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机器人如何与工厂碰撞出智慧火花

机器人

机器人如何与工厂碰撞出智慧火花(机器人)

在各种震撼人心的好莱坞科技大片让我们过足眼瘾的同时,也折射出人们对现实生活中科学技术的渴望。事实上科技发展的成果远比我们想像得还要灿烂辉煌,如同我们今天要谈的机器人与智慧工厂这对好搭档,它们将现代化工业发展提升到前所未有的新高度。

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机器人可造就不同的智慧工厂战略

现今的制造业者必须随时面临不稳定的订单、少量多样的生产、生产良率的控制、以及备料库存压力等问题,生产流程管理不能只是自动化,更需要智慧化,因此智慧工厂应运而生。它在数位化工厂的基础上,利用物联网的技术和设备监控技术加强资讯管理和服务,清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线资料,以及合理的生产计画编排与生产进度。并加上智慧系统等新兴技术于一体,构建了一个高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化工厂。

智慧工厂是未来制造业的大势所趋,纵观世界各大强国,无不根据自身国情积极布局智慧工厂战略政策。例如台湾推出的生产力4.0即在食品、物流、医疗等各大领域率先导入物联网、大数据和机器人等因素,以积极强化生产力;日本的工业4.1J则侧重工厂数据的搜集和利用,以提供一个更加理想的管理和服务环境;德国作为工业4.0的创始者,积极打造人机协同的智慧作业环境;与中国已提升至国家级战略地位的中国制造2025相比,美国也打出再工业化的策略及颁布相关有利法案,企图拿回全球制造业的龙头第一。

无论是哪个国家颁布何种方针,最终目的都是为了推动工业生产的数据化、智慧化,实现快速、有效、个性化的产品供应。智慧工厂有助于制造方清楚的掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少人工干预并及时正确地采集生产线资料、编排进度。2012年至2015年间,智慧工厂的市场规模几近翻了一倍,未来几年更预估呈直线上升的趋势。那么,在各国发展智慧工厂的大背景下,机器人是如何与工厂碰撞出智慧的火花呢?让我们先来了解下机器人的发展历程。

浅谈机器人的发展历程

机器人发展至今已有三千多年的历史,各个国家都有一些进行机器人研制的记载。早在中国西周时代(西元前1066~771年),就流传着有关巧匠偃师献给周穆王一个艺妓(歌舞机器人)的故事;西元前2世纪,古希腊人发明了一个机器人,用水、空气和蒸汽压力作为动力,能够动作,还可以借助蒸汽唱歌;1662年,日本人竹田近江利用中标技术发明了能进行表演的自动机器玩偶;1770年,美国科学家发明了一种报时鸟,一到整点主弹簧驱动齿轮转动,活塞压缩空气而发出叫声,同时带动凸轮转动从而驱动翅膀、头运动;1893年,加拿大摩尔设计能行走的机器人「安德罗丁」,以蒸汽为动力─这些机器人工艺珍品,标志着人类在机器人从梦想到现实这一漫长道路上,前进了一大步。

机器人

1920年科幻小说中根据Robota(捷克文,原意为劳役、苦工)和Robotnik(波兰文,原意为工人),创造出「机器人」这个词。

1939年 美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。它由电缆控制,可以行走,会说77个字,甚至可以抽烟,不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。

1954年 美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可程式设计的机器人,并注册了专利。这种机械手能按照不同的程式从事不同的工作,因此具有通用性和灵活性。

1959年 德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后,成立了世界上第一家机器人制造工厂—Unimation公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传,他也被称为「工业机器人之父」。

1965年约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。Beast已经能通过声纳系统、光电管等装置,根据环境校正自己的位置。20世纪60年代中期开始,美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。美国兴起研究第二代带感测器、「有感觉」的机器人,并向人工智慧进发。

1968年 美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey。它带有视觉感测器,能根据人的指令发现并抓取积木,不过控制它的电脑有一个房间那么大。Shakey可以算是世界第一台智慧型机器人,拉开了第三代机器人研发的序幕。

1969年 日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人,被誉为「仿人机器人之父」。日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长,后来更进一步催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO

2002年 丹麦iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba,它能避开障碍,自动设计行进路线,还能在电量不足时,自动驶向充电座。Roomba是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。

20066月,微软公司推出Microsoft Robotics Studio,机器人模组化、平台统一化的趋势越来越明显,比尔·盖茨预言,家用机器人很快将席卷全球。

20世纪,机器人技术得到迅速的发展,并在工业中得到广泛应用。机器人学已发展为综合了机械学、电子学、电脑科学、自动控制工程、人工智慧、仿生学等多个学科的综合性科学,代表了机电一体化的最高成就,是当今世界科学技术发展最活跃的领域之一。现在全世界已经有逾100万台机器人,销售额每年增加20%及以上。机器人技术和工业得到了前所未有的发展,它的出现为今天的智慧工厂奠定了深厚的基础。

当机器人遇见智慧工厂

当今国际机器人市场,仍以重型、大型且昂贵的机器人为主,且大多都是由工程师为相关行业而特别设计的。但实际上并非所有工业流程都需要大型机器人来进行操作,随着中小企业的崛起,更加灵活、小型、低噪音、低能耗的的机械手臂成为了企业自动化、智慧化需求最合理的解决方案,而机器人的引入,也为智慧工厂带来了福音。

波士顿顾问集团亚太科技实践部部长Hajime Shoji表示,劳动力短缺是一个非常严重的社会问题,企业唯有提高效率方能度过难关。以日本为例,机器人便发挥了举足轻重的作用:今年一月份正式投产的东邦控股分配中心,机器人分担了65%的分拣工作,让工人生产效率提高了77%。日本政府也加快了智慧机器人在生产、供应链、建筑和医疗护理等方面的使用,计画到2020年机器人市场价值从今年的6600亿日元增长至2.4万亿日元,2050年预计机器人能帮助日本节省25%的生产劳动成本,并有效缓解劳动力不足等社会问题。

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擦出未来的机器人新火花

机器人技术自问世以来,经历各种技术方面的升级和完善,未来必将向拟人化、智慧化方向发展。届时不仅在制造业的智慧工厂,机器人也将在服务业、医疗护理、物流、食品等各种领域解决更多难题。相信随着科技进步,机器人将逐步为我们创造出更好的生活环境!

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