工業(yè)機器人未來發(fā)展趨勢研究

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摘要：隨著智能制造行業(yè)的興起，工業(yè)機器人已經(jīng)不可逆轉的成為未來工業(yè)生產(chǎn)的主力軍。未來更多先進技術會與工業(yè)機器人技術相融合，進一步提升機器人工作效率，優(yōu)化生產(chǎn)結構、節(jié)約材料消耗，降低生產(chǎn)成本。

關鍵詞：人工智能；人機協(xié)作；數(shù)字化；輕量型工業(yè)機器人

伴隨我國勞動力成本提高和社會人口老齡化加劇，中國制造業(yè)也逐漸向智能制造方向轉型升級。工業(yè)機器人憑借高效率、低成本、智能化等優(yōu)點，逐步取代人工成為制造行業(yè)的“勞動者”。工業(yè)機器人不僅可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還可以代替人工進行高強度、惡劣環(huán)境和危險環(huán)境下作業(yè)。自從1962年世界上第一臺工業(yè)機器人在美國誕生以來，全球工業(yè)機器人銷售量逐年上升，使用工業(yè)機器人代替人工生產(chǎn)的廠家也在世界各地如雨后春筍般出現(xiàn)。目前，工業(yè)機器人的自動化程度在逐年提高，應用領域也在逐年擴大。未來工業(yè)機器人會向著人機協(xié)作、人工智能、數(shù)字化和輕量型工業(yè)機器人方向發(fā)展。

1人機協(xié)作

人機協(xié)作機器人又稱協(xié)作機器人，是工業(yè)機器人當中新成員。人機協(xié)作機器人主要工作在需要與工人配合的生產(chǎn)線中從事一些枯燥的、重復性且有危險性的工作，比如拾取和放置、設備看護、加工作業(yè)、質(zhì)量檢測等。人機協(xié)作機器人工作的生產(chǎn)線介于全手動和全自動生產(chǎn)線之間。該生產(chǎn)線結合了機器的精準高效和工人的創(chuàng)新靈巧，人機合力與傳統(tǒng)生產(chǎn)線相比提高了生產(chǎn)效率。人機協(xié)作機器人與傳統(tǒng)機器人相比有以下三方面不同：（1）人機協(xié)作機器人與傳統(tǒng)機器人相比在安全性方面更出色。人機協(xié)作機器人摒棄了在傳統(tǒng)封閉護欄內(nèi)工作，取而代之與工人在同一空間內(nèi)工作。工人與機器人之間的配合是技術工程師關注的焦點。人機協(xié)作機器人比傳統(tǒng)機器人智能化程度更高，如果工人出現(xiàn)在正在工作的機器人運行軌跡上，機器人能夠立刻感知到，并停止運行，保護工人安全。（2）在速度方面人機協(xié)作機器人會比傳統(tǒng)機器人遜色。一方面因為人機協(xié)作機器人需要配合工人在產(chǎn)線進行工作，速度需要和人工契合。另一方面因為人機協(xié)作機器人為安全性考慮在速度與重量上都會有所限制。防止機器人速度過快，對工人構成危險傷害。（3）人機協(xié)作機器人相比傳統(tǒng)機器人獨立性更強。一旦人機協(xié)作機器人出現(xiàn)故障，它的工作崗位可以迅速被人工替代。防止產(chǎn)線停滯，降低生產(chǎn)效率。未來，人機協(xié)作機器人在與人工配合方面還有很長一段路要走。不斷提高機器人的安全性、定位精度和運行速度是人機協(xié)作機器人未來努力的方向。

2人工智能

工業(yè)機器人蓬勃發(fā)展意在降低企業(yè)用工成本，降低人在工業(yè)生產(chǎn)中的參與度。因此，未來人工智能將在工業(yè)機器人領域，得到進一步的普及和應用。人工智能技術（ArtificialIntelligence，縮寫為AI）與工業(yè)機器人技術相融合，意味機器人將會具備獨立學習、判斷、規(guī)劃、推理、交流、感知、使用工具和操控機械的能力。人工智能技術能夠幫助人們綜合分析市場行情、供需關系、原材料供應、產(chǎn)業(yè)鏈導向等大數(shù)據(jù)因素，從而設計出最優(yōu)生產(chǎn)方案。未來從方案的優(yōu)化設計、原料供給、調(diào)配生產(chǎn)、產(chǎn)品倉儲等一系列環(huán)節(jié)都由人工智能技術規(guī)劃安排。人工智能技術還會安排合理種類和數(shù)量的機器人參與生產(chǎn)。從原料供給，到產(chǎn)線投入，再到產(chǎn)品倉儲等一系列工業(yè)生產(chǎn)都在人工智能技術的控制下，有條不紊的進行。最終，產(chǎn)品會通過機器人包裝，存儲。未來，隨著人工智能技術和物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，機器人在工業(yè)生產(chǎn)方面會實現(xiàn)無人化管理。人工智能會代替人在工業(yè)生產(chǎn)中起計劃、決策作用。

3新工業(yè)用戶

工業(yè)機器人應用的傳統(tǒng)領域包括汽車制造業(yè)、電器設備制造業(yè)、電子制造業(yè)、金屬加工行業(yè)。工業(yè)機器人在以上領域經(jīng)過多年技術積淀，自動化程度較高，應用較為成熟。隨著工業(yè)機器人技術的革新，機器人向著更高效、更靈活的方向發(fā)展。未來工業(yè)機器人將會進軍新領域，拓展新工業(yè)用戶。有些工業(yè)機器人廠商已經(jīng)在生命科學、食品、消費品、縫紉等領域發(fā)展。

4數(shù)字化

工業(yè)機器人數(shù)字化可以提高機器人工作效率，降低機器人使用成本。（1）提高工作效率。未來工業(yè)機器人可以依托數(shù)字化技術，在交付客戶使用之前，就具備各種各樣的功能。相比較過去需要用戶教機器人如何進行工作，DigitalTwin技術可以對工業(yè)機器人工作場景進行仿真。通過模擬機器人的工作場景，預先對機器人需要干什么、怎么干都有了完善的預案。一旦機器人處于相應工作環(huán)境之中，機器人會根據(jù)預先仿真場景進行工作，提高工作效率。（2）降低使用成本。在智能化工廠中，每個機器人都可以通過物聯(lián)網(wǎng)在云端建立連接。運營客戶可以通過物聯(lián)網(wǎng)控制每臺機器人。這會比傳統(tǒng)運營模式降低運營成本。工業(yè)機器人的購買安裝與維護保養(yǎng)費用約占總投入的80%。如果我們利用數(shù)字化技術就可以對機器人的規(guī)劃、安裝、運營和維護保養(yǎng)進行仿真，根據(jù)仿真結果設計出最優(yōu)方案，可以幫助客戶在使用機器人過程中節(jié)省開支。

5輕量型工業(yè)機器人

由于市場對產(chǎn)品的需求趨于多樣化、個性化、小批量，因此柔性生產(chǎn)成為自動化行業(yè)未來發(fā)展的重要方向。為應對市場需求的多變和市場激烈的競爭，制造企業(yè)不斷提升自身靈活性和應變能力。輕量型工業(yè)機器人應運而生，它不但可以保證生產(chǎn)效率，而且以自身的靈活性應對這一趨勢。未來輕量型工業(yè)機器人將會在半導體、制藥、電子制造等領域大顯身手。工業(yè)機器人全面代替人工進行生產(chǎn)勞動是未來制造業(yè)的必由之路。隨著科技的進步和高新技術應用于工業(yè)生產(chǎn)，工業(yè)機器人的功能將會更加多樣化。

參考文獻

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作者：邊可可 單位：開封技師學院