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助力中國(guó)智能制造,機(jī)器人和人融合將成發(fā)展趨勢(shì)
發(fā)布時(shí)間:2015-12-11 09:53:00
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發(fā)布時(shí)間:2015年12月11日 中國(guó)機(jī)械網(wǎng)
日前,2015世界機(jī)器人大會(huì)在京召開。在大會(huì)主論壇上,來(lái)自機(jī)器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域最前沿的專家學(xué)者,著重圍繞未來(lái)機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行討論和交流。國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟(IFR)主席ArturoBaroncelli、IEEE自動(dòng)化與機(jī)器人學(xué)會(huì)主席RajaChatila、中國(guó)工程院院士王天然、日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)(JST)主席顧問MichiharuNakamura等,通過主旨報(bào)告、專題演講等多種方式,共同探討了全球機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),本版將分三次予以刊發(fā)。
在2015世界機(jī)器人大會(huì)上,中國(guó)工程院院士王天然主要就中國(guó)對(duì)機(jī)器人的需求,以及目前的狀態(tài)和機(jī)器人發(fā)展提出了建議。
據(jù)統(tǒng)計(jì),從2000年到2013年,十三年期間中國(guó)進(jìn)口機(jī)器人增長(zhǎng)100萬(wàn)臺(tái),最近幾年增長(zhǎng)的發(fā)展勢(shì)頭非??欤袑?shí)的反映出中國(guó)對(duì)機(jī)器人的需求。
制造業(yè)轉(zhuǎn)型與升級(jí)的必然選擇
王天然指出,中國(guó)需求機(jī)器人是社會(huì)發(fā)展的一個(gè)階段正常的、必然的結(jié)果。當(dāng)前經(jīng)濟(jì)學(xué)的變化是勞動(dòng)者的工資快速上升,勞動(dòng)力短缺。有的地方直截了當(dāng)?shù)靥岢鰜?lái)用機(jī)器換人,機(jī)器人是首當(dāng)其沖的。通過這些年快速的發(fā)展,中國(guó)制造業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)很高,但是質(zhì)量、效益、水平都比較低,跟發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大的差距。所以如果中國(guó)要想實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級(jí),提高效率是一個(gè)重要的內(nèi)容,這當(dāng)中最有智能化的、能夠靈活的機(jī)器人設(shè)備會(huì)發(fā)揮巨大的作用。
目前,中國(guó)機(jī)器人應(yīng)用也很不平衡。從地域來(lái)看,主要是集中在東南沿海地區(qū),隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必然向其他區(qū)域過渡。從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)說(shuō)也很不平衡,首先是汽車和電子行業(yè),其他領(lǐng)域應(yīng)用的比較少,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)很多其他領(lǐng)域也有需求。另外,我國(guó)先進(jìn)制造的發(fā)展方向是智能制造,而機(jī)器人是智能制造當(dāng)中的一個(gè)支撐設(shè)備,我國(guó)必然的要借助技術(shù)進(jìn)步的力量來(lái)發(fā)展自己的制造業(yè)。最近這些年以來(lái),我國(guó)對(duì)服務(wù)機(jī)器人的需求快速增長(zhǎng)。從國(guó)家來(lái)說(shuō),需要科學(xué)考察的機(jī)器人,對(duì)醫(yī)生來(lái)講需要醫(yī)療輔助機(jī)器人。在國(guó)家鼓勵(lì)政策支持下,會(huì)不斷爆發(fā)新的機(jī)器人,來(lái)滿足市場(chǎng)需求。面對(duì)這樣一個(gè)需求的形式,如何把產(chǎn)業(yè)技術(shù)提高上去,使產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)更好的在中國(guó)制造大潮當(dāng)中發(fā)揮作用是主要任務(wù)。
機(jī)器人發(fā)展取得一定成果
王天然指出,現(xiàn)在機(jī)器人已經(jīng)取得了一定的成果。中國(guó)從上個(gè)世紀(jì)70年代開始進(jìn)行機(jī)器人研究,很多單位參加機(jī)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經(jīng)成功的應(yīng)用。比方說(shuō),現(xiàn)在科考機(jī)器人到南極進(jìn)行過科學(xué)考察,水下機(jī)器人對(duì)大洋深處的海底觀察,移動(dòng)機(jī)器人在救災(zāi)和反恐防爆的應(yīng)用,旋翼無(wú)人機(jī)在國(guó)家電網(wǎng)的檢查當(dāng)中也發(fā)揮了作用。
中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所也是最早開展機(jī)器人研究的單位之一。而哈爾濱工業(yè)大學(xué)在國(guó)內(nèi)的機(jī)器人研究有悠久的歷史,技術(shù)在很多單位也有應(yīng)用,在航天領(lǐng)域的應(yīng)用是非常成功的。應(yīng)該說(shuō),相當(dāng)多的單位都研究出在工業(yè)上應(yīng)用的機(jī)器人,各種各樣的機(jī)器人,很多已經(jīng)在實(shí)踐中應(yīng)用。
國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)對(duì)中國(guó)機(jī)器人有一個(gè)分析,指出中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新比較弱,中國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)相對(duì)比較小,競(jìng)爭(zhēng)力比較差,中國(guó)的工業(yè)對(duì)于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展支持能力比較弱。
王天然指出,通過這些年的努力,中國(guó)已經(jīng)基本掌握了工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)技術(shù)并積累了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?,F(xiàn)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在發(fā)展當(dāng)中,迅速成長(zhǎng)出很多機(jī)器人公司。雖然這些公司現(xiàn)在還沒有找清楚自己的發(fā)展方向,但是它為將來(lái)中國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。有一些公司已經(jīng)在市場(chǎng)當(dāng)中找到了自己的發(fā)展方向,實(shí)現(xiàn)了良性的循環(huán)。
最近幾年,中國(guó)機(jī)器人的自給產(chǎn)能無(wú)論數(shù)量還是產(chǎn)值都有所增長(zhǎng),但是所占份額很小。而且我國(guó)的應(yīng)用領(lǐng)域雖然開拓了許多新領(lǐng)域,但是所做的工作技術(shù)上來(lái)看多數(shù)都是做搬運(yùn)的,所以還有很大的發(fā)展和提升空間。
智能制造對(duì)機(jī)器人發(fā)展的新要求
為了使中國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,國(guó)家發(fā)改委、工信部、科技部、標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、國(guó)家產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督與檢測(cè)檢疫總局,都支持這項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展。行業(yè)方面也相繼成立了一些組織,包括中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等等。
在這種形勢(shì)下,我國(guó)企業(yè)要努力壯大自己,傳統(tǒng)的就是要擴(kuò)展新的應(yīng)用領(lǐng)域和提高自己的產(chǎn)品水平。另外。企業(yè)應(yīng)看清新發(fā)展方向,增加創(chuàng)新,抓住機(jī)遇,發(fā)展自己,因?yàn)樾滦枨髸?huì)產(chǎn)生新的技術(shù)與生新的機(jī)器人。
王天然指出,制造業(yè)向智能制造發(fā)展已經(jīng)是共識(shí),智能制造向現(xiàn)有機(jī)器人提出了新要求,并不是現(xiàn)在的機(jī)器人就能夠滿足現(xiàn)代的智能制造要求,更不能滿足往前看的智能制造要求。另外,技術(shù)進(jìn)步特別是信息技術(shù)進(jìn)步,為機(jī)器人進(jìn)步提供了支持和保證。同時(shí),學(xué)科交叉也給機(jī)器人發(fā)展提供了機(jī)會(huì)。
當(dāng)前,由于產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短,用戶的個(gè)性化制造要求越來(lái)越強(qiáng)烈,給機(jī)器人提出了新要求?,F(xiàn)在電子產(chǎn)品的生命周期只有兩年,為了生產(chǎn)新產(chǎn)品更換生產(chǎn)線要100天、200天是不能忍受的。汽車生命周期已經(jīng)由五年縮短至三年。為適應(yīng)新產(chǎn)品的生產(chǎn),更換生產(chǎn)線,希望能以天計(jì),最好能在幾天之內(nèi)完成,這樣就需要靈活、快速的生產(chǎn)單元,這對(duì)機(jī)器人提出了新要求。現(xiàn)在的機(jī)器人要改變現(xiàn)有的生產(chǎn)方式,要能夠迅速進(jìn)入新的生產(chǎn)當(dāng)中。
機(jī)器人進(jìn)入新的移動(dòng)系統(tǒng)中,不僅和機(jī)器相聯(lián)系,不僅是和控制系統(tǒng)相結(jié)合,現(xiàn)在信息系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不斷地影響和進(jìn)入到機(jī)器人生產(chǎn)系統(tǒng)中,如何將這些系統(tǒng)迅速連接在一起也是當(dāng)前要解決的一個(gè)問題。
機(jī)器人和人融合將成發(fā)展趨勢(shì)
王天然指出,智能制造的發(fā)展要求機(jī)器人和人的關(guān)系要發(fā)生改變?,F(xiàn)在的機(jī)器人和在汽車行業(yè)上的應(yīng)用順風(fēng)順?biāo)?,用的很成功。即使是現(xiàn)在造船、飛機(jī)行業(yè),這些企業(yè)的零部件都是用高精度的生產(chǎn)系統(tǒng)加工出來(lái)的,但是在裝配的時(shí)候,相當(dāng)多的情況下需要人類親歷親為。所以十分需要機(jī)器人,但目前機(jī)器人仍不能滿足需求。此外,勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)也希望用機(jī)器替換這些人,替換結(jié)果發(fā)現(xiàn)并不是所有的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),現(xiàn)在的機(jī)器人就能簡(jiǎn)單替代的?,F(xiàn)在的機(jī)器人在很多場(chǎng)合并不能滿足于要求。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著一種選擇,要么做全自動(dòng)化的生產(chǎn)線,要么就設(shè)計(jì)一個(gè)手工作坊。人和機(jī)器人合在一起,有人提出混合自動(dòng)化,可能是很合理、很高效的生產(chǎn)方式,這就要求機(jī)器人和人融合。所謂的與人共融,就是能在同一自然空間里工作,能夠緊密地協(xié)調(diào),能夠自主的提高自己的技能,能夠自然的交互,同時(shí)要保證安全。實(shí)現(xiàn)這樣的與人共融的機(jī)器人,人與機(jī)器人的關(guān)系就會(huì)改變,是一種朋友關(guān)系,可以相互理解、相互感知、相互幫助。
要做與人共融的機(jī)器人就把人的符號(hào)化能力、學(xué)習(xí)能力、預(yù)見能力、自我調(diào)節(jié)能力、邏輯推理能力與機(jī)器的精準(zhǔn)、力量、重復(fù)能力、作業(yè)時(shí)間、環(huán)境耐受力結(jié)合在一起。將來(lái)可能在生物電信號(hào)的解析,生物反饋控制人機(jī)協(xié)調(diào)和本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在更遠(yuǎn)的未來(lái)在分子尺度上人與機(jī)器人共融。
他指出,機(jī)器人是智能制造的支撐設(shè)備,必將助力中國(guó)的智能制造發(fā)展,滿足中國(guó)的民生需求。與人共融是下一代機(jī)器人的本質(zhì)特征。各個(gè)學(xué)科的交叉結(jié)合將為機(jī)器人帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)會(huì)。所以我們應(yīng)該關(guān)心它、抓住它為我們服務(wù)。
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