人与机器人和谐共处所缔造工业4.0

2015-09-24 11:41:45 | 来源于:SmartTimes
    随着“工业4.0”与“中国制造2025”等概念的持续升温,传统制造企业也面临着一场全新的升级变革挑战。“智能工厂、无人工厂的概念愈演愈烈,然而,这并不意味着人完全被机器所取代,未来的工厂世界应该是人与机器和谐共处所缔造的。” 优傲机器人公司中国总经理James Taylor如是表示。
 
    在James Taylor看来,日益成熟的自动化、智能化制造固然是一大趋势,然而在某些领域与生产线上仍离不开人力操作。“给制造企业创造价值,让企业能够更快更灵活的调整,更有效地生产,这些都离不开人的参与。因此在工业4.0的大环境下,协作机器人将扮演越来越重要的角色。”
 
    人机协作缘何能够站上风口?
 
    在实现“工业4.0”智慧工厂的道路上,自动化与智能化生产无疑是至为关键的一环。
 
    可以预见,在实现智能制造的这盘大棋中,智能机器人将扮演重要的角色。而纵观机器人在汽车行业的应用情况,可以发现,其实汽车制造业从70年代起开始便已经开始使用常规的工业机器人来实现自动化。然而,随着汽车制造业步入成熟期,诸多全新的挑战也接踵而来:大规模定制、灵活生产、成本等等。
 
    在此背景下,协作型机器人便应运而生了。据James Taylor介绍,常规机器人鲜有能应用到组装或者装配部分,而组装又需要人与机器共同协作,因此协作型机器人的出现可以说填补了全自动生产线与全手动装配生产线间的市场空白,这也就是人机协作机器人的应用空间所在。而除了组装,协作机器人也可被广泛应用于汽车生产线上执行抛光、涂胶、喷漆、上调料等多样化的操作。
 
    此外,在如今的制造市场上还有一个特殊的需求——大规模定制。“以前,制造商生产一个产品,可以面向很大很广的市场。而现在,制造商需要生产多样化的产品,来满足一个市场。这给制造商生产线造成巨大压力可想而知。生产线不再是长期固定在同一个位置、大批量地做同一款产品。现在制造企业需要非常灵活、快速地变化生产线,而且是在有限的空间内,利用现有的员工,就能实现生产线的快速调整,还需要比较快的投资回报。这就是人机协作机器人发挥其作用的时候。”
 
    随着制造业市场人力成本的不断攀升,减少成本也成为了企业亟须解决的一大课题。对此,协作型机器人的降本优势更为凸显。James Taylor表示,减少成本的核算除了机器人硬件之外,还包括了软件、安装和集成的工作、安全方面的设备 (比如安全围栏) 等等。这一切可能产生的费用,都是成本。
 
    “使用人机协作机器人,第一,它是安全的,大部分不需要安全围栏,这个成本可以节省。第二,它的软件比较简单,不需要额外购买软件包。第三,也是最主要的一个原因,就是它操作简单。人可以在现场做编程,做非常快速的安装、编程、调试,时间成本得到了显著的节省。综合来说,安装一个人机协作机器人的自动化方案可以节省很多成本,从而让投资回报更快。”
 
    汽车领域创新应用人机协作机器人在机器人市场上似乎还是一个新兴的产物,然而据James Taylor介绍,人机协作机器人的应用范围十分广泛,鉴于其无可比拟的灵活度,它可广泛应用于汽车行业、电子行业、消费品行业、医疗器械等诸多行业。
 
    在汽车行业,汽车制造集团大众汽车(Volkswagen)早在2013年就已将UR机器人整合投入其萨尔茨吉特引擎生产工厂的大规模生产线中。据了解,UR5自重18公斤,负载高达5公斤,工作半径85cm,可被部署在汽缸盖装配线上,负责处理精细的电热塞工序,员工只需要负责固定电热塞并对缸盖进行隔热处理,为下一道工序做好准备。
 
    2013年,德国提出了针对制造业的工业4.0高科技战略计划;今年3月,中国提出了中国版的“工业4.0”规划:《中国制造2025》,并于8月份正式颁布。中国制造该怎么走?
 
    前天,由中国工程院院士、浙江大学机械工程学院院长、国家973项目首席科学家谭建荣领衔的制造业行业的专家,在浙江大学玉泉校区展开了一场“工业4.0西湖论剑”。活动由浙江大学智能制造技术研究中心、浙江省先进制造技术重点实验室、浙江省三维打印工艺与装备重点实验室主办,杭州诚壹网络科技有限公司承办。
 
    论坛上,谭建荣以GE(通用电气公司)和柯达公司为例,揭示了世界制造业的发展趋势。“GE是世界上最具创新意识的制造企业,引领了近200年的工业科技革命。现在的GE主营业务包括飞机发动机、高端装备、新能源装备三大块。过去GE一直被当作工业制造公司,实际上,GE早已经是一家工业互联网企业。把工业制造企业和互联网公司划分开来的做法已经是过去时了。”谭建荣说。
 
    柯达公司也是一家闻名全球的美国公司。上个世纪七十年代,柯达公司研发出了全球第一台数码相机,彻底颠覆了过去胶卷一统天下的局面。然而之后柯达却固步自封,没有主动适应后来的经济环境、社会文化环境和政治法律环境,直到2012年申请破产保护。
 
    “中国已经诞生了一批伟大的互联网企业,BAT是其中的代表。但工业企业还没有参与到互联网中来,或者说参与的不多。接下来,中国的工业企业应该积极迎接工业互联网时代。”谭建荣说。
 
    谭建荣把大数据场、智能化生产和移动网络称为21世纪的三大新技术。像波士顿大狗(机器狗)、全息手机、谷歌眼镜、智能手表、智能汽车、智能机器人、智能机床、智能变形服装、智能家居等,应该成为制造业未来的发展方向。
 
    工业4.0时代,传统制造企业该如何转型升级?工业4.0俱乐部秘书长、中国工业4.0研究院数字化工厂及转型升级专家杜玉河认为,4.0时代,制造业的新模式是基于物联网和服务互联网的智能工厂架构。“通过万物互联,表面上看,企业的生产、运输、销售都还是原来的样子,但实际上都已发生变化。”像滴滴打车,通过虚拟世界与现实世界的融合,就是服务互联网的一个典型。
 
    耶鲁大学博士、美国白宫工业顾问、美国工业互联网联盟理事长Joseph J. Salvo说,“中国的物流成本占到了GDP的21%,而发达国家的物流成本只占GDP的10%.”如果通过物联网技术,在中国哪怕降低一成的物流成本,就能创造上千亿人民币的价值。
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