《電子技術(shù)應(yīng)用》
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助力中國智能制造 機(jī)器人和人融合將成發(fā)展趨勢

2015-12-10

  在2015世界機(jī)器人大會上,,中國工程院院士王天然主要就中國對機(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,,從2000年到2013年,,十三年期間中國進(jìn)口機(jī)器人增長100萬臺,,最近幾年增長的發(fā)展勢頭非???,切實(shí)的反映出中國對機(jī)器人的需求,。

  制造業(yè)轉(zhuǎn)型與升級的必然選擇

  王天然指出,,中國需求機(jī)器人是社會發(fā)展的一個階段正常的、必然的結(jié)果,。當(dāng)前經(jīng)濟(jì)學(xué)的變化是勞動者的工資快速上升,,勞動力短缺。有的地方直截了當(dāng)?shù)靥岢鰜碛脵C(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)國家還有很大的差距,。所以如果中國要想實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級,提高效率是一個重要的內(nèi)容,,這當(dāng)中最有智能化的,、能夠靈活的機(jī)器人設(shè)備會發(fā)揮巨大的作用。

  目前,,中國機(jī)器人應(yīng)用也很不平衡,。從地域來看,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)域來說也很不平衡,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)中的一個支撐設(shè)備,,我國必然的要借助技術(shù)進(jìn)步的力量來發(fā)展自己的制造業(yè)。最近這些年以來,,我國對服務(wù)機(jī)器人的需求快速增長,。從國家來說,需要科學(xué)考察的機(jī)器人,,對醫(yī)生來講需要醫(yī)療輔助機(jī)器人,。在國家鼓勵政策支持下,會不斷爆發(fā)新的機(jī)器人,,來滿足市場需求,。面對這樣一個需求的形式,如何把產(chǎn)業(yè)技術(shù)提高上去,,使產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)更好的在中國制造大潮當(dāng)中發(fā)揮作用是主要任務(wù),。

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  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,。中國從上個世紀(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,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)器人對大洋深處的海底觀察,,移動機(jī)器人在救災(zāi)和反恐防爆的應(yīng)用,旋翼無人機(jī)在國家電網(wǎng)的檢查當(dāng)中也發(fā)揮了作用,。

  中國科學(xué)院沈陽自動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,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。

  國際機(jī)器人聯(lián)合會對中國機(jī)器人有一個分析,,指出中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新比較弱,,中國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)相對比較小,競爭力比較差,,中國的工業(yè)對于機(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,中國已經(jīng)基本掌握了工業(yè)機(jī)器人設(shè)計技術(shù)并積累了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用經(jīng)驗?,F(xiàn)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在發(fā)展當(dāng)中,迅速成長出很多機(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,,但是它為將來中國的機(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,中國機(jī)器人的自給產(chǎn)能無論數(shù)量還是產(chǎn)值都有所增長,,但是所占份額很小,。而且我國的應(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,。

  智能制造對機(jī)器人發(fā)展的新要求

  為了使中國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,國家發(fā)改委,、工信部,、科技部、標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會,、國家產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督與檢測檢疫總局,,都支持這項事業(yè)的發(fā)展。行業(yè)方面也相繼成立了一些組織,,包括中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等等,。

  在這種形勢下,我國企業(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,,因為新需求會產(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,,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,,學(xué)科交叉也給機(jī)器人發(fā)展提供了機(jī)會,。

  當(dāng)前,由于產(chǎn)品的生命周期越來越短,,用戶的個性化制造要求越來越強(qiáng)烈,,給機(jī)器人提出了新要求。現(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,,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,,這對機(jī)器人提出了新要求?,F(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)前要解決的一個問題。

  機(jī)器人和人融合將成發(fā)展趨勢

  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)玫暮艹晒?。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)加工出來的,,但是在裝配的時候,,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)并不是所有的勞動密集型產(chǎn)業(yè),,現(xiàn)在的機(jī)器人就能簡單替代的。現(xiàn)在的機(jī)器人在很多場合并不能滿足于要求。

  產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著一種選擇,,要么做全自動化的生產(chǎn)線,,要么就設(shè)計一個手工作坊。人和機(jī)器人合在一起,,有人提出混合自動化,,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)時間,、環(huán)境耐受力結(jié)合在一起。將來可能在生物電信號的解析,,生物反饋控制人機(jī)協(xié)調(diào)和本體結(jié)構(gòu)設(shè)計,,在更遠(yuǎn)的未來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,,必將助力中國的智能制造發(fā)展,滿足中國的民生需求,。與人共融是下一代機(jī)器人的本質(zhì)特征,。各個學(xué)科的交叉結(jié)合將為機(jī)器人帶來新的發(fā)展機(jī)會。所以我們應(yīng)該關(guān)心它、抓住它為我們服務(wù),。


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