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機(jī)器人智能化的工業(yè)控制技術(shù)還需發(fā)展
2017-11-22
日前國務(wù)院召開常務(wù)會議部署加快推進(jìn)實施“中國制造2025”實現(xiàn)制造業(yè)升級中國版“工業(yè)4.0”正在漸行漸近。發(fā)達(dá)國家在實現(xiàn)制造業(yè)升級的過程中是以機(jī)器人為核心的智能裝備為抓手而發(fā)展起來的。從“中國制造”走向“中國智造”也不應(yīng)當(dāng)例外即中國制造裝備業(yè)將經(jīng)歷一個智能化的過程。日前召開的“機(jī)器人與智能系統(tǒng)院士論壇”上各方專家對此進(jìn)行了充分論述探討我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)和智能制造業(yè)的創(chuàng)新契機(jī)和發(fā)展道路。
智能制造突破從機(jī)器人開始
智能制造一般涵蓋智能制造裝備、智能制造系統(tǒng)、智能制造服務(wù)等其中智能制造裝備是智能制造發(fā)展的核心突破點。
“中國制造2025”被視為“用三個10年完成中國從制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變”的第一個10年路線圖使得智能制造裝備成為當(dāng)前最受關(guān)注的行業(yè)之一，全國多個地方都在積極謀劃智能制造業(yè)的發(fā)展。而根據(jù)國際經(jīng)驗機(jī)器人的智能化將是智能制造的產(chǎn)業(yè)核心。對此中國科學(xué)院院士熊有倫認(rèn)為智能制造一般涵蓋智能制造裝備、智能制造系統(tǒng)、智能制造服務(wù)等其中智能制造裝備是智能制造發(fā)展的核心突破點。
智能制造是將人類智慧物化在制造活動中并組成人機(jī)協(xié)調(diào)合作系統(tǒng)。機(jī)器人不再是簡單代替人工作業(yè)實際上是改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)方式幫助各行業(yè)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量實現(xiàn)節(jié)能增效的現(xiàn)代化生產(chǎn)及管理。
“智能制造系統(tǒng)的發(fā)展涉及市場與環(huán)境、制造需求、多品種多批量、高質(zhì)量低成本等要求這是一個系統(tǒng)綜合協(xié)作。要提高競爭力提高工作效率縮短生產(chǎn)周期提高柔性機(jī)器人和智能系統(tǒng)將成為持續(xù)發(fā)展的發(fā)動機(jī)。”熊有倫進(jìn)一步表示。
90%的企業(yè)智能化程度未成熟
近幾年中國市場的需求尚未達(dá)到非常高精端的地步簡單生產(chǎn)線上機(jī)器人替代人工作業(yè)有所普及復(fù)雜應(yīng)用仍需時間。
如何實現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的智能化是當(dāng)前需要解決的重點問題。中國制造業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比還有差距特別是在智能化方面。相比在上世紀(jì)70年代就已經(jīng)開始致力智能制造的發(fā)達(dá)國家來說中國的智能制造業(yè)晚了許多。有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為目前中國企業(yè)的智能化水平參差不齊僅有10%左右的大企業(yè)智能制造水平較高尚有90%的企業(yè)智能化程度未成熟。
三菱電機(jī)株式會社名古屋制作所市場&產(chǎn)品企劃部機(jī)器人課申德山表示高精度高速度的智能化機(jī)器人肯定是未來的發(fā)展方向近幾年中國市場的需求尚未達(dá)到非常高精端的地步簡單生產(chǎn)線上機(jī)器人替代人工作業(yè)有所普及但是復(fù)雜應(yīng)用的取代仍需時間。
但是從歐美市場對于機(jī)器人的智能化、信息化需求來看要求是很高的?？梢灶A(yù)見若干年后的中國也必然有同樣的需求。對于機(jī)器人廠商來講既要前瞻發(fā)展進(jìn)行新功能新產(chǎn)品的研發(fā)引導(dǎo)市場和技術(shù)方向又要兼顧市場的實際需求狀況。
與周邊傳感、控制、通信系統(tǒng)作好結(jié)合
從工業(yè)控制的角度來說多節(jié)點控制以及不同節(jié)點的通信協(xié)作是當(dāng)前的關(guān)鍵之一。
就目前而言，機(jī)器人智能化的關(guān)鍵是如何與通信系統(tǒng)以及周邊傳感器、控制器結(jié)合實現(xiàn)有效應(yīng)用。這是大多數(shù)企業(yè)關(guān)注的重點。Atmel高級總監(jiān)吳群認(rèn)為：“從工業(yè)控制的角度來說多節(jié)點控制以及不同節(jié)點的通信協(xié)作是當(dāng)前的關(guān)鍵之一。”
原來在工廠結(jié)構(gòu)化環(huán)境下工作的自動機(jī)器或工業(yè)機(jī)器人適合于大規(guī)模、較少柔性和變動的生產(chǎn)環(huán)境對智能程度并無過高要求。隨著自動化應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展對智能機(jī)器人及系統(tǒng)提出了新的需求要滿足不同的非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的不同需求必須具有綜合集成和自主的能力特別是向著多機(jī)器人協(xié)作發(fā)展。這就需要良好的通信協(xié)作能力。“我們覺得互聯(lián)互通變成了一個非常重要的環(huán)節(jié)當(dāng)然還有采樣。Atmel在產(chǎn)品設(shè)計和規(guī)劃里把互聯(lián)互通、Sanser、安全、安防系統(tǒng)作為重點進(jìn)行考量。這個過程里可以看到MCU技術(shù)加上互聯(lián)互通技術(shù)、傳感器等的巨大作用。如果我們把這幾個模塊集成到一顆芯片里這個芯片將非常適合未來工業(yè)4.0時代的需求。”吳群指出。
此外感知也是機(jī)器人智能化的基礎(chǔ)包括“感覺”(傳感)和“知道與理解”(信息融合與利用)。高通公司中國研究中心主任侯紀(jì)磊認(rèn)為機(jī)器人需要一個更加強(qiáng)大的對環(huán)境的感知能力。我們在開發(fā)Snapdragon這個系統(tǒng)芯片的過程中除了導(dǎo)航、定位和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、環(huán)境之外對于各種各樣的OEM有非常寬泛的支持比如Sensorassisted。在復(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)行定位是一個挑戰(zhàn)，Sensorassisted可以幫助人們糾正誤差使得未來機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下工作獲得良好支持。
在機(jī)器人向智能化的發(fā)展中多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)是一類具有覆蓋性的技術(shù)集成平臺。如果說單個機(jī)器人的智能化還只是使個體的人變得更聰明那么多機(jī)器人協(xié)作系統(tǒng)則不但要有一批聰明的人還要求他們能有效地合作。所以它不僅反映了個體智能而且反映了集體智能是對人類社會生產(chǎn)活動的想象和創(chuàng)新探索。
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