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隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,全球?qū)τ谥圃鞓I(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈,然而生產(chǎn)力與競(jìng)爭(zhēng)力是這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的必要因素。工業(yè)4.0的提出代表著高科技戰(zhàn)略的形成,而工業(yè)機(jī)器人將成為解決這一競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題的重要因素。工業(yè)機(jī)器人既大幅度提升了產(chǎn)品生產(chǎn)效率與質(zhì)量,又將大量工人從繁重復(fù)雜的工作中拯救出來(lái),所以工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)4.0的推廣中扮演著舉足輕重的地位。“工業(yè)4.0”的概念從誕生到現(xiàn)在一直備受關(guān)注,到底何為“工業(yè)4.0”?
工業(yè)4.0是由德國(guó)政府在《德國(guó)2020高技術(shù)戰(zhàn)略》中所提出的十大未來(lái)項(xiàng)目之一。該項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教育局及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合資助,投資預(yù)計(jì)達(dá)2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平,建立具有適應(yīng)性、資源效率及基因工程學(xué)的智慧工廠,在商業(yè)流程及價(jià)值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。
德國(guó)所謂的工業(yè)四代(Industry4.0)是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)(Cyber—PhysicalSystem簡(jiǎn)稱CPS)將生產(chǎn)中的供應(yīng)、制造、銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化,最后達(dá)到快速、有效、個(gè)人化的產(chǎn)品供應(yīng)。
2011年德國(guó)初步提出工業(yè)4.0的概念,2013年在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上正式推出,其目的是通過(guò)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)提高德國(guó)制造業(yè)水平,目前各國(guó)正積極推進(jìn)新型制造業(yè)發(fā)展計(jì)劃,我國(guó)也積極順應(yīng)國(guó)際環(huán)境,相繼出臺(tái)了多項(xiàng)政策與指導(dǎo)方針,包括《中國(guó)制造業(yè)發(fā)展綱要》、《中國(guó)制造2025》等,并且我國(guó)與德國(guó)共同發(fā)展,已經(jīng)進(jìn)入中德合作新時(shí)代,中德雙方簽署的《中德合作行動(dòng)綱要》中,有關(guān)工業(yè)4.0合作的內(nèi)容共有4條,第一條就明確提出工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化就是“工業(yè)4.0”對(duì)于未來(lái)中德經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。雙方認(rèn)為,兩國(guó)政府應(yīng)為企業(yè)參與該進(jìn)程提供政策支持。
工業(yè)4.0中可以概括為四個(gè)主題:
1、智能工廠:重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn);
2、智能生產(chǎn):主要涉及整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等。該計(jì)劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與,力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者,同時(shí)也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者;
3、智能物流:主要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng),整合物流資源,充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率,而需求方,則能夠快速獲得服務(wù)匹配,得到物流支持;
4、智能服務(wù):應(yīng)用多方面信息技術(shù),以客戶需求為目的跨平臺(tái)、多元化的集成服務(wù)。
伴隨德國(guó)工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái),一方面,生產(chǎn)制造領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人將成為智能制造的主力軍,因?yàn)橹圃鞓I(yè)是機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域。在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化中大量采用了機(jī)器人,例如,汽車產(chǎn)業(yè)、電子制造產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模量產(chǎn)技術(shù)中大量采用了各種機(jī)器人;另一方面,Google等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)向機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的涉足,為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)環(huán)境帶來(lái)了劇變,這些變化將使機(jī)器人開(kāi)始應(yīng)以大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自律化,使機(jī)器人之間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代也將隨之真正到來(lái),機(jī)器人也將升級(jí)為智能機(jī)器人。
目前,德國(guó)、日本、美國(guó)在機(jī)器人生產(chǎn)、應(yīng)用、主要零部件供給、研究等各方面依然在全世界處于遙遙領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì),依然保持“機(jī)器人大國(guó)”的地位。而我國(guó)工業(yè)機(jī)器人主要集中應(yīng)用于汽車、電子信息等行業(yè),主要是嵌入到大規(guī)模的生產(chǎn)線中的工業(yè)機(jī)器人,未來(lái)的機(jī)器人,將更多的應(yīng)用于三品產(chǎn)業(yè)(食品、化妝品、醫(yī)藥品),以及更廣泛的制造領(lǐng)域、各種各樣應(yīng)用環(huán)境的服務(wù)于領(lǐng)域、中小企業(yè)等。為此,未來(lái)中國(guó)市場(chǎng)的機(jī)器人發(fā)展,不是那種大型的用于焊接與噴漆的生產(chǎn)線專用機(jī)器人,而是研發(fā)更小的、廣泛應(yīng)用的機(jī)器人,同時(shí)適用于中小企業(yè)的性價(jià)比較高的機(jī)器人,也就是要根據(jù)各種領(lǐng)域的實(shí)際需求,靈活改變機(jī)器人。
傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人和工人的工作空間通常是隔離的,新一代工業(yè)機(jī)器人則要具備柔性、安全、易操作等特點(diǎn),同時(shí)達(dá)到高速和精確,這在技術(shù)上是很大挑戰(zhàn)。此外,工業(yè)4.0時(shí)代,機(jī)器人不再是獨(dú)立的單元,需要具備與其他智能設(shè)備的溝通能力、對(duì)環(huán)境的感知能力,甚至把復(fù)雜信息綜合起來(lái)從而做出決策等諸多能力。工業(yè)4.0要求將智能機(jī)器人的很多技術(shù)融入到更大的生產(chǎn)系統(tǒng)中。基于云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的知識(shí)建模、物理仿真、多傳感器感知預(yù)測(cè)等技術(shù),既是工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù),也是工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)。
因此,發(fā)展智能機(jī)器人推動(dòng)工業(yè)4.0尤為重要,其主要措施包括:
(1) 加快發(fā)展智慧制造。智慧制造作為一種新的制造模式和制造技術(shù),可為復(fù)雜零件的高品質(zhì)制造提供解決方案。
(2) 加大財(cái)政研究投入。通過(guò)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、中央基建投資等現(xiàn)有資金渠道支持機(jī)器人及其關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用;利用中央財(cái)政科技計(jì)劃(專項(xiàng)、基金等)支持符合條件的機(jī)器人及其關(guān)鍵零部件研發(fā)工作等。
(3) 加快制定技術(shù)條例。加大支持力度,推進(jìn)智能機(jī)器人核心技術(shù)的研發(fā);梳理整合智能機(jī)器人研發(fā)成果,支持智能機(jī)器人成果轉(zhuǎn)化;加快制定智能機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系和人機(jī)交互安全規(guī)則。
自20世紀(jì)60年代初機(jī)器人問(wèn)世以來(lái),機(jī)器人技術(shù)經(jīng)歷了不斷的發(fā)展,已取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步和成果。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:
(1)提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度應(yīng)用機(jī)器人,有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等自動(dòng)化程度,從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本,加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。
(2)改善勞動(dòng)條件、避免人身事故。在高溫、高壓、低溫、低壓、灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中,用人直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。而應(yīng)用機(jī)器人即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè),大大地改善工人的勞動(dòng)條件。同時(shí),在一些動(dòng)作簡(jiǎn)單但又重復(fù)作業(yè)的操作中,以機(jī)器人代替人進(jìn)行工作,可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。
(3)減少人力,便于有節(jié)奏的生產(chǎn)應(yīng)用機(jī)器人代替人進(jìn)行工作,這是直接減少人力的一個(gè)方面,同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)器人可以連續(xù)地工作,這是減少人力的另一個(gè)方面。因此,在自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)生產(chǎn)線上目前幾乎都設(shè)有機(jī)器人,以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍,便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。
目前,世界上有百萬(wàn)多臺(tái)工業(yè)機(jī)器人正在各種生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作;在非制造領(lǐng)域,上至太空艙、宇宙飛船,下至極限環(huán)境作業(yè)、日常生活服務(wù),機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用已拓展到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的諸多領(lǐng)域;傳統(tǒng)制造領(lǐng)域,工業(yè)機(jī)器人經(jīng)過(guò)誕生、成長(zhǎng)、成熟期后,已成為不可或缺的核心自動(dòng)化裝備。
麥肯錫咨詢公司(McKinsey & Company)發(fā)布了一份報(bào)告—《人工智能:下一個(gè)數(shù)字前沿》(“ArtificialIntelligence: The Next Digital Frontier”),該報(bào)告呈現(xiàn)了人工智能“在未來(lái)”將如何促成從預(yù)防性維護(hù)到預(yù)測(cè)性維護(hù)這一轉(zhuǎn)變。現(xiàn)在,我們正處于由工業(yè) 4.0 和數(shù)據(jù)科學(xué)引發(fā)的革命邊緣,這場(chǎng)革命將改變制造業(yè)的每一個(gè)領(lǐng)域,同時(shí)為管理者提供比以往更多的控制權(quán)。因此,問(wèn)題不在于各位玩家能否追趕上這股席卷各個(gè)行業(yè)的新浪潮,而在于他們是否會(huì)占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位還是僅僅排在隊(duì)伍之中,工業(yè)機(jī)器人陣營(yíng)必然作為前沿技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的主要戰(zhàn)場(chǎng),未來(lái)的諸多可能性,讓工業(yè)機(jī)器人也會(huì)伴隨產(chǎn)生更多的可能性,隨之而來(lái)的是一波又一波的藍(lán)海。當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人的總體趨勢(shì)是,從狹義的機(jī)器人概念向廣義的機(jī)器人技術(shù)概念轉(zhuǎn)移,從工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)向解決方案業(yè)務(wù)的機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。機(jī)器人技術(shù)的內(nèi)涵已變?yōu)殪`活應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的、具有實(shí)際動(dòng)作功能的智能化系統(tǒng)。機(jī)器人結(jié)構(gòu)越來(lái)越靈巧,控制系統(tǒng)愈來(lái)愈小,其智能也越來(lái)越高,并正朝著一體化方向發(fā)展。
在未來(lái)科技浪潮到來(lái)之前所有的從業(yè)人員都必須嚴(yán)陣以待,做好迎接未來(lái)的準(zhǔn)備,所以當(dāng)務(wù)之急需要更多的有識(shí)之士、更多學(xué)者、更多的有情懷的企業(yè)家投入到這場(chǎng)沒(méi)有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)中來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)環(huán)境政治環(huán)境空前繁榮,工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛,越來(lái)越多的企業(yè)家已經(jīng)從單純的重利益重效益逐步有了情懷加持,想要為我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展做貢獻(xiàn),例如沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司在串聯(lián)機(jī)器人領(lǐng)域里大力推進(jìn)新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合;勃肯特機(jī)器人技術(shù)有限公司作為發(fā)展速度最快的并聯(lián)機(jī)器人廠商已經(jīng)開(kāi)展并聯(lián)機(jī)器人并入物聯(lián)網(wǎng),打造專屬機(jī)器人云化核心網(wǎng)的研發(fā)與推廣工作,真正致力于把我國(guó)工業(yè)機(jī)器人事業(yè)做大做強(qiáng)。
綜上所述,隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,新一代的機(jī)器人在“工業(yè)4.0”的時(shí)代背景下,必將達(dá)到新的科技高度,這不僅是對(duì)高科技的檢測(cè),同時(shí)也是對(duì)于人類具有先進(jìn)高科技技術(shù)水平的檢測(cè),工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展在工業(yè)4.0時(shí)代占有舉足輕重的一席之地。