yè)需要在時(shí)間、費(fèi)用上的巨大投入，以及仍然面臨的可能的“零回報(bào)”也讓眾多企業(yè)望而卻步。
以正向設(shè)計(jì)為引，美的威靈扛起國產(chǎn)化重任
擺在威靈機(jī)器人部件眼前的困難，首先是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的需求量化與技術(shù)預(yù)研，而后是全鏈條的高效合作與切實(shí)創(chuàng)新，最終是高投入、長周期和突破用戶認(rèn)知壁壘的最后一躍。
以威靈MRV減速機(jī)的研發(fā)與設(shè)計(jì)過程為例，章瀏明總結(jié)了過往國產(chǎn)產(chǎn)品的癥結(jié)：“精度、壽命、功率密度是機(jī)器人部件性能的生命線，同時(shí)也是新企業(yè)難以突圍高凈值市場(chǎng)競(jìng)爭的癥結(jié)所在”。針對(duì)這一現(xiàn)狀，威靈機(jī)器人部件組建了由材料學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、控制算法等多領(lǐng)域?qū)＜覙?gòu)成的正向研發(fā)團(tuán)隊(duì)，建立了“需求調(diào)研-仿真建模-原型試制-場(chǎng)景驗(yàn)證-迭代優(yōu)化”的全流程正向設(shè)計(jì)體系，并針對(duì)機(jī)器人部件的核心痛點(diǎn)進(jìn)行逐一擊破。
美的威靈機(jī)器人部件諧波減速機(jī)系列產(chǎn)品
如在影響減速效率的關(guān)鍵因素——齒形設(shè)計(jì)上，威靈機(jī)器人部件獨(dú)創(chuàng)3自由度微位移法和等幾何理論的擺線輪齒形修型方法，使得功率密度提升5%；面對(duì)仿真設(shè)計(jì)優(yōu)化環(huán)節(jié)中，解析法與仿真法分別在參數(shù)和計(jì)算力上的缺陷，威靈機(jī)器人部件以自研的整機(jī)及零部件剛?cè)狁詈戏抡婺Ｐ蛯?shí)現(xiàn)了RV減速器高剛度優(yōu)化設(shè)計(jì)級(jí)及剛度高一致性設(shè)計(jì)。
針對(duì)影響整機(jī)壽命的瓶頸性問題——曲柄軸表面脫落失效，威靈材料工藝團(tuán)隊(duì)研發(fā)的真空高溫脈沖式氣氛復(fù)合熱處理工藝將整機(jī)的精度保持壽命延長至8000+小時(shí)；界面研究試驗(yàn)階段引入的潤滑介質(zhì)及接觸匹配技術(shù)，使得威靈機(jī)器人部件產(chǎn)品的效率提升5%，壽命提升33%。
在高端競(jìng)爭的進(jìn)程中，打破客戶固有的慣性認(rèn)知是實(shí)現(xiàn)價(jià)值轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵，其中，核心的“產(chǎn)品力”無疑是最好的注解。威靈機(jī)器人部件憑借著正向設(shè)計(jì)帶來的高附加值，其精密減速機(jī)產(chǎn)品在小型輕量化、長壽命、高精度保持、高剛性、高功率密度等特性上贏得客戶認(rèn)可。威靈諧波減速機(jī)的綜合性能測(cè)試結(jié)果與國際行業(yè)標(biāo)桿相當(dāng)，性能在歷經(jīng)10000小時(shí)測(cè)試后仍保持同等水平，威靈MRV減速機(jī)在2.5倍額定扭矩的恒定負(fù)載與變負(fù)載測(cè)試中，依然保持高可靠性，機(jī)器人整機(jī)耐久測(cè)試壽命也已達(dá)6000小時(shí)以上。
厚積薄發(fā)，威靈機(jī)器人部件劍指“行業(yè)一流”
相較于過往國產(chǎn)廠商產(chǎn)品僅為國外高端龍頭產(chǎn)品1/5甚至1/6的性能水平，正向設(shè)計(jì)的研發(fā)理念與實(shí)踐幫助威靈機(jī)器人部件以自主可控的硬核技術(shù)宣告著旗下產(chǎn)品及品牌開始迸發(fā)出強(qiáng)勁的生命力，并迅速完成從0到1、從1到N的轉(zhuǎn)變。
美的威靈機(jī)器人部件關(guān)節(jié)模組系列產(chǎn)品
如在相當(dāng)于機(jī)器人整機(jī)“動(dòng)力心臟”與“精準(zhǔn)關(guān)節(jié)”的伺服電機(jī)與關(guān)節(jié)模組部件上，威靈機(jī)器人部件同樣交出了令市場(chǎng)滿意的答卷。專為大負(fù)載工業(yè)機(jī)器人場(chǎng)景研發(fā)的威靈機(jī)器人重載專用伺服電機(jī)采用了創(chuàng)新的定、轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)，超過270W/kg的功率密度與140℃（定子溫度）的穩(wěn)定運(yùn)行溫度為高負(fù)載、高溫、高速工業(yè)場(chǎng)景提供了有力保障；而通過159項(xiàng)嚴(yán)格測(cè)試考驗(yàn)的威靈諧波關(guān)節(jié)模組則憑借超過10000小時(shí)的壽命、300W/kg的峰值功率密度及≤15角秒的定位精度，廣泛應(yīng)用于人形機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)前沿領(lǐng)域，其輕巧、智能、平穩(wěn)、可靠的優(yōu)點(diǎn)廣受好評(píng)。
如果說正向設(shè)計(jì)體系是關(guān)鍵核心技術(shù)，那么精湛成熟的超精密加工制造工藝是企業(yè)的靈魂，是核心競(jìng)爭力，二者相輔相成相得益彰。在威靈機(jī)器人部件及其所在的美的工業(yè)技術(shù)事業(yè)部當(dāng)中，無論是超過30年的大規(guī)模精密加工經(jīng)驗(yàn)，在摩擦磨損、熱處理、仿真技術(shù)、齒形設(shè)計(jì)以及軸承設(shè)計(jì)上的深厚積淀與研發(fā)創(chuàng)新，還是涵蓋170余項(xiàng)專利、3大研發(fā)中心、18000+平方米智慧工廠為支撐的研發(fā)制造布局，都為包括精密減速機(jī)、關(guān)節(jié)模組、伺服電機(jī)等產(chǎn)品的打造，以及從工業(yè)機(jī)器人到人形機(jī)器人“核心部件”全覆蓋的全棧能力建設(shè)打下基礎(chǔ)。
美的威靈機(jī)器人部件伺服電機(jī)PH2-R系列產(chǎn)品
針對(duì)未來競(jìng)爭格局與“十五五”規(guī)劃中對(duì)機(jī)器人行業(yè)的著重鋪排，章瀏明認(rèn)為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正加速融入千行百業(yè)，核心部件的自主可控是產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。
“未來五年，威靈機(jī)器人部件將堅(jiān)定正向設(shè)計(jì)道路，持續(xù)深耕人形機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人等前沿領(lǐng)域，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈伙伴融入創(chuàng)新‘雁陣型’，通過技術(shù)專精化與市場(chǎng)國際化雙輪驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)從并跑到領(lǐng)跑的跨越。”
從性能參數(shù)的對(duì)標(biāo)到底層設(shè)計(jì)的原始創(chuàng)新，從國產(chǎn)替代到走出國門走向全球，美的威靈機(jī)器人部件的征途仍在不斷延伸。這場(chǎng)以創(chuàng)新、以品質(zhì)為核心的突圍戰(zhàn)或許仍在蓄勢(shì)，但在中國制造向高端化、智能化、全球化邁進(jìn)的下一個(gè)五年，威靈機(jī)器人部件將以正向設(shè)計(jì)為筆、以技術(shù)創(chuàng)新為墨，書寫屬于中國智造的全新篇章。
