從智能工業機器人到智慧工業機器人


從智能工業機器人到智慧工業機器人


2015年4月24日,機器人大講堂成功舉辦第五講。與往期講座不同,作為中國機器人峰會的協辦單位,機器人大講堂於中國低碳產業投資中心舉辦,並邀請原ABB機器人首席科學家、國家千人計劃聯誼會副會長甘中學教授為大家帶來題為《從智能工業機器人到智慧工業機器人》的精彩講座。

以下為甘教授講座的精彩內容:

1中國處在造“柔性工業機器人”的熱潮


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我國目前的工業機器人現狀,用四句話來說:需求旺盛、產業過熱、盲目追隨、無序發展。國內大概有4000家機器人公司,而且做本體機器人的只有2000家,工業機器人全世界做了40年大概也只有5家比較有名。中國2000家機器人廠家,我認為其中的90%或者被別人併購,或者中途就消亡了。

2質量強國,潛心做好柔性工業機器人


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國外機器人在國內仍占主導地位,我們為什麼跟國外還有差距呢?機器人關鍵在於控制每個關節的電機,電機背後是編碼器,反饋回來控制它的活動,所以在電機內如果有誤差是可以克服的。

電機後面是RV齒輪,這一段誤差沒有在控制器之內。所以我們要做好機器人,第一要做好電機和控制器,完成反饋部分的誤差校正,在這種半開環的情況下,只有把斜坡齒輪的精度提升,才能讓你的機器人的精度提升,這就是為什麼我們說單純做一個簡單的本體是不能提升機器人的能力的。由於我們加工製造,工藝水平和控制水平有限,這方面讓日本和德國在卡我們的脖子。

所以說,如果我們按照這種思路做工業機器人的話,必須做好五件事。第一 把ROS齒輪、諧波齒輪和末端的支配器做好,最重要要把支配器做好;第二 把RV齒輪做好;第三 把諧波齒輪做好;第四 把伺服電機做好;第五 把系統做好。這幾件事做好了,我們的工業機器人就會和國外有機會PK。

3另闢蹊徑高屋建瓴地開發智能機器人


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另闢蹊徑做機器人怎麼做?做智能機器人應該按照人做工的原理來做這件事。

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人做工和機器人做工的區別是什麼?

人做工達到精密,需要一邊做一邊看,形成一個智能反饋圈,一邊調整工件位置和工具位置,通過眼睛進行反饋,再通過大腦的判斷來做。但現在的工業機器人沒有這樣做,是安全機器做的。

所以要增加機器的智能,減少了對部件精度的依賴,減少外在環境干擾的誤差。

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需要加入兩個循環才能稱之為智能工業機器人。第一個循環,在機器人的末端加力傳感器或視覺傳感器,通過力、視覺傳感器一直對工作做反饋,形成智能閉環。第二個循環,更多的是加人工智能的東西。

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4開闢新賽場,佔領智慧機器人技術制高點


智能工業機器人極容易做,中國跟國外比也是並肩的,還沒有取得先進的優勢。如果我們開闢新戰場,中國人有可能在這個工業領域佔據一席之地。

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智能機器人是仿一個個人,智慧機器人是仿一個人群,我們只有通過群智網絡、互聯網,把不同的機器和人群連起來,才能形成智慧機器人。

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不同的機器人通過群智網絡結合起來,就形成了一個智慧機器人的群體。

這樣我們的機器人用手機組成一個非常智慧的網絡,這個東西就能為工業4.0提供更好的智能裝備。

5智慧工業機器人在中國製造2025中的作用


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一旦我們有了智慧機器人就形成了分佈式的網絡,這樣我們在中國製造2025就可以向工業4.0邁進了。

我們現在是個性化的生產,每個人有自己要的汽車,原先那種流水線的方式已經不適合了,我們用分佈式的網絡來做。一個機器人本身可以完美地幹他應該做的事,完全是自組織的,中間沒有任何的連接,你告訴他怎麼連就怎麼連,這樣把原來的集中式生產,變成了個性化、柔性化的生產。

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6結論


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第一 在機器人中把智能加進去,用職能循環來代替各個核心元件的精度。

第二 機器人一定要做成雙臂的,帶手的。

第三 做具有分佈式智能的智慧機器人,機器人不同層級有不同的智慧,而且機器人本身應該是一個群體的工作過程。

我的建議,國內已經踏入了工業機器人領域的,千萬不要有病亂投醫。做工業機器人的人,一定要分清要採取什麼策略,是跟隨策略還是要按照智能的新路徑,還是向做更高的智慧,不管哪一條路徑,想好了之後要堅持做下去。



機器人發展的臨界點

機器人大講堂

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2016年3月5日,機器人大講堂迎來第二期講座嘉賓,瀋陽新松機器人自動化有限公司總裁,中國科學院教授曲道奎老師,為在場嘉賓帶來了機器人產業發展的深度思考。現將曲教授的精彩講座內容提煉如下,以供大家學習探討。

曲教授指出,機器人的發展正處在一個臨界點狀態。前50年重點發展機器人的前兩個字--機器,今天的發展真正開始進入到最後一個字--人,但是機器人不光是人的形狀在發展,而是人的智能、人的智慧。那麼針對這個臨界點,曲教授為大家分享了他認為當今中國機器人產業應該做什麼,應該避免什麼,以及將重點放在哪裡。

1機器人熱的背景分析


目前,機器人受到全球的重視,並且成為從學術界、產業界、投資界、政界全部關心的熱點。

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如今,我們正處在技術革命與產業模式變更的時代,這個時代催生了機器人的重要性。具體而言,這次大的變化是智能化的變革,是從產品製造模式,管理模式和設計模式等,一切都在往智能化的方向轉變。

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另外,我們正處在一個多重要素集聚的點上,這時往往就得出現顛覆性的東西。我們所說的多重要素主要體現在三個方面:

第一 技術支撐。互聯網、機器人、3D打印、大數據、雲計算、AI等等,雖然其中很多技術還處在自我發展的過程中,但是一切表徵現象已預示著我們基本處在了臨界點上。

第二 市場驅動。產能過剩導致市場由賣方市場轉向買房市場,我們需求要達到個性化;技術的快速發展導致產品週期的快速更新,要求生產模式向智能、柔性方向發展,要快速的更改,快速整定,適應不同的產能,甚至一條生產線要適應不同產品的生產。

第三 社會倒逼。勞動力成本在急劇上升,相反就業人口卻在減少,更關鍵的一點中國的資源環境不可持續。三大要素集聚,要求我們重新尋找新的增長方式。

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I4.0指工業4.0,跟三次工業革命相對應的,因為工業裡面需要機器設備;M2.0指第二次機器革命,幾乎前三次工業革命都是第一次機器革命,這時候的機器是真正的機械、機器設備,沒有智能,到今天開始我們進入到第二次機器革命,機器的智能化,所以這個是一個巨大的變化。而真正的第四次工業革命需要新的機器人來支撐。

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第一 從技術層面來說,機器人是多種高新技術的綜合集成,機器人的發展水平成為一個國家整體高新技術發展的綜合標誌;第二 市場,美國麥肯錫預測未來幾年機器人具有萬億美金的市場,是一個巨大的產業;第三 支撐,

它支撐整個製造模式的變革,改變戰爭模式,並且還可顛覆我們日常的生活方式;第四 持續,隨著機器人的發展,機器人未來會越來越重要,涵蓋人類社會的發展,陪伴我們人類社會一直持續下去。

2機器人重新定義與新一代機器人


傳統機器人是可編程的、多功能的機器設備。用來設計、搬運、作業或者做一些其他的運動。新一代機器人指,跟人類在合作,它已經脫離了製造業的範疇,並且可以在變化的結構環境下作業。

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前50年機器人重點是在機器屬性上,作為高端機器設備致力於在速度、精度、負載上往前發展,我們稱之為傳統的機器人。今天更多的研究人的屬性,人們更多的把人的形象、智慧、智能和靈活性、靈巧性加入進去。另外,“軟”時代的到來,使我們更多的在談論機器人的適應能力、感知能力,和它的智慧智能。

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做一個小結,機器人的重新定義開闢了機器人的新時代,機器人由過去的工業機器人已經滲透到人類活動的各個領域,使機器人未來發展空間巨大。傳統機器人,從技術上講已經走到盡頭,但其產品還會有持續一段時間。為什麼?中國的製造業跟國外相比有一定的滯後。現在我們正處在新舊交替的轉折點。

3機器人新一輪革命來臨


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第一 機器人技術在不斷突破。以上技術的不斷突破支撐著新一代機器人的發展。

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第二 機器人的市場空間巨大。中國機器人替代率只有0.3%,99.7%還是人力在作業。這標誌著,如果我要替代一個點,就是幾百萬臺的銷量。發展半個多世紀,全球也就0.5%,連1%都沒到,只要我們向前邁一個點,就是百萬臺的市場。

如今,機器人的靈巧操作、感知系統、和人機共融作業使其在工業系統上有很大的上升空間。而任何機器人可以服務的市場,也是一個巨大的市場,都是不可預測的。

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按照這一個思路,麥肯錫做了一個大的預測,說未來幾年有1.7到4.5萬億美金的市場。時代的變化,技術的發展,市場空間的來臨,機器人成了一個全球在關注和追逐的一個熱點。

4中國機器人產業發展思考


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中國機器人一直在高速的增長,機器人產業2013年的時候在一、二百家,2014年為五百家左右,2015年如雨後春筍一般全部起來了,最新統計為1500家。

機器人這個行業的典型特徵是“三高”行業,人才密集度高、技術密集度高、資金密集度高。

所以我們要從這個方面分析,到底我適合不適合搞機器人。

機器人未來的發展關鍵期應該在“十三五”、“十四五”,就是未來的5—8年,因為這個時間點全球技術更新太快。第二 國際國內的碰撞,從2015年開始,中西幾乎進入白熱化,國外的公司全部進入中國,中國和國外企業也進入到價格、應用領域全面的競爭。第三 “十三五”有3—5年的時間要大洗牌。現在進去的太多了,有的已經持續不下去了,所以大家一定要判斷好,要做有效率的事,並要判斷好未來應承擔的風險和代價。

現在這個社會已經發展到全球供應鏈、全球整合的時代,在供應鏈裡面只要保證供應鏈的安全性、可控性,供應鏈、供應點在哪兒是沒有意義的。中國的零部件也一定要做,但是要把關係區分好。中國有一個誤區,一說產業發展慢有問題,說我們不掌握零部件,我說和這個一點關係都沒有,就是頭疼得治頭,千萬別把頭疼的毛病賴到腳上去。機器人產業沒有發展好是機器人產業的事,跟零部件沒有關係。

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