谭建荣压缩机 【人物】谭建荣:机器人发展的三大趋势 七大路径 四大障碍

【文/潘敏瑶】5月16日,以“智能 时代,智胜未来”为主题的第四届中国机器人峰会暨智能经济人才峰会在宁波余姚盛大启幕,此次峰会主题涉及人工智能、机器人最新前沿技术、创新创业等多个热门话题。

上午的主旨报告中,在数字化设计与机器人设计方面做出杰出贡献的中国工程院院士、浙江大学教授谭建荣发表了《智能制造与机器人应用:关键技术与发展趋势》的演讲,分享了他对于未来智能制造、机器人技术、数字化车间等层面最新的研究与思考。

谭建荣表示,构造数字化车间,需要机器人技术来实现智能化、自动化和数字化,而智能制造则是要把人工智能技术运用到制造业当中,因此数字化技术和网络化技术是基础。

“通过数字车间中机器人的推广应用,能促进机器人智能化水平的提高,使其不仅能够替代人的体力劳动,还替代一部分脑力劳动。”谭建荣进一步解释:“我们经历了机器换人到自动化换机械,最后会朝着成套化、集中化发展,即实现由单台自动化转化为成套化流水线,这就是智能换数字。其中设计、加工、装配的数据以知识的形式凝练出来,就可反过来指导我们的设计、加工和装配,这就是智能化。”

机器人发展的三大趋势

机器人已历经几十年的发展,在谭建荣看来,主要有以下三大趋势。

一是软硬融合。机器人软件比硬件更为重要,因为人工智能技术体现在软件上,数字化车间的轨迹规划、车间布局、自动化上料都需要软硬件相结合。因此,机器人行业的人才既要懂机械技术,又要懂信息技术,尤其是机器人的控制技术。

二是虚实融合。通过大量仿真、虚拟现实,能够把虚拟现实与车间的实际加工过程有机结合起来。

三是人机融合。人、机器和机器人这三者如何有机融合值得业界的深入思考。

机器人发展的七大路径

根据这三大趋势,机器人应该怎么发展呢?谭建荣列出了七大发展路径。

第一,从串联机器人到串并混联的机器人。最早的机器人以串联居多,随着市场的发展既要用到串联的又要用到并联的机器人。串并混联机器人同时具备并联结构的刚性强和串联结构的控制空间大的优点。

第二,从刚体机器人到刚柔体机器人。通过柔体机器人的末端或者本体实现可达性和灵活性,利用柔性机器人可以在航空构建上解决钻孔和打孔的难题。

第三,从单机器人作业到多机器人协同工作。在制造空间的分布性、功能的分布性、任务的并行性,以及任务作业的融触性受到限制时,构建数字化车间或智能化车间的空间是有限的,并涉及到执行任务的先后时序问题,因此凭借单台机器人是不能达到目的的。

因此,多机器人的信号传递,即达成机器人之间的通讯,公共工作空间的互属,互不干涉,以及整个作业任务的协同问题正逐渐引起业界的广泛重视。

第四,机器人技术与物联网技术相结合。通过工业机器人和物联网的结合,催生出智能柔性的自动化装配焊接。通过物联网,工业机器人具有感知的能力,也就是具有了视觉、触觉,能够实时采集生产过程中的各种数据。

第五,虚拟现实结合。虚拟现实结合系统可以降低对机器人依赖,降低生产成本,提高效率,进一步消除机器人的安全隐患。通过虚拟现实的模拟,机器人的每一个轨迹和位置,都能在使用者的预料和控制当中,防止出现意外。

第六,机器人技术与模式识别技术的结合。模式识别用于机器人的检测特别有效,机器人在加工零件时,能够检查出有没有质量的瑕疵、不符合的技术条件等。

第七,机器人技术与人工智能的结合。机器人与人工智能相结合后,机器人将不再被固定在围栏内,而是人机协同与人机融合。这是机器人最本质的特征,但是真正要做到这一点,难度还很大。

推广机器人的四大障碍

目前,机器人发展火热,但企业在做数字化车间,推广智能制造时还存在四大障碍。

第一,三个密集型制造模式。三个密集型指劳动力密集型、资源密集型和污染密集型。改革开放三十年以来,制造业取得了很大的发展的同时,制造业也存在很大的问题。

第二,仿制为主的技术路线。改革开放以来,浙江、江苏、广东、山东沿海经济发展比较快,但是大部分企业的产品都是仿制为主。在经济短缺的时候,块状经济起了很大的作用,解决东西短缺的问题。但是现在市场经济成熟了,几乎每个行业都有出现了产能过剩的问题。

第三,低价竞争的营销策略。很多企业低价格作为最大优点,性能价格好就是卖得便宜。例如,这个产品遵循仿制为主的技术路线,当产品生产出来可以卖100块时,过了半年,旁边一个厂生产出来就可以卖80块,再过半年另一个厂生产出来卖60块,等到卖60块的时候谁都没有钱赚。制造业存在的困难很大程度是低价竞争的营销策略造成的。

第四,粗放型车间管理。很多企业还属于粗放型的管理方式,用机器人根本解决不了问题。这不是机器人的问题,是精益生产的问题。

“我们搞了智能制造和机器人应用,效率固然大大提高,这是解决了产品怎么做的问题,至于做什么的问题还没有解决。而企业家现在最关心的就是我做什么产品能够卖得出去。”谭建荣针对智能制造与机器人的阻碍,提出推广工业机器人,首先要创新设计先行。

第一个层面,生产机器人的企业要对所属的产品、工艺流程非常熟悉。

第二个更高的层面,运用机器人时,利用自动化、数字化、智能化的手段对它原来的工艺进行改进和重组,生成高附加值的创新性产品。机器人与大数据结合,让机器人能够看得到,听得到,有感知能力。此外,机器人与模式识别、虚拟现实、精益生产相结合,做好机器人推广这一个系统工程。