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智能制造与智能机器人
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发表时间:2018-04-25 11:24

平昌冬奥会“北京8分钟”惊艳全世界,24台移动机器人“冰屏”与26名轮滑舞蹈演员倾情演出,完美呈现了中国科技发展的新形象。负责这一项目的是来自新松机器人自动化股份有限公司的年青团队,他们从设计规划到技术研发,从技术攻关到第一台原型机下线,再到全部演出设备的联调,充分展示出中国机器人产业在技术和品质上的最高水平。近期,《机器人与智能系统》采访到新松机器人自动化股份有限公司创始人、总裁曲道奎先生,他从中国智能制造规划谈起,向我们娓娓道来机器人技术和应用的最新发展趋势。

曲道奎

新松机器人自动化股份有限公司创始人、总裁曲道奎先生


“中国制造2025”在实施上更具可操作性

当前,全球正面临着一次重大技术突破、制造模式更迭、以及商业模式重塑所带来的新变革。不同国家针对这一新趋势,都根据本身原有的工业基础或国家发展的脉络,从各自的切入点来制定未来国家的不同发展战略。总体而言,目前国际上典型的新工业时代发展规划大致可以归结为三大类:第一类,是以美国为代表,强调的是通过网络来实现设备的互联,然后将数据上传至云端,从而形成一套新的智能制造模式,也就是“工业互联网”的概念。第二类,以德国提出的“工业4.0”为代表,由于德国和其他欧洲国家经过相当长一段时期的发展,在在整个制造、装备生产环节有较为明显的优势,因此其强调的是信息系统和物理系统之间的融合,通过将设备与信息技术在数据、网络等不同层级的连接,打造一种新的制造模式。

第三类,就是“中国制造2025”国家战略,实际上,这也是根据中国的经济特点及这些年工业发展的实际现状来制定的。回顾中国的工业化进程,通过短短几十年的时间,中国制造业从简单的模仿、复制,发展至今,制造能力大幅提升,     但发展水平很不均衡。为此,中国政府制定的“中国制造2025”制造强国战略既结合了美国网络技术、信息技术方面的经验,同时也参考了德国“工业4.0”体系,既有物理设备、又有信息系统,并且两者深度融合(“两化”融合),再加上大数据、云端技术等,将形成一套以机器人、数控机床等各种智能设备为底层基础的新型、柔性、智能化的制造模式。

相比较而言,“中国制造2025”国家规划既有明确的体系架构,同时,也制定了清晰的技术路线、未来发展的目标,既有阶段性的目标,也有长远的发展目标,因而在实施上更具可操作性。例如,在“中国制造2025”规划中指出,将率先在十大领域中实现突破,其中包括信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶等等,这些使得“中国制造2025”规划既具备了战略性,又具备了技术的可操作性,同时也紧密结合了中国产业的基础、特点及特色,完全符合目前中国制造业的现状水平。

但另一方面,现阶段中国制造业面临的最大难题在于,没有经历过工业化严格的发展进程,可以说,短短的几十年,中国制造业实际上是整个全球制造发展史的一个缩影,发展水平极不均衡,1.0、2.0、3.0参差不齐,这也意味着中国的新工业革命相对于发达国家来说难度可能更大。因此,中国整个制造业的发展实际上是一个混合时代,绝对不能搞一刀切,一步就要进入4.0时代或者说智能制造时代,这是不现实、也是不可行的。不同的行业、不同的企业,应把握以下四个原则:一是要实现制造效率的提高,二是要降低制造成本,三是要减少能源消耗,四是要提高制造的灵活性与柔性化,来制定企业新技术和新生产模式的升级、转型、提升。


智能机器人时代已经来临

中国的智能制造建设才刚刚开始,但从目前的发展情况来看,仍然存在着某些认知上的误区。例如,一说起智能制造,人们就会很快联想到“机器换人”、“黑灯工厂”等等。其实,这反映出人们对智能制造的片面认识。“机器换人”只是简单的生产要素的替换,而智能制造更重要的目的是——实现制造模式的改变。从这个更宏观的目标来看,中国智能制造建设要保持健康发展,除了在基础硬件设备层做升级之外,还需要更多地从研发、设计、流程、软件等多个层面做统一的规划和部署。

作为智能制造的一项关键技术,机器人应用在最近几年取得了突飞猛进的发展。中国制造业的产业升级和技术创新,为机器人行业提供了一个良好的发展机遇。在市场面,随着中国制造业的转型升级、国内劳动力成本的不断飙升,以及老年化社会的逐步来临,令到无论是工业领域还是民生领域,都对机器人应用提出了旺盛的需求,市场应用条件已经成熟。但与此同时,在目前机器人的实际应用中还存在着一些技术瓶颈,大多数的应用场合还仅仅能够实现机械手(臂)的功能,完成简单的生产和加工工艺,如打磨、焊接等等;而要真正替代人类进行各种精细化生产作业,就要求机器人能够整合更多视觉、感知、交互等前沿技术。

具体来说,机器人技术的发展正沿着由“机器”向“机器人”的方向迈进,“机器人”的名称没有变,但是内容和支撑发生了颠覆性的改变,其特征包括:传统机器人只是一种机械设备,但今天的机器人开始越来越多地带有智能化系统的基本特征,即灵活性、灵巧性、智能性,具备操作、感知、学习和决策能力;过去,在机器人1.0时代,追求的是效率、速度和可靠性,而如今,机器人进入到2.0时代,要求机器人应具有作业、交互、行走、决策这四大能力,并且具备感知技术、行为技术,以及关键的安全技术,同时还要与许多前沿技术融合在一起,例如AI、IoT、大数据、云计算等,甚至包括材料学以及生命科学等在内,这就形成了一个“机器人技术生态”,也使得新型机器人技术生态空间蕴含着无限广阔的发展前景。

由此可见,机器人已不是过去大家理解的机器设备,它的技术外延,包括它的功能拓展、智能提升都已经到了一个新的阶段,“机器智能”时代已经来临,或者说,“智能机器人”时代已经逐渐向我们走近。


“北京8分钟”——中国机器人产业的新飞跃

新松是国内机器人领域的领军企业,技术和产品开发范围覆盖机器人应用的全产业链,包括:制造业应用(自然环境应用、移动机器人、人造环境应用等)、特种/国防应用、消费服务类应用等。新松拥有雄厚的研发实力,目前有3000多名技术研发人员,并且与其他传统工业机器人企业不同的是,新松不仅专注于机器人基础硬件层的开发,同时也在互联网、大数据、云计算等前沿技术领域有着深厚的技术积累。

新松的机器人产品和系统现已经出口30多个国家,在国内工业机器人制造、特种/国防应用中占据绝对优势,现阶段新松也在服务机器人方面加快着技术开发和市场布局。平昌冬奥会“北京8分钟”的惊艳亮相,标志着以新松为代表的中国机器人产业在技术和质量上的一次成功,在奥运会这个全球大舞台上,中国机器人、中国人工智能、中国高科技的力量震撼了全世界;并且中国机器人的制造能力和质控管理体系也实现一次新的飞跃。

除了机器人开发之外,现阶段新松也正在规划基于工业4.0时代的数字化工厂。例如,在新松的智慧园里建设的全数字化工厂,包括仓储系统、智能物流等,加上基于视觉、力觉的机器人技术等,形成了一套完整的CPS信息物理系统智能制造大格局,并与企业ERP等管理系统相连接,构建出工业4.0体系下的数字化工厂,从而彻底改变了整个生产制造模式。

机器人领域的黄金“窗口期”已经到来,全球正面临的一次技术升级的机遇,新一轮的市场竞争将更为激烈。顺应这一趋势,新松将把握发展良机,积极布局国内外市场。目前,新松在长三角、京津冀地区已有较为成熟的市场布局,未来时间内,新松还将针对粤港澳大湾区,借助当前这一地区电子信息制造业的升级转型,以及消费类服务机器人市场的日渐成熟,加紧建立自己的华南区中心,同时辐射东南亚市场,迎接中国机器人产业的黄金时代。


平昌冬奥会“北京8分钟”


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