Hey,man!任劳任怨的制造业机器人
2015-12-8 作者:半导体应用网 Carrie 来源:汽车电子应用
导言: 传统制造业由“制造”走向“智造”,始于出现在生产线上的“机器人”

导言: 传统制造业由“制造”走向“智造”,始于出现在生产线上的“机器人”

电影《摩登时代》里,卓别林主演的人在生产线中日复一日重复着机械式的劳动,几乎变成了机器人。一战后,各国工业发展迅速,枯燥繁重的劳动,让人们希望有一种可以将人从中解放出来的方法。对于机器人的想象和需求便自然而然产生了。

1920年捷克斯洛伐克作家卡佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中幻想了一个叫做罗伯特(Robot)的机器人,它可以不吃饭,它能够不知疲劳的,不知疲倦地进行工作。 而未来,你的同事可能就会是一个机器人。事实上,这一天的到来也许并不那么遥远。

制造业升级的关键“人物”

传统制造业由“制造”走向“智造”,始于出现在生产线上的“机器人”。从汽车工业开始,一直蔓延至3C电子业(电脑Computer、通讯 Communication和消费性电子Consumer Electronic)、消费产品、物流、食品、制药、医学、铸造、塑料等各个行业,机器人的加入,让生产制造不断升级。

智能制造已成为全球制造业发展的新趋势,智能设备和生产手段在未来必将广泛替代传统的生产方式。在中国,智能测控、数控机床、机器人、新型传感器、3D打印等领域也已经初步形成完整的产业体系。

德国政府在其《高技术战略2020》中,将工业4.0确定为十大未来项目之一,并已上升为国家战略。 而工业4.0所强调的正是“智能制造”,在生产要素高度灵活配置条件下大规模生产高度个性化产品,因此数字技术在其中至关重要,物联网、数据网等将成为未来工业的基础。

在4月举行的2015年德国汉诺威工业博览会上,德国机器人制造商库卡(KUKA)构建了一个生产电子化以及人工与机器巧妙搭配共同协作的智能化“梦工厂”。在超过1000平方米的展位空间中,库卡集中展示拥有同一个关键特点的创新方案:产品的设计都是为了满足工业4.0的要求,并在生产产能上、在物流中、在可持续利用资源方面带来灵活性。通过将IT世界和传统高科技工业解决方案共同融合在完整的“网络—实体生产系统”(CPPS)中从而实现这样的创新。

在中国,随着国内人口红利的逐步消失,未来年轻劳动力的短缺将是一个中长期现象,因此制造业自动化程度提高将是大势所趋且十分迫切,以机器人、智能制造为代表“工业4.0”时代已悄然来临。

国际机器人联合会(IFR)的统计显示:2005年—2012年,全球工业机器人的年均销售增长率为9%,同期中国工业机器人的年均销售增长率达到25%。IFR称,2013年中国的工业机器人年装机量超过日本,达到3.2万台,约占世界总量的20%,中国已成为全球最大的机器人市场。在人工仍然是工业化进程中最核心价值的同时,机器人的应用将成为定义行业未来发展的关键元素。高效、灵活以及最重要的安全的生产系统只有在充分尊重生产员工需求的基础下,才有可能实现可持续发展的自动化理念。

这些机器伙伴很大程度上替代人力,完成了大量枯燥乏味的重复性劳动,它们更进入一些高危环境工作,完成人类难以实现的工作。

与机器人并肩劳动

技术越来越进步的同时,需求也不断变幻。于是,有一天,这些原本总是以一副生硬、庞大架势示人的大家伙们也开始学会了“轻盈”。

在过去的几十年间,欧美企业和日本企业一直在追求全自动化、无人工厂。然而,最近几年来,对于工厂的自动化理念有了些许改变。

人机协作的概念在近年来颇为流行。英国机器人技术研究公司Shadow Robots的里奇•沃克(Rich Walker)曾指出,“能够安全地将机器人从安全防护网中移出、使其与人类合作,是业界一大巨变,这意味着你可以让强大精细的机器人去帮助弱小但技术纯熟的工人。”

去年11月在上海举行的2014中国国际工业博览会上,库卡带来了其机器人大家庭中的新成员——LBR iiwa轻型机器人,这是该公司在中国发布的第一款7轴轻型灵敏机器人。它能与人类实现直接合作,在同一个工位上协同工作。而在此之前,工厂生产线上的工业机器人与人类员工之间必须保持一定的距离或是设置屏障以保证安全。

这一开创性的产品性能和广泛的应用领域,为工业机器人的发展开启了新时代,将会使工业机器人在制造业中的使用实现无限的可能。LBR iiwa更接近人类的手臂,并能够与不同的机械系统组装到一起,特别适用于柔性、灵活度和精准度要求较高的行业如电子、医药、精密仪器等工业,可满足更多工业生产中的操作需要。

图:机器人iiwa | 图片由库卡(中国)提供

机器人iiwa如同扮演者操作员“第三只手”的角色,可以与操作员直接协作,而无需使用安全护栏。同时,结合集成的传感器系统,使该轻型机器人具有可编程的灵敏性。其所有的轴都具有高性能碰撞检测功能和集成的关节力矩传感器,比如可以轻易地推开它,在它碰到人时也会自动远离。其次,拥有7轴结构的“伊娃”,其传感器使之具备了非常高的精确度,非常适合进行精细的连接工艺。同时它还可以通过学习来完善自己的功能,能够帮助人类实现难以完成的操作,这些优势使iiwa除了可以应用在传统行业外,还能够处理外科医疗等精密而复杂的工作,为中国医疗机器人的应用提供了新的发展前景。

另一大机器人制造商瑞士ABB也推出了类似的轻型机器人。2007年,为了适应人机协同的需求,ABB开始研发一款代号为YuMi的小型机器人,YuMi在英文中是“你和我”协同工作的简称。YuMi有两只手臂;为了避免碰伤人类同事,YuMi双臂都用软性材料包裹起来。这款机器人首度将在 2015年二季度正式上市。

对于工厂无人化最执着的支持者日本也在作出相应改变。2013年年底,日本修改了《劳动安全卫生规则》的条文解释,允许在没有安全栏的情况下使用机器人。日本机器人厂商发那科2014年首次推出人机协同作业机器人。

与机器人一起工作,这一天的到来并不遥远。而且已经有企业率先尝试。2014年,空中客车就已经尝试在其废弃总装厂里,让机器人和工人一起工作。由机器人来承担飞机组装过程中的重复性工作,这样,那些拥有更高技能的工人就可以解放出来,去从事价值更高的工作。

而机器人同事的出现,也反过来促使人类员工们提升技能。否则,你很可能竞争不过你的机器人同事。

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