原創論文丨人形機器人來了,汽車工廠正在發生什麼?

AI汽車製造業
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作者姓名:Gerd Scholz、郗博洋(部分內容編譯自德國《Automobil Industrie》)

作者單位:AI汽車製造業全媒體平台

出版信息:《汽車製造業》2025年-06期

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摘要:人形機器人有望在本世紀中期實現超過40%的人類工作的自動化替代。搭載人工智能技術的人形機器人會成為終極解決方案嗎?汽車行業正加緊測試如何利用這些「人形助手」,部分專家還對此持懷疑態度,質疑其成熟度及可行性。

關鍵詞:人形機器人;人機協作;汽車工業應用

寶馬、梅賽德斯-奔馳、奧迪、比亞迪蔚來賽力斯等,很多汽車企業或已在測試搭載人工智能的人形機器人,或正計劃開展測試,而特斯拉從2025年開始要小批量生產人形機器人Optimus了,小鵬汽車也已在2025年的上海車展期間展出了他們的人形機器人IRON。

汽車製造業為何爭相投入人形機器人的研究呢?若一切如預期進展,這類人形機器人幾乎能以經濟高效的方式完成所有自動化任務,包括此前只能由人類完成的工作,以及因成本考量而無法實現自動化的工序。

目前關注度最高的雙足機器人,它們能在人類的實際環境中自如行動。持續升級的傳感系統讓機器人具備了「感知」的能力,可以識別周圍環境。面對任務變更時,無須重構硬件,僅需通過軟件訓練即可使其適應新工作——這一切的基石正是軟件技術,尤其是人工智能技術的不斷發展進階。

繼「軟件定義汽車」之後,「軟件定義自動化」的時代正在來臨。

汽車製造商競相測試人形機器人應用

很多主機廠都在測試人形機器人在汽車工廠當中的應用了,他們想證明這個新助手到底是否適合在汽車行業應用,或者想找到它在複雜的汽車生產流程中的最佳應用場景。

在德國,作為首家高調宣佈啓動人形機器人測試項目的整車廠,寶馬在其美國斯帕坦堡工廠對人形機器人的應用進行了研究。2024年中,由Figure AI公司開發的第二代商用級人形機器人Figure 02曾在斯帕坦堡工廠的焊裝車間執行了數週測試,其主要任務是向焊接夾具投放鈑金件。Figure AI公司的公開數據顯示,這些人形機器人質量為70kg、高約1.7m,負載能力20kg。目前,這批機器人已重返斯帕坦堡工廠開展第二輪測試,寶馬與Figure AI公司的技術團隊正在持續優化其性能。據寶馬披露,單台機器人日均搬運鈑金件約1000片。「我們將全程參與人形機器人技術從產品研發到應用落地的進程。」寶馬主管生產的董事米蘭·內德科維奇表示。

梅賽德斯-奔馳則在其位於德國柏林的數字工廠園區及多個生產基地測試由美國Apptronik公司研發的Apollo機器人。Apollo機器人的核心參數與Figure02相近,高度約1.73m,質量約73kg,有效負載能力達25kg。該人形機器人可自主掌握預設動作的流程。梅賽德斯-奔馳的汽車工廠計劃率先將其應用於廠內物流,主要工作包括物料運輸、分揀及零部件檢測。梅賽德斯-奔馳公司相關負責人表示:「待人形機器人技術發展成熟後,Apollo機器人將逐步深度融入汽車生產線。」

比亞迪作為中國新能源汽車的領軍企業,也與國內機器人領域的頭部公司優必選展開了合作。雙方正共同探索人形機器人在比亞迪整車製造工廠內的應用潛力,重點聚焦於自動化裝配、物料配送等環節的可行性驗證。如圖所示,優必選的Walker系列人形機器人以其雙足行走和複雜的雙手操作能力而聞名,比亞迪期望通過引入此類機器人,應對生產線上部分重複性高、靈活性要求高的任務,以提升整體自動化水平與生產效率。

圖 優必選機器人(圖片來源:優必選官網)

同樣,蔚來也選擇了與優必選合作,對其人形機器人進行測試與評估。據悉,測試旨在探索人形機器人在蔚來高度自動化的工廠中,執行精細部件拿取、標準工具使用等任務的適配性。蔚來希望通過引入人形機器人,在未來進一步優化其生產流程,特別是在需要高度仿人操作但環境對人類員工可能存在潛在健康風險或易導致疲勞的工位上,實現自動化補充與替代。

零部件供應商也在積極部署人形機器人

不止是汽車生產商,零部件供應商也在這個領域積極開展研究。

據舍弗勒集團發言人透露,他們已在全球生產網絡中進行試點,其中包括美國切羅工廠。他們採用了多款人形機器人,其中包括舍弗勒集團持股1.1%的美國Agility Robotics公司的產品及其他廠商的設備。

舍弗勒集團還計劃開拓人形機器人零部件市場,擬提供關節模組及驅動系統等核心組件。在德國漢諾威工業博覽會上,舍弗勒集團聯合IT服務商埃森哲演示了Agility Robotics公司的Digit人形機器人與Sanctuary AI公司的Phoenix人形機器人在數字化工廠環境中的操作方案。埃森哲持有Sanctuary AI公司的少量股權。

2024年,Sanctuary AI公司宣佈與麥格納建立戰略合作伙伴關係,通過這一合作,Sanctuary AI公司計劃為麥格納的汽車零部件工廠配備通用AI機器人。實際上,麥格納2021年就入股該公司並參與機器人產業化進程。另外,Sanctuary AI公司還計劃在未來與麥格納深度合作,由其代工製造Phoenix機器人。

機器人形態的多元探索

機器人製造商正積極應對人形機器人形態選擇的難題,四足還是兩足?

現代汽車持股80%的波士頓動力公司雖擁有雙足機器人Atlas,但這款人形機器人目前尚處於產業化前夕,而其四足機器狗Spot已在奧迪、寶馬等工廠實現商用。這款機器狗主要執行工廠掃描任務,以此構建數字孿生體。在寶馬位於英國的漢姆斯霍爾工廠,機器狗更是化身為「設備維護監護者」,為生產設備的高效運營保駕護航。

優必選作為全球範圍內極少數能夠量產交付大型仿人服務機器人的中國公司之一,其Walker S人形機器人已在工業場景進行示範應用。Walker S擁有41個高性能關節,具備精準的雙手操作、穩定雙足行走和複雜環境感知能力。除了與汽車製造商合作進行前端製造探索,優必選也致力於推動人形機器人在商業服務、科研教育等多元場景的落地,並已於2023年在科創板上市,成為「人形機器人第一股」。

在國內四足機器人領域,宇樹科技也是重要的參與者。其推出的Go1、B2等四足機器人產品,以較高的性價比和運動性能受到市場關注。在工業應用方面,宇樹科技的機器人同樣具備進行巡檢、數據採集等任務的潛力。雖然當前公開信息中其在汽車工廠的規模化應用案例不如波士頓動力Spot廣泛,但其產品代表了機器人形態多元探索中「四足」路徑的低成本、工程化解決方案,為未來工廠自動化提供了更多選擇。

Apptronik公司採用差異化方案,其Apollo機器人除提供完整人形版本外,還提供模塊化構型。鑑於雙足移動並非必需形態,客戶可以結合實際應用場景需求,選擇將機器人軀幹搭載於移動底盤或固定基座等不同的方式。

理想汽車的前瞻技術研究負責人表示,他們認為在汽車工廠當中,結合效率等實際需求,「輪式+雙臂」可能是人形機器人的最佳形態。

人形機器人的應用場景與產業爭議

未來汽車及零部件生產工廠中,人形機器人的核心定位聚焦於三大主流預期場景,即:通過接管高危作業實現安全生產和人力解放;構建人機協作體系,實現高效協同操作;緩解技術勞動力、高強度勞動力短缺的問題。

人形機器人替代人類勞動力的具體範疇尚待驗證,但市場研究機構的一些研究表明,首批量產機型的投資回報週期約為1.4年,短期可自動化替代超40%的人力勞動。研究者托比亞斯·博克基於成本持續下降與性能提升的趨勢預測,到2030年,其投資回收週期將縮短至半年左右。

儘管國際機器人產業聯盟將人形機器人列為五大技術趨勢之一,但其在工業領域廣泛應用的經濟可行性與規模化潛力仍有待驗證。德國弗勞恩霍夫研究所基於百位行業專家的反饋指出,人形機器人雖然具備「變革現有工廠格局」的潛能,但以當前技術成熟度來評估,其在汽車行業生產和物流領域的應用仍屬試錯和適配階段。與此相對,機器人製造商正積極推進產業化進程——Apptronik公司已與蘋果供應商美國佛羅里達代工企業捷普達成戰略合作;Figure AI公司則宣佈將於今年年內建成「機器人自複製」產線,實現12000台/年的人形機器人量產規模。一切都值得期待。

本文被引格式:[1]Gerd Scholz 郗博洋.人形機器人來了,汽車工廠正在發生什麼?[J]. 汽車製造業,2025,(06),25-27.歡迎引用。

作者丨Gerd Scholz 郗博洋

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