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工業(yè)機器人邂逅人工智能:工業(yè)制造的新革命

23 2018-08
作者:管理員 瀏覽:301
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隨著工業(yè)4.0的到來,工業(yè)制造注入轉型升級新活力。自動化的引進,加快了工業(yè)化進程;工業(yè)機器人的引進,則將改變世界工業(yè)制造的模式。那么人工智能將會帶來什么呢?或許是一場新的革命!

工業(yè)機器人發(fā)展歷程

對于工業(yè)機器人定義,可能很多人很陌生。工業(yè)機器人是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度的機器設備,它能夠按照程序指令自動執(zhí)行工作,主要由主體、驅動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)三個基本部分組成。

在工業(yè)制造的發(fā)展史上,主要有三個歷程。其一,手工生產制造;其二,自動化介入的生產制造;其三,工業(yè)機器人介入的生產制造。至于未來,人工智能搭配工業(yè)機器人或將成為工業(yè)領域生產制造的主力。

早期機器人的出現(xiàn),是為了代替人工完成部分勞動,隨著技術的改進與發(fā)展,機器人由于可靠性高以及壽命長的獨特之處逐漸被用于工業(yè)制造。在面對類似流水線這種重復性很強的工作時,機器人相比人工勞動力更高效,工作時長可達七年之久,你可以晝夜不停使用它,在使用期內幾乎不需要保養(yǎng)和維護,滿足自動化生產制造需求。另外,機器人可編程設計,滿足了生產制造定制化需求。隨著人工智能等新技術的引入,機器人將變得更加智能化及自主化,極大地拓展了工業(yè)制造的模式及范疇。

國內工業(yè)機器人現(xiàn)狀及趨勢

我國機器人研發(fā)之路稍晚于國外。20世紀70年代,在國家政策以及市場的驅動下,部分企業(yè)開始轉型進入機器人領域,這也為我國后來機器人的發(fā)展奠定了穩(wěn)固的基礎。

隨著國內工業(yè)化進程的加快,促使工業(yè)機器人市場蒸蒸日上。2013年至2016年之間,我國國產工業(yè)機器人銷售數(shù)量僅一年便增長31%左右,相比于國外機器人,增長尤為明顯,其應用更是延伸至醫(yī)療、汽車、教育以及科學考察等領域,提升了我國國民整體的生活品質。

據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示,2016年中國工業(yè)機器人銷售量近8.5萬臺,同比增長23.9%。報告預估,2017年中國工業(yè)機器人銷量將超過10萬臺,而全球機器人銷售量將超過45萬臺,年均復合增長率接近23%。

近年來,國產工業(yè)機器人的主要應用于弧焊、電焊、噴涂、搬運與上下料以及加工等方面。隨著工業(yè)機器人技術的成熟,其生產效率以及產品質量也得到了很好的提升。

隨著智能化的發(fā)展,一些新技術也逐漸被用于機器人技術上,如:深度學習以及增強現(xiàn)實。據(jù)了解,增強現(xiàn)實乃是通過虛擬眼鏡進入虛擬場景中,你可以在虛擬場景中自主搭建虛擬現(xiàn)實,通過手中的操縱桿去控制,目前這種技術仍在研發(fā)中。

對于深度學習,又該如何應用到機器人技術上呢?對于機器人未來的發(fā)展,我們希望它能夠處理未知的環(huán)境與情況,并自動解決所遇到問題,尤其是數(shù)據(jù)與圖像處理。可以通過傳感器,將信息搜集起來,然后把所有的數(shù)據(jù)整理好,借用GPU的能力來培訓機器人,形成一個CN網(wǎng)絡,然后實現(xiàn)深度學習,讓機器人能夠在實時環(huán)境中實現(xiàn)不斷的學習與積累目標,從而如同人類一樣,具有深度學習的能力。

搭載著人工智能的快車,工業(yè)機器人+人工智能的發(fā)展方向成為國內外機器人企業(yè)的共識,并且已經(jīng)有多家巨頭開始加緊布局這一戰(zhàn)略方向。

ABB

2017年4月25日——ABB與IBM宣布進行戰(zhàn)略合作,ABB行業(yè)領先的數(shù)字化解決方案ABB Ability與IBM Watson物聯(lián)網(wǎng)認知計算技術聯(lián)手布局電力、工業(yè)、交通和基礎設施領域。

眾所周知,IBM是人工智能、機器學習及不同垂直行業(yè)領域的專家。 ABB Ability與IBM將首先在工廠及智能電網(wǎng)兩個領域合作,提供實時認知分析。

ABB和IBM將共同開發(fā),為用戶提供全新方式應對工業(yè)領域的各項重大挑戰(zhàn),例如加強質量控制、減少故障停工時間、提升工業(yè)流程的速度和產量等。這些解決方案不僅具備現(xiàn)有互聯(lián)設備的數(shù)據(jù)收集功能,還將覆蓋利用數(shù)據(jù)進行探測、分析并采取應對措施的有認知能力的工業(yè)設備,幫助工人消除無效流程和冗余工作。

此外,ABB和IBM將利用Watson人工智能通過實時產品圖像幫助用戶識別不合格產品。這些圖像由ABB系統(tǒng)捕獲后通過IBM Watson制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IoT for Manufacturing)進行分析。

值得一提的是,ABB的協(xié)作機器人YUMi就大量運用了人工智能技術,包括算法、深度學習、傳感器和拖動示教等。

庫卡

2016年3月14日,在德國漢諾威舉辦的CeBIT大會上,庫卡與華為建立戰(zhàn)略合作伙伴關系,并簽訂了合作備忘錄,將通過云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、無線技術等方面的合作,共同推動制造產業(yè)的升級,幫助更多的客戶實現(xiàn)“智能制造”。

庫卡與華為建立新的合作伙伴關系,意味著雙方將重點研究在智能工廠環(huán)境中應用蜂窩物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、無線和5G網(wǎng)絡,大數(shù)據(jù)解決方案,并部署華為的基礎設施即服務(IaaS)解決方案,發(fā)展基于云托管的智能制造業(yè)務。

去年,美的與庫卡的結合,其中也牽涉到人工智能的布局。庫卡作為主體,幫助美的集團在機器人本體生產、工業(yè)自動化方案、系統(tǒng)集成、以及智能物流等領域全面布局。

在2017AWE開幕前一天,庫卡CEO Till Reuter在發(fā)布會上表示,人工智能(AI)也將是美的與庫卡合力推進的方向,庫卡在B2B領域和美的在B2C領域剛好可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補。

美的借助遠程連線展現(xiàn)了一座“智能工廠”的真實場景,實現(xiàn)設備自動化、生產透明化、物流智能化、管理移動化、決策數(shù)據(jù)化。

發(fā)那科

去年的上海工博會上,發(fā)那科與思科、羅克韋爾自動化,共同為 FIELD system 進行中國區(qū)的合作發(fā)布,實現(xiàn)工廠中設備的智能互聯(lián),推動智能制造的發(fā)展。

FIELD system 能為用戶和應用開發(fā)者提供先進的機器學習和人工智能功能并將制造業(yè)引入到生產力和效率的新高度。目前,發(fā)那科已將這些新技術應用于機器人散堆拾取、生產異常檢測和故障預測。

FIELD system 結合了人工智能和尖端計算機技術使分布式學習成為可能。機器人和設備的運行數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡上被實時的進行處理,這也使各種設備之間能更智能的進行協(xié)調生產,令原來難以實現(xiàn)的復雜生產協(xié)調成為可能。

發(fā)那科與思科共同開發(fā)了“零停機時間”(Zero Down Time,簡稱ZDT)解決方案,ZDT利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術來防止不在預期中的停機發(fā)生。

該方案通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),可監(jiān)管工廠廠房每一個機器人,并且預測機器人異常狀況,在機器人出現(xiàn)問題以前先加派技術人員進行維修作業(yè)。這樣便可在發(fā)生故障之前采取應對措施,從而減少停機時間并提高效率、降低成本。

微鏈WETHINK:當機器人擁有慧眼,柔性生產成為可能

3D視覺識別系統(tǒng)是微鏈機器人感知世界的另一大重要途徑,讓機器人可以看到工作環(huán)境的變化,根據(jù)新型的生產需求迅速做出調整,從而實現(xiàn)“剛性生產”到“柔性制造”的轉變。

“以往的生產都是剛性的,例如工廠接到訂單做iPhone 6,那么生產線及所有配套設備都是按照iPhone 6來布置的,如果要改做iPhone X,產線就要作出巨大調整。”

“但如果機器人有了3D視覺系統(tǒng),只需重新識別生產環(huán)境及工件,通過后臺系統(tǒng)調整,機器人最快一天的時間就能認知到新的產線運轉模式,很快投入到轉產的工作中去。”張宇舉例說道,柔性生產大大縮短了調整產線的周期,同時也降低了投入成本。

△ WETHINK認知機器人

“傳統(tǒng)的工業(yè)機器人只會模擬人類定點、定位、定時地做一些標準化動作,并不具備任何智慧,而擁有認知能力的機器人能夠根據(jù)看到的圖像反饋,像人類一樣做判斷。”張宇告訴記者,認知操作系統(tǒng)是微鏈科技的技術核心,與視覺、觸覺等感知系統(tǒng)是相輔相成的。

除了會思考判斷外,這個“大腦”還具備學習能力,通過及時采集機器人的工作數(shù)據(jù),形成大數(shù)據(jù)系統(tǒng),隨著收集的信息越來越豐富,機器人也會不斷進步和升級。

△通過微鏈智能設備采集儀

此外,同一工作環(huán)境下的機器人都通過后臺的認知系統(tǒng)相互連接,使兩個甚至多個機器臂可以協(xié)作完成更復雜的任務。

結語

如果說工業(yè)機器人與人工智能相識是一場偶遇,那么未來兩者的結合將成為必然之勢。對于工業(yè)領域來說,唯有不畏過往,勇于創(chuàng)新,方能走的更遠。我國的工業(yè)機器人正處于增長之勢,與人工智能等新技術融合,將使得機器人產業(yè)迎來新革新!

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