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助力中国智能制造 人机协作将成发展趋势

未知 2019-07-11 10:53

  日前,2015世界机器人大会在京召开。在大会主论坛上,来自机器人产业领域最前沿的专家学者,着重围绕未来机器人技术与产业发展趋势进行讨论和交流。国际机器人联盟(IFR)主席ArturoBaroncelli、IEEE自动化与机器人学会主席RajaChatila、中国工程院院士王天然、日本科学技术振兴机构(JST)主席顾问MichiharuNakamura等,通过主旨报告、专题演讲等多种方式,共同探讨了全球机器人技术与产业发展趋势,本版将分三次予以刊发。

  在2015世界机器人大会上,中国工程院院士王天然主要就中国对机器人的需求,以及目前的状态和机器人发展提出了建议。

  据统计,从2000年到2013年,十三年期间中国进口机器人增长100万台,最近几年增长的发展势头非常快,切实的反映出中国对机器人的需求。

  制造业转型与升级的必然选择

  王天然指出,中国需求机器人是社会发展的一个阶段正常的、必然的结果。当前经济学的变化是劳动者的工资快速上升,劳动力短缺。有的地方直截了当地提出来用机器换人,机器人是首当其冲的。通过这些年快速的发展,中国制造业的产值已经很高,但是质量、效益、水平都比较低,跟发达国家还有很大的差距。所以如果中国要想实现制造业的转型与升级,提高效率是一个重要的内容,这当中最有智能化的、能够灵活的机器人设备会发挥巨大的作用。

  目前,中国机器人应用也很不平衡。从地域来看,主要是集中在东南沿海地区,随着经济的发展必然向其他区域过渡。从应用领域来说也很不平衡,首先是汽车和电子行业,其他领域应用的比较少,现在发现很多其他领域也有需求。另外,我国先进制造的发展方向是智能制造,而机器人是智能制造当中的一个支撑设备,我国必然的要借助技术进步的力量来发展自己的制造业。最近这些年以来,我国对服务机器人的需求快速增长。从国家来说,需要科学考察的机器人,对医生来讲需要医疗辅助机器人。在国家鼓励政策支持下,会不断爆发新的机器人,来满足市场需求。面对这样一个需求的形式,如何把产业技术提高上去,使产品和产业更好的在中国制造大潮当中发挥作用是主要任务。

  机器人发展取得一定成果

  王天然指出,现在机器人已经取得了一定的成果。中国从上个世纪70年代开始进行机器人研究,很多单位参加机器人的研究,而且取得了不少科研成果,其中有些科研成果已经成功的应用。比方说,现在科考机器人到南极进行过科学考察,水下机器人对大洋深处的海底观察,移动机器人在救灾和反恐防爆的应用,旋翼无人机在国家电网的检查当中也发挥了作用。

  中国科学院沈阳自动化研究所也是最早开展机器人研究的单位之一。而哈尔滨工业大学在国内的机器人研究有悠久的历史,技术在很多单位也有应用,在航天领域的应用是非常成功的。应该说,相当多的单位都研究出在工业上应用的机器人,各种各样的机器人,很多已经在实践中应用。

  国际机器人联合会对中国机器人有一个分析,指出中国机器人产业创新比较弱,中国的机器人产业相对比较小,竞争力比较差,中国的工业对于机器人产业发展支持能力比较弱。

  王天然指出,通过这些年的努力,中国已经基本掌握了工业机器人设计技术并积累了工业机器人应用经验。现在机器人产业在发展当中,迅速成长出很多机器人公司。虽然这些公司现在还没有找清楚自己的发展方向,但是它为将来中国的机器人产业奠定了基础。有一些公司已经在市场当中找到了自己的发展方向,实现了良性的循环。

  最近几年,中国机器人的自给产能无论数量还是产值都有所增长,但是所占份额很小。而且我国的应用领域虽然开拓了许多新领域,但是所做的工作技术上来看多数都是做搬运的,所以还有很大的发展和提升空间。

  智能制造对机器人发展的新要求

  为了使中国的机器人产业健康发展,国家发改委、工信部、科技部、标准化管理委员会、国家产品质量监督与检测检疫总局,都支持这项事业的发展。行业方面也相继成立了一些组织,包括中国机器人产业联盟等等。

  在这种形势下,我国企业要努力壮大自己,传统的就是要扩展新的应用领域和提高自己的产品水平。另外。企业应看清新发展方向,增加创新,抓住机遇,发展自己,因为新需求会产生新的技术与生新的机器人。

  王天然指出,制造业向智能制造发展已经是共识,智能制造向现有机器人提出了新要求,并不是现在的机器人就能够满足现代的智能制造要求,更不能满足往前看的智能制造要求。另外,技术进步特别是信息技术进步,为机器人进步提供了支持和保证。同时,学科交叉也给机器人发展提供了机会。

  当前,由于产品的生命周期越来越短,用户的个性化制造要求越来越强烈,给机器人提出了新要求。现在电子产品的生命周期只有两年,为了生产新产品更换生产线要100天、200天是不能忍受的。汽车生命周期已经由五年缩短至三年。为适应新产品的生产,更换生产线,希望能以天计,最好能在几天之内完成,这样就需要灵活、快速的生产单元,这对机器人提出了新要求。现在的机器人要改变现有的生产方式,要能够迅速进入新的生产当中。

  机器人进入新的移动系统中,不仅和机器相联系,不仅是和控制系统相结合,现在信息系统包括网络系统不断地影响和进入到机器人生产系统中,如何将这些系统迅速连接在一起也是当前要解决的一个问题。

  机器人和人融合将成发展趋势

  王天然指出,智能制造的发展要求机器人和人的关系要发生改变。现在的机器人和在汽车行业上的应用顺风顺水,用的很成功。即使是现在造船、飞机行业,这些企业的零部件都是用高精度的生产系统加工出来的,但是在装配的时候,相当多的情况下需要人类亲历亲为。所以十分需要机器人,但目前机器人仍不能满足需求。此外,劳动密集型产业也希望用机器替换这些人,替换结果发现并不是所有的劳动密集型产业,现在的机器人就能简单替代的。现在的机器人在很多场合并不能满足于要求。

  产业发展面临着一种选择,要么做全自动化的生产线,要么就设计一个手工作坊。人和机器人合在一起,有人提出混合自动化,可能是很合理、很高效的生产方式,这就要求机器人和人融合。所谓的与人共融,就是能在同一自然空间里工作,能够紧密地协调,能够自主的提高自己的技能,能够自然的交互,同时要保证安全。实现这样的与人共融的机器人,人与机器人的关系就会改变,是一种朋友关系,可以相互理解、相互感知、相互帮助。

  要做与人共融的机器人就把人的符号化能力、学习能力、预见能力、自我调节能力、逻辑推理能力与机器的精准、力量、重复能力、作业时间、环境耐受力结合在一起。将来可能在生物电信号的解析,生物反馈控制人机协调和本体结构设计,在更远的未来在分子尺度上人与机器人共融。

  他指出,机器人是智能制造的支撑设备,必将助力中国的智能制造发展,满足中国的民生需求。与人共融是下一代机器人的本质特征。各个学科的交叉结合将为机器人带来新的发展机会。所以我们应该关心它、抓住它为我们服务。

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