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机器人在工业4.0中的重要性
文章来源:   上传时间:2018-05-29   浏览次数:

随着社会经济的发展,全球对于制造业的市场竞争也越来越激烈,然而生产力与竞争力是这场竞争中的必要因素。工业4.0的提出代表着高科技战略的形成,而工业机器人将成为解决这一竞争问题的重要因素。工业机器人既大幅度提升了产品生产效率与质量,又将大量工人从繁重复杂的工作中拯救出来,所以工业机器人在工业4.0的推广中扮演着举足轻重的地位。“工业4.0”的概念从诞生到现在一直备受关注,到底何为“工业4.0”?

工业4.0是由德国政府在《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一。该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助,投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平,建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智慧工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。

德国所谓的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber—PhysicalSystem简称CPS)将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化,最后达到快速、有效、个人化的产品供应。

2011年德国初步提出工业4.0的概念,2013年在汉诺威工业博览会上正式推出,其目的是通过应用物联网等新技术提高德国制造业水平,目前各国正积极推进新型制造业发展计划,我国也积极顺应国际环境,相继出台了多项政策与指导方针,包括《中国制造业发展纲要》、《中国制造2025》等,并且我国与德国共同发展,已经进入中德合作新时代,中德双方签署的《中德合作行动纲要》中,有关工业4.0合作的内容共有4条,第一条就明确提出工业生产的数字化就是“工业4.0”对于未来中德经济发展具有重大意义。双方认为,两国政府应为企业参与该进程提供政策支持。

工业4.0中可以概括为四个主题:

1、智能工厂:重点研究智能化生产系统及过程及网络化分布式生产设施的实现;

2、智能生产:主要涉及整个企业生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;

3、智能物流:主要通过互联网、物联网、物流网,整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方,则能够快速获得服务匹配,得到物流支持;

4、智能服务:应用多方面信息技术,以客户需求为目的跨平台、多元化的集成服务。

伴随德国工业4.0时代的到来,一方面,生产制造领域的工业机器人将成为智能制造的主力军,因为制造业是机器人的主要应用领域。在生产过程自动化中大量采用了机器人,例如,汽车产业、电子制造产业的大规模量产技术中大量采用了各种机器人;另一方面,Google等互联网企业向机器人产业的涉足,为机器人产业环境带来了剧变,这些变化将使机器人开始应以大数据实现自律化,使机器人之间实现网络化,物联网时代也将随之真正到来,机器人也将升级为智能机器人。

目前,德国、日本、美国在机器人生产、应用、主要零部件供给、研究等各方面依然在全世界处于遥遥领先的优势,依然保持“机器人大国”的地位。而我国工业机器人主要集中应用于汽车、电子信息等行业,主要是嵌入到大规模的生产线中的工业机器人,未来的机器人,将更多的应用于三品产业(食品、化妆品、医药品),以及更广泛的制造领域、各种各样应用环境的服务于领域、中小企业等。为此,未来中国市场的机器人发展,不是那种大型的用于焊接与喷漆的生产线专用机器人,而是研发更小的、广泛应用的机器人,同时适用于中小企业的性价比较高的机器人,也就是要根据各种领域的实际需求,灵活改变机器人。

传统工业机器人和工人的工作空间通常是隔离的,新一代工业机器人则要具备柔性、安全、易操作等特点,同时达到高速和精确,这在技术上是很大挑战。此外,工业4.0时代,机器人不再是独立的单元,需要具备与其他智能设备的沟通能力、对环境的感知能力,甚至把复杂信息综合起来从而做出决策等诸多能力。工业4.0要求将智能机器人的很多技术融入到更大的生产系统中。基于云计算和大数据的知识建模、物理仿真、多传感器感知预测等技术,既是工业4.0的关键技术,也是工业机器人的关键技术。

因此,发展智能机器人推动工业4.0尤为重要,其主要措施包括:

(1)  加快发展智慧制造。智慧制造作为一种新的制造模式和制造技术,可为复杂零件的高品质制造提供解决方案。

(2)  加大财政研究投入。通过工业转型升级、中央基建投资等现有资金渠道支持机器人及其关键零部件产业化和推广应用;利用中央财政科技计划(专项、基金等)支持符合条件的机器人及其关键零部件研发工作等。

(3)  加快制定技术条例。加大支持力度,推进智能机器人核心技术的研发;梳理整合智能机器人研发成果,支持智能机器人成果转化;加快制定智能机器人标准体系和人机交互安全规则。

自20世纪60年代初机器人问世以来,机器人技术经历了不断的发展,已取得了实质性的进步和成果。主要体现在如下几个方面:

(1)提高生产过程的自动化程度应用机器人,有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等自动化程度,从而可以提高劳动生产率,降低生产成本,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

(2)改善劳动条件、避免人身事故。在高温、高压、低温、低压、灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中,用人直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机器人即可部分或全部代替人安全地完成作业,大大地改善工人的劳动条件。同时,在一些动作简单但又重复作业的操作中,以机器人代替人进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。

(3)减少人力,便于有节奏的生产应用机器人代替人进行工作,这是直接减少人力的一个方面,同时由于应用机器人可以连续地工作,这是减少人力的另一个方面。因此,在自动化机床和综合加工自动生产线上目前几乎都设有机器人,以减少人力和更准确地控制生产的节拍,便于有节奏地进行生产。

目前,世界上有百万多台工业机器人正在各种生产现场工作;在非制造领域,上至太空舱、宇宙飞船,下至极限环境作业、日常生活服务,机器人技术的应用已拓展到社会经济发展的诸多领域;传统制造领域,工业机器人经过诞生、成长、成熟期后,已成为不可或缺的核心自动化装备。

麦肯锡咨询公司(McKinsey & Company)发布了一份报告—《人工智能:下一个数字前沿》(“ArtificialIntelligence: The Next Digital Frontier”),该报告呈现了人工智能“在未来”将如何促成从预防性维护到预测性维护这一转变。现在,我们正处于由工业 4.0 和数据科学引发的革命边缘,这场革命将改变制造业的每一个领域,同时为管理者提供比以往更多的控制权。因此,问题不在于各位玩家能否追赶上这股席卷各个行业的新浪潮,而在于他们是否会占据领导地位还是仅仅排在队伍之中,工业机器人阵营必然作为前沿技术成果转化的主要战场,未来的诸多可能性,让工业机器人也会伴随产生更多的可能性,随之而来的是一波又一波的蓝海。当今工业机器人的总体趋势是,从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移,从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧,控制系统愈来愈小,其智能也越来越高,并正朝着一体化方向发展。

在未来科技浪潮到来之前所有的从业人员都必须严阵以待,做好迎接未来的准备,所以当务之急需要更多的有识之士、更多学者、更多的有情怀的企业家投入到这场没有硝烟的战争中来,随着我国经济环境政治环境空前繁荣,工业机器人行业发展势头迅猛,越来越多的企业家已经从单纯的重利益重效益逐步有了情怀加持,想要为我国的工业机器人行业发展做贡献,例如沈阳新松机器人自动化股份有限公司在串联机器人领域里大力推进新技术与传统技术相结合;勃肯特机器人技术有限公司作为发展速度最快的并联机器人厂商已经开展并联机器人并入物联网,打造专属机器人云化核心网的研发与推广工作,真正致力于把我国工业机器人事业做大做强。

综上所述,随着经济建设的发展,新一代的机器人在“工业4.0”的时代背景下,必将达到新的科技高度,这不仅是对高科技的检测,同时也是对于人类具有先进高科技技术水平的检测,工业机器人行业的发展在工业4.0时代占有举足轻重的一席之地。