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人與機器人和諧共處所締造工業4.0

未知 2019-07-14 10:53

  随着工業4.0與中國制造2025等概念的持續升溫,傳統制造企業也面臨着一場全新的升級變革挑戰。智能工廠、無人工廠的概念愈演愈烈,然而,這并不意味着人完全被機器所取代,未來的工廠世界應該是人與機器和諧共處所締造的。 優傲機器人公司中國總經理James Taylor如是表示。

  在James Taylor看來,日益成熟的自動化、智能化制造固然是一大趨勢,然而在某些領域與生産線上仍離不開人力操作。給制造企業創造價值,讓企業能夠更快更靈活的調整,更有效地生産,這些都離不開人的參與。因此在工業4.0的大環境下,協作機器人将扮演越來越重要的角色。

  人機協作緣何能夠站上風口?

  在實現工業4.0智慧工廠的道路上,自動化與智能化生産無疑是至為關鍵的一環。

  可以預見,在實現智能制造的這盤大棋中,智能機器人将扮演重要的角色。而縱觀機器人在汽車行業的應用情況,可以發現,其實汽車制造業從70年代起開始便已經開始使用常規的工業機器人來實現自動化。然而,随着汽車制造業步入成熟期,諸多全新的挑戰也接踵而來:大規模定制、靈活生産、成本等等。

  在此背景下,協作型機器人便應運而生了。據James Taylor介紹,常規機器人鮮有能應用到組裝或者裝配部分,而組裝又需要人與機器共同協作,因此協作型機器人的出現可以說填補了全自動生産線與全手動裝配生産線間的市場空白,這也就是人機協作機器人的應用空間所在。而除了組裝,協作機器人也可被廣泛應用于汽車生産線上執行抛光、塗膠、噴漆、上調料等多樣化的操作。

  此外,在如今的制造市場上還有一個特殊的需求大規模定制。以前,制造商生産一個産品,可以面向很大很廣的市場。而現在,制造商需要生産多樣化的産品,來滿足一個市場。這給制造商生産線造成巨大壓力可想而知。生産線不再是長期固定在同一個位置、大批量地做同一款産品。現在制造企業需要非常靈活、快速地變化生産線,而且是在有限的空間内,利用現有的員工,就能實現生産線的快速調整,還需要比較快的投資回報。這就是人機協作機器人發揮其作用的時候。

  随着制造業市場人力成本的不斷攀升,減少成本也成為了企業亟須解決的一大課題。對此,協作型機器人的降本優勢更為凸顯。James Taylor表示,減少成本的核算除了機器人硬件之外,還包括了軟件、安裝和集成的工作、安全方面的設備 (比如安全圍欄) 等等。這一切可能産生的費用,都是成本。

  使用人機協作機器人,第一,它是安全的,大部分不需要安全圍欄,這個成本可以節省。第二,它的軟件比較簡單,不需要額外購買軟件包。第三,也是最主要的一個原因,就是它操作簡單。人可以在現場做編程,做非常快速的安裝、編程、調試,時間成本得到了顯著的節省。綜合來說,安裝一個人機協作機器人的自動化方案可以節省很多成本,從而讓投資回報更快。

  汽車領域創新應用

  人機協作機器人在機器人市場上似乎還是一個新興的産物,然而據James Taylor介紹,人機協作機器人的應用範圍十分廣泛,鑒于其無可比拟的靈活度,它可廣泛應用于汽車行業、電子行業、消費品行業、醫療器械等諸多行業。

  在汽車行業,汽車制造集團大衆汽車(Volkswagen)早在2013年就已将UR機器人整合投入其薩爾茨吉特引擎生産工廠的大規模生産線中。據了解,UR5自重18公斤,負載高達5公斤,工作半徑85cm,可被部署在汽缸蓋裝配線上,負責處理精細的電熱塞工序,員工隻需要負責固定電熱塞并對缸蓋進行隔熱處理,為下一道工序做好準備。

  2013年,德國提出了針對制造業的工業4.0高科技戰略計劃;今年3月,中國提出了中國版的工業4.0規劃:《中國制造2025》,并于8月份正式頒布。中國制造該怎麼走?

  前天,由中國工程院院士、浙江大學機械工程學院院長、國家973項目首席科學家譚建榮領銜的制造業行業的專家,在浙江大學玉泉校區展開了一場工業 4.0西湖論劍。活動由浙江大學智能制造技術研究中心、浙江省先進制造技術重點實驗室、浙江省三維打印工藝與裝備重點實驗室主辦,杭州誠壹網絡科技有限公司承辦。

  論壇上,譚建榮以GE(通用電氣公司)和柯達公司為例,揭示了世界制造業的發展趨勢。GE是世界上最具創新意識的制造企業,引領了近200年的工業科技革命。現在的GE主營業務包括飛機發動機、高端裝備、新能源裝備三大塊。過去GE一直被當作工業制造公司,實際上,GE早已經是一家工業互聯網企業。把工業制造企業和互聯網公司劃分開來的做法已經是過去時了。譚建榮說。

  柯達公司也是一家聞名全球的美國公司。上個世紀七十年代,柯達公司研發出了全球第一台數碼相機,徹底颠覆了過去膠卷一統天下的局面。然而之後柯達卻固步自封,沒有主動适應後來的經濟環境、社會文化環境和政治法律環境,直到2012年申請破産保護。

  中國已經誕生了一批偉大的互聯網企業,BAT是其中的代表。但工業企業還沒有參與到互聯網中來,或者說參與的不多。接下來,中國的工業企業應該積極迎接工業互聯網時代。譚建榮說。

  譚建榮把大數據場、智能化生産和移動網絡稱為21世紀的三大新技術。像波士頓大狗(機器狗)、全息手機、谷歌眼鏡、智能手表、智能汽車、智能機器人、智能機床、智能變形服裝、智能家居等,應該成為制造業未來的發展方向。

  工業4.0時代,傳統制造企業該如何轉型升級?工業4.0俱樂部秘書長、中國工業4.0研究院數字化工廠及轉型升級專家杜玉河認為,4.0時代,制造業的新模式是基于物聯網和服務互聯網的智能工廠架構。通過萬物互聯,表面上看,企業的生産、運輸、銷售都還是原來的樣子,但實際上都已發生變化。像滴滴打車,通過虛拟世界與現實世界的融合,就是服務互聯網的一個典型。

  耶魯大學博士、美國白宮工業顧問、美國工業互聯網聯盟理事長Joseph J. Salvo說,中國的物流成本占到了GDP的21%,而發達國家的物流成本隻占GDP的10%。如果通過物聯網技術,在中國哪怕降低一成的物流成本,就能創造上千億人民币的價值。

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