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“人机协作”将成为机器人发展的亮点

  今年两会期间,互联网+成为大众议论的热词,李克强总理在今年两会政府工作报告中提出要制定互联网+行动计划,推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合,机器人产业在《中共中央国务院关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》中被确定为十大重点发展领域之一。我国制造的优势部分得利于人口红利,当人力成本优势逐渐丧失、制造业部分外流至东南亚部分甚至印度等国家之时,巨大的产业工人队伍面对机器人技术却可能变为劣势。互联网技术如何改造传统制造业?工业机器人在提振、帮扶传统制造业转型升级的过程中,如何更好地挖掘其技术潜力?寻找互联网+概念与机器人在升级改造传统制造业过程中的中国式契合点,促使我国工业转型升级过程走出一条比单纯的机器换人更好的路径,打造出一条同时利用产业工人和机器人技术双重优势,并且符合中国国情的人机协作之路,值得思考。

  美国Rethink和瑞典ABB公司分别于2014年9月和今年3月先后推出最新一代具备人机协作能力的机器人,机器人和工人之间除了替换多了协作的新选项。国际标准化组织将人机协作定义为,机器人与工人在一定的工作区域范围内为达成任务目标而进行的直接合作行为,机器人从事精确度高、重复性强的工作,人在机器人的辅助下做更有创造性的工作。而物联网技术、移动互联网、云计算、大数据等互联网技术深度应用于人机协作过程中,有助于探索并发掘出人机协作过程中的更多反馈结果,发现人机协作过程中的不足,优化制造生产效能,推进人机协作理念迈向更高级层次。

  人机协作所表达的意图十分浅显,机器人从事精度和重复高性高的作业流程,工人在其辅助下进行创意性工作,然而如何更加科学合理的优化这一过程,让整个生产制造过程更加智能和谐,传统的制造流程优化手段已经几乎触及天花板。应用物联网技术,使用多种传感器量化人机协作过程中的各种变量,分析之后再通过物联网手段反馈给生产流程中的工人和机器。富士康公司号称在2014年底完成百万机器人计划,然而至今机器人使用数量也仅在十万左右,距当初宣称的目标相差巨大。一个重要的原因,就是冰冷的机器人对3C产业中复杂的零配件适应性不强,一旦出现次品,整条机器人生产线都会被迫停车并需要技术工人进行问题查找和参数调整,机器人反而不如传统产业工人工来得灵活。这是机器人缺乏与工人进行互动和协作的必要手段造成的,如果每个机器人都通过物联网连为一体,一台机器人遇到的技术问题,将会实时反馈给管理人员并且经过分析后将解决方案回馈给机器人整体,大量机器人与3C产业工人在协同中产生的数据,将为生产流程的优化提供第一手资料。

  日本机器人技术一直走在世界前列,并大力度推进下一代信息通信技术的深度在机器人产业中的应用,促进人类与机器人和其他机器进行更高等级的协同作业。日本富士通公司相信工业制造过程中任何数据都是相联系的,其利用物联网技术监控人机协作的整个流程,设计规范了不同机器人之间、机器人与工人之间沟通的语言,并实时传输该过程中产生的包括组件特性和湿度等要素在内的各种状态数据,有力促进了生产流程的自动化、智能化和协同化。并且作为重要的制造业公司,富士通还将这一人机协作及物联网技术与其他机器人公司合作开发,力图为制造业企业打造一整套人机协作的监控及优化方案,助力制造业企业加速机器人部署、深化人机协作的应用。

  不同机器人之间、机器人与工人之间会话产生了大量的原始数据,而云计算对这些原始大数据的归类、分析、整理挖掘能力,借由物联网技术作为传输和反馈媒介,收集并将结果返回到人机协作的实时过程之中,迅速优化生产制造流程,为实现智能制造、个性化制造提供技术有力支撑。

  人机协作过程中产生的原始数据可以分为两种主要类型,一种是协作过程中的主动数据,比如工人在何时做某个零件放到了何处,机器人某个动作持续的时长,这些属于基础协作数据;另一种是被动数据,比如工人某个无意识的行为习惯动作发生的频率,机器人在不同工人行为的影响下的运作效率等,这些数据更为隐蔽且容易被忽视。然而通过实时彼此互联的不同传感器组成的物联网,这些数据都被迅速收集,并且当数据达到一定数量时,就可通过数据挖掘和强劲的计算能力对从这些数据中分析出某种模式,看似简单的人机协作,也会在大数据的分析之下,得到某些之前无法察觉的结果,从而进一步更新优化整个人机协作流程,提高制造生产效率。

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