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用科技让机器更聪明

作者:老成 发布时间:2020-05-08 07:49点击:
高度自动化的3.0时代,机器能够自主的执行工作,但程序是被预先设定的;工业4.0时代的机器应具有自感知、自预测、自决策和自适应的高级功能。机器无忧的运转,带动工业引擎不间断的产出。物联网、边缘计算、人工智能等高新技术将使得机器更聪明,更高级。
自动化的发展进程中,诞生了典型的高端装备,机床和工业机器人,他们都具备集成度高、运动精密等特性。以工业机器人为例,它的历史可追溯到上世纪六七十年代。传统意义上的机器人更多的偏向于机器属性,即作为一种专用的机器设备来替代人类的工作,主要是拓展人类的肌肉功能、做一些体力活,比如搬运、码垛、焊接、喷涂、装配等一些需要人力来完成的繁重、单调、乏味的工种。后来随着标准化模块化理念的深入,控制论的发展,工业机器人越来越进化成通用装备,围绕着一个通用的本体开发不同的应用。现在工业机器人被广泛应用,也是得益于它的通用属性,灵活性高,是工业4.0发展的核心关键。
从控制的角度看,第一代诞生至今,以日本和欧洲四大家族为代表的工业机器人基本上都发展到了第五、第六代。除了机器人从专机过渡到通机,同时控制系统和通讯能力也得到了更新迭代。由于国际标准的贯彻,各家机器人的控制系统总体上是一致的,但各家在长期的实践积累中也发挥着自己的所长,在细节上的开放性、易用性和交互性方面存在着一定的差异。从本世纪初开始,工业机器人在与外界的交互性方面得到了重视和应用,能够通过特定的协议和方法获取机器人中可被读取的变量,让机器本身和使用者产生了联系。
工业机器人既是一个已知的世界,同时又是个未知的世界。已知世界是因为目前对于造出一台合格的机器人产品已经不是难事,通过控制已经能很好的管理和执行想要的任务。
未知的世界体现在两方面:
1  当执行任务偏差时,如何获得有效反馈并进行优化控制尚需探索,这需要获取外界的交互信息后进行策略的调整;
2  机器人变成了可以携带很多周边设备的大脑级中枢,它与周边设备组成的系统中蕴藏着丰富的数据和信息,对于如何进一步用好系统而生产出好产品也尚待探索。

随着传感技术、数据技术和计算科技的高速发展,在工业机器人本体及周边设备中可以产生大量实时数据的基础上,未知世界的课题将迎来重大突破,在应用层面将产生巨大的新价值。
与此同时,工业4.0的目标是要通过网络化的手段重塑制造业,多品种小批量的需求也会重构大规模工业时代的生产线。灵活的站式单元被运用的越来越多,采用机器人直接控制一个单元,而非由PLC来控制,这样的趋势也逐渐显现。这就要求机器人不再是一个个体,而是要变得更聪明,可以统领生产单元,更高效率的造出高质量的产品。

 
由此可见,让工业机器人具备自感知、自预测、自决策和自适应的高级功能,使其变得更聪明,以至于升级成为智能机器人既是高端装备发展的必然,也是智能制造发展的核心关键。
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