工业机械臂 电机的智能化要解决哪些问题

工业机器人趋势:智能化+类人形+低成本中国教育装备采购网围观45次我要分享
  近年来,不少国家将发展纳入国家计划,美国《先进制造业国家战略计划》、欧盟SPARC民用机器人研发计划、“中国制造2025”、日本《机器人新战略》、韩国《机器人未来战略2022》等,纷纷将机器人纳入国家科技创新和产业发展的重点领域。机器人已成为新一轮科技革命与产业变革背景下世界各国产业竞争的焦点。
  世界正处在新科技革命和产业革命的交汇点上,以机器人科技为代表的智能产业蓬勃兴起,成为现时代科技创新的一个重要标志。未来机器人发展将呈何种趋势?
  中国作为全球最大的机器人市场,是否已做好摘取这颗“制造业皇冠顶端的明珠”的准备,尽可能多地占领市场?自第一台机器人半个世纪前在美国诞生以来,机器人越来越多地渗入到人类的工作与生活中。有人认为它是影响人类生产和生活的四大技术之一,引领第三次工业革命,也是引领全球经济变革的颠覆性技术。
  主要趋势:致能化+类人形+低成本
  微电子、大数据、云计算、移动互联网等信息技术的发展为机器人智能化程度的提高奠定了坚实基础。通过摄像头、感知外部环境变化,通过强大的计算机处理能力和大数据、云计算技术获得超强的运算处理能力,甚至模拟人类解决问题的能力,机器人正从依赖嵌入程序或输入指令执行命令向自主学习、自主决策和自主作业的方向发展。近年来,国际商业机器公司(IBM)、谷歌、微软、亚马逊等信息技术企业大举进入机器人产业,带来强大的信息技术,进一步推动了机器人的智能化。
  机器人成为智能制造的重要组成部分。为实现对用户需求的快速反应和个性化定制,智能制造需要建立由生产设备—零部件—产品构成的生产系统、企业资源管理系统和供应链系统的连接以及生产过程各环节间高效的数据交流。依托工业云、大数据、、智能传感器等新一代信息技术,机器人与生产管理、加工制造和供应链间信息共享,从独立个体向互联网、交互协同方向发展,并能确定自身运行状态,提高自我学习和决策能力。ABB公司的智能机器人Yumi能够自己看见、找到并精确定位方位,通过传感器感知周围物品,以一流的操作精度完成各种动作。
  此外机器人产业发展趋势还包括:人形机器人快速发展。谷歌旗下波士顿动力公司的阿特拉斯(Atlas)类人机器人身高1.9米,重150公斤,通过4个液压驱动的四肢、28个液压关节和头部的激光与立体照相机,能够两足行走、上肢举起和搬运重物。日本软银公司Pepper人形机器人拥有自己的表情且“健谈”。
  机器人概念从传统的机械臂扩展到更广泛的范围。随着中央处理器(CPU)、传感器的微型化和产品的智能化、联网化,多台机器人间能实现数据共享和协作,汽车、家电、家居、手机、住宅、无人机等产品也具备了机器人的特征。人机协作新时代来临。
  传统上工业机器人往往被铁栅隔离以防止伤及工人,新一代机器人与人在同一个空间内紧密接触、密切配合,安全地并肩工作。例如库卡轻型智能工业助手机器人(LBRiiwa)在接触到人体时,受力传感器会及时限制机器人的运行力量,自动与人保持安全距离。机器人成本持续下降。随着机器人数字化零部件的增加,兼之技术和工艺日益成熟,其成本比雇佣工人低的拐点正在到来。
  伦理问题:超越人类是个漫长过程随着机器人越来越智能化,引发人们对机器人超越人类智慧的“奇点”到来、人类失去对机器控制的担心。
  计算机科学和密码学的先驱图灵曾提出一种测试机器是否具备人类智能的方法:让计算机和人类裁判对话,如果能使超过30%的裁判认定它是人类,那么就算通过测试。
  2014年,来自俄罗斯的聊天程序“尤金·古斯特曼”首次通过了图灵测试,尽管它模拟的只是一个13岁乌克兰男孩。著名科学家史蒂芬·霍金、微软创始人比尔·盖茨、美国SPACeX首席执行官埃隆·马斯克等人纷纷警告人们注意人工智能对人类的威胁。但总体上来说,目前机器人主要从事程序化、规定性的工作,人工智能还处于比较初级的阶段,对人类智慧的超越将是一个漫长的过程。
  此外,机器人发展产生一些新的法律、伦理问题有待解决。广泛运用:如何成为赢家而非输家过去,机器人将人类从危险、繁重和枯燥的劳动中解放出来,现在,机器人将人类从更需智能的工作中取代,这引发人类对机器人替代劳动、造成失业的担忧。
  人类发明了机器代替人劳动,并不是要把自己排除在外。回溯机器出现以来的人类历史可以发现,机器在取代一些工作的同时,也创造出新的工作岗位。例如企业采用机器人后,增加了对机器人研发设计、应用开发、操作、维护保养等工作的需求,事实上,机器人仍难以替代那些创造性工作。当然,机器人的广泛应用也会产生赢家和输家。一些地区如果传统产业被替代又没有培育出新的接续产业,就会造成经济的衰退。被机器人替代的员工往往需要通过就业再培训,学习新技能和转移至新岗位,一些不能适应新工作的人将会彻底失去工作。由于各国的人口结构、产业结构、经济发展水平和技术能力不同,机器人产业的发展和应用对不同国家的影响也存在很大差异。
  发达国家人工成本高,机器人的采用特别是机器人成本的下降,可以抵消与发展中国家的成本差距,自动化和智能化工厂设在终端消费者周围,在降低运输成本的同时,还能提高对用户需求的响应速度,因此造成发达国家与发展中国家竞争力的此消彼长,美国制造业的回流在很大程度上就得益于此。随着我国进入老龄化社会、人口红利消退和劳动力成本提高,以廉价劳动力为基础的成本优势正受到挑战。工业机器人应用带来的劳动生产率提高能部分抵消成本上涨,是应对劳动力等生产要素价格快速上涨的重要手段。
  工业机器人本身属于高端装备制造业,机器人产业的成长能推动我国高端装备制造业及其配套生产性|服务业的发展,进而促进产业结构的优化,使我国工业特别是制造业的整体素质提升到一个新的水平,增强我国高端产品的供给能力,解决制造业供给侧与需求侧的不匹配及由此造成的产能过剩。
  中国市场:核心技术仍有待突破
  经过多年努力,中国已掌握工业机器人的设计技术,并在实际应用中取得成果。中国科学院沈阳自动化研究所研制的工业机器人和AGV自动导引车,拉开了中国机器人产业化的序幕,而求援与反恐移动机器人、旋翼飞行机器人、五自由度高压水器人、激光加工机器人,以及面向深海、极地等极端环境科学探索和资源开发需求研制出的长航程自治水下机器人、从水下观测北极冰盖的北极科考机器人、南极极地科考机器人和6000米无人无缆深潜器“潜龙一号”等多项成果,不仅发挥了不可替代的作用,也创造了我国机器人事业的多项第一。
  与此同时,我国的工业机器人产品也填补了多项国内空白,洁净(真空)机器人多次打破国外技术垄断与封锁,大量替代进口。移动机器人产品被众多国际知名企业列为重点采购目标,特种机器人在国防重点领域得到批量应用。值得一提的是,深圳市大疆创新科技有限公司是全球领先的无人飞行器控制系统及无人机解决方案的研发和生产商,占全球民用无人机最大市场份额,客户遍布全球100多个国家,取得了耀眼的业绩。
  自2013年开始,中国已成为世界最大的工业机器人市场。2014年中国市场共销售工业机器人5.7万台,约占全球市场的1/4,增速达到28%,远高于全世界平均增速。国际机器人联盟(IFR)预测,到2017年,中国生产的工业机器人保有量将达到40万台,超过欧盟和北美。
  但中国机器人市场存在两个问题:一是工业机器人人均保有量低,2014年我国每万名工人仅拥有机器人36台,低于66台的世界平均水平,更低于韩国478台、日本314台、德国292台和美国164台的水平。二是国内市场主要为ABB、发那科(Fanuc)、安川电机和库卡等国际机器人巨头所占据,国内机器人企业的市场份额很小,尤其在高端机器人领域的表现更为明显。从机器人技术水平上看,我国机器人研发仍与世界存在相当大的差距。
  促进我国机器人产业的发展,首先要加大对产业基础理论、共性技术的研究与实验发展投入,针对我国机器人的薄弱环节进行重点攻关,突破控制器、伺服电机和减速器等关键零部件的核心技术,设立灵活的制造系统,大幅度缩短生产线变更所需时间,满足用户个性化需求。
  第二,建设一批机器人共性技术研发平台和公共服务平台,为企业提供原理验证、原型机测试、产品检测认证等技术服务。
  第三,优先选择重点领域进行重点突破,通过为机器人本体企业进行系统集成开发逐渐向价值链高端攀升。
  第四,将工业机器人纳入重大技术装备的首台(套)支持范围,对订购、使用拥有自主知识产权和品牌并在品种、规格或技术参数等方面有重大突破的首台(套)国产工业机器人的企业,由财政出资按照设备价格或保费的一定比例对使用过程中可能出现的风险给予补偿。
  第五,针对我国机器人专门人才缺乏的现状,扩大高等院校的机器人相关专业的招生规模,在职业教育体系中增设机器人操作、软件开发、维修等相关专业,组织学界、业界专家对机器人企业的开发设计人员、应用工业机器人工厂的工人进行多层次的在职培训。
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利迅达:抛光打磨机器人“领头羊”文章来源:南方日报 作者:【未知】 点击:次 时间:
  走进佛山利迅达机器人系统有限公司的车间,一个带AGV(自动导向搬运车)底座、能够自主移动的新型机械臂格外引人注目。
  “自主移动的功能让机械臂更好适应智能化工厂生产的要求。”该公司董事长霍锦添说。这家早在2008年就转型机器人研发的粤企,如今已是国内抛光打磨机器人领域的“领头羊”。
  从起初仅带着减少职业病、降低用工成本的目的试水机器人,到经历质疑、纠结、迷茫,再到国内企业纷纷自动化改造的“羊群效应”和国家大力推动智能制造的“政策效应”逐步显现,利迅达的智能制造之路可谓柳暗花明。
  “相比于以往单机或是单线自动化生产,接下来要向整个车间的智能化生产努力。”霍锦添说,如今利迅达正通过努力实现全厂自动化,帮助客户把工厂复制到欧洲、北美,把研发、营销等高附加值环节留在国内。这一尝试,也悄然改变着“中国制造”的内涵,重新确立中国在全球制造业产业链中的定位。
  金属加工厂
  进军工业机器人领域
  “最初想得比较简单,我们工人在对金属制品进行抛光打磨时容易吸入大量烟尘,这种职业病很难治好,就想看看能不能用机器把他们替换出来。”佛山市利迅达机器人系统有限公司董事长霍锦添说。
  2008年,利迅达从一家普通的金属加工厂转型进军工业机器人领域。但初衷虽好,转型之路却并不易走。
  据介绍,用于焊接、搬运、喷涂等功能的工业机器人,大多都是“点到点”操作,相对较易实现;而抛光打磨的机器人,由于要操作更加复杂的曲面加工,研发难度更大。
  “一方面我们之前主营业务就是金属加工制造,和抛光打磨应用紧密相关,积累了一定的资源和技术;另一方面,这一领域的工业机器人市场相对没有那么饱和。”通过综合考量,霍锦添“知难而上”,前后花了3年多时间,投入了三四千万用于研发。
  霍锦添坦言,早期也有纠结要不要放弃。“但是越往后走,就越觉得明朗。”
  由于新生代都不愿意再从事抛光打磨,工人稀缺伴随着人工成本迅猛上升,让整个国内金属抛光打磨产业都面临越南等低成本地区的竞争压力。而随着职业病防护要求愈发严格,很多大客户也都开始要求必须使用机器人来生产。此时,先行一步的利迅达已然看明了转型升级的机遇。
  对此,广东省中小企业发展促进会执行会长谢泓表示,“为了避免工人得职业病,利迅达发现了一个行业巨大的需求。人本主义的思维,或许是转型中企业的新契机,或叫风口。”
  “如果能自主研发出抛光打磨机器人,不仅能解决职业病和人力成本问题,也能带动产业升级,符合更多国际合作伙伴的要求和认可,获得更多订单。”霍锦添说,更重要的是利迅达还可以借此从原来的简单加工向智能装备制造转型升级。
  “羊群效应”叠加“政策效应”打开市场
  据介绍,专注在抛光打磨应用领域的机器人制造商全球屈指可数。在国内,利迅达与另两家浙江、河北的企业位居前三名。但对手不多,并不意味着打开市场就一定很容易。
  “我们的产品研发出来了,但是客户并没有使用热情。”霍锦添回忆,许多企业主不放心机器人代替人工生产的质量水平,而工业机器人一次性投入成本,也让很多中小企业望而却步。
  霍锦添说,在很多老板眼里,设备是要买的,而且要一次性花钱;工人是不用买的,付工资就好了。相对于已采用自动化生产的美的、格力以及国外巨头等目光长远的大企业,众多中小企业的考虑相对保守很多。
  而相比国外工厂标准化的自动化生产线,国内制造业企业往往只改造一部分工序,导致上下工序标准、精度不一,很难最大限度发挥机器人的优势。“这就是为什么很多企业买了国外的机器人回来用不好,因为上工序用人做,下工序用机器人做,机器人干起活来很吃力。”霍锦添解释说。
  利迅达的办法是自己带头“吃螃蟹”,用机器人做好了产品,拿去给工厂比较。一边用实例证明质量,一边用效率的显著提升来扭转中小企业的思维方式。& 1
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