多臂協作機器人助力制造進入“分享經濟”時代

摘 要：隨著我國經濟的飛速發(fā)展，科學技術也在不斷進步。將機器人與工業(yè)VR或3D打印等高科技產業(yè)相結合，并按照不同專業(yè)進行分工，研發(fā)出多臂協作機器人，已經成為機器人行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢。與此同時，多臂協作機器人不僅能夠提高各行各業(yè)生產效率和生產質量，還能夠帶來巨大的經濟效益。這也是智能網絡時代下的一大突破，通過機器人與人類共享、共存，有利于幫助工業(yè)制造快速進入“分享經濟”時代。

關鍵詞：多臂協作機器人;助力;制造;分享經濟;時代

隨著經濟全球化的不斷深入，國際間的競爭壓力也在不斷提高。網絡化制造水平已經成為衡量一個國家綜合實力的重要標準。現階段，我國正在落實“中國制造2025”計劃，想要盡快完成這一計劃，需要全國范圍內的工業(yè)制造積極參與，共同實現智能制造這一目標。與此同時，智能制造離不開多臂機器人的支持和配合。因此，中國工業(yè)制造想要突破傳統(tǒng)制造模式，提高網絡化立體制造水平，就要大力發(fā)展工業(yè)機器人，使其占領世界范圍內的工業(yè)制造市場，從而助力工業(yè)制造進入“分享經濟”時代。

一、工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢

工業(yè)機器人是建立在先進科學技術基礎上發(fā)展而來的一種技術。現如今，中國市場與工業(yè)機器人并肩而行的四大科技分別為：德國庫卡、如本發(fā)那科、安川電機以及瑞士ABB。當前，在科學技術不斷推動下，工業(yè)機器人也得到了進一步發(fā)展和完善，但是想要在工業(yè)制造市場中占據重要地位還有所欠缺。具體來說，現代工業(yè)制造中的機器人技術，智能化水平相對較低，能完全代替人工操作的機器人僅占30%左右。而其余70%的工業(yè)機器人在工業(yè)制造過程中只屬于一個控制器，也就是一個單一的工業(yè)機械臂，仍然需要通過人工設定才能夠完成各項制造任務。因此，想要工業(yè)機器人在中國工業(yè)制造中占據重要地位，并完全代替人力勞動，就要大力生產心靈手巧的多臂機器人。亨利·福特曾在二戰(zhàn)期間發(fā)明了流水線制造方式，這種制造方式能夠有效提高工業(yè)生產水平和生產效率，同時將工作流程加以簡化。而在簡化過程中，需要通過物流鏈條進行支撐。由于傳統(tǒng)工業(yè)制造過程中，多通過人力勞動制造商品，人類需要通過手、眼、腦相互配合，才能夠保證產品滿足精度需求。因此，想要實現智能化制造，不僅需要利用機器人提高工業(yè)制造效率和制造水平，還要強化機器人的智慧和柔性，使其能夠滿足個性化制造需求，保證工業(yè)制造在效率、準確性、穩(wěn)定性等方面均高于人力勞動，而想要實現這一目標，就要發(fā)展心靈手巧的多臂機器人。

所謂“心靈”，主要是豐富機器人的邏輯思維和判斷能力，使其擁有與人類相似的智慧，從而能夠及時、準確的判斷事物和學習事物。所謂“手巧”，是指通過模擬人類手部活動，完善機器人的柔性活動。而人類在工業(yè)制造過程中所體現出的“手巧”，主要是結合人體感官以及制造經驗形成的習慣或專業(yè)能力，但是并非所有人工都能夠做到“手巧”。因此，發(fā)展心靈手巧的多臂機器人，其功能很可能會在實際工業(yè)制造中超過人力勞動。雙臂機器人就是心靈手巧機器人中的代表，它能夠像人類一樣完成制造任務。在機器人未來發(fā)展過程中，并非只局限于雙臂機器人，也可以模擬動物界多臂、多足動物，使其能夠豐富功能，實現一個機器同時完成多項工作的目標。

二、多臂機器人是智能化制造的一大突破

現如今，各行各業(yè)以及正度部門，均對機器人產生了濃厚的興趣和較高的期望，機器人技術也在科學技術不斷發(fā)展下持續(xù)完善和優(yōu)化，并呈現出欣欣向榮的景象?？梢钥闯?，在市場強勢需求以及政府大力支持下，多臂機器人產業(yè)發(fā)展前景光明，中國作為科技大國，需要以智能制造為切入點，大力發(fā)展多臂機器人產業(yè)。使其充分發(fā)揮引擎作用，突破傳統(tǒng)制造業(yè)中存在的弊端之處。

多臂機器人是工業(yè)制造向智能化趨勢發(fā)展的引擎，也是智能化制造行業(yè)的一大突破。近年來，社會經濟發(fā)展迅速，社會群眾個性化需求越來越突出，定制、定做已經成為社會發(fā)展的流行趨勢，僅憑規(guī)?；a已經無法充分滿足社會發(fā)展需求。而定制、定做費時費力，想要在滿足社會需求的基礎上提高制造效率和水平，就要大力發(fā)展多臂機器人。另外，僅實現機器人心靈手巧這一需求并不能充分滿足智能化制造需求。所以，在工業(yè)制造過程中，心靈手巧的機器人需要滿足以下需求：第一，多臂機器人能夠滿足智能終端執(zhí)行需求;第二，可以作為網絡網關或網絡控制器;第三，能夠實現決策目標、提高服務能力。也就是說，心靈手巧的多臂機器人并非只是一個單獨的執(zhí)行者，而是一個智能化網絡控制器，并且與人類相似擁有智能化思維和柔性操作能力。

心靈手巧的機器人總共可以分為三個方面：第一層是類似人類小腦，能夠在接觸事務過程中做出及時判斷和執(zhí)行功能。也就是像人類接觸物體，物體通過身體觸摸傳到大腦，大腦能夠及時對物體做出反應。機器人一旦實現這一目標，就能夠滿足智能化反饋需求。第二層為校正環(huán)境變化。也就是說人類和機器人在互動過程中，機器人通過分析人類視覺，捕捉到正確信息，從而校正環(huán)境。如此能夠滿足機器人自動化調節(jié)和控制這一目標。也就是說，將人類的智慧與機器人進行協調，使機器人在內部形成循環(huán)，并將信息傳遞到自動線，有利于結合人類需求自動調整環(huán)境變化。現階段，工業(yè)制造過程中已經廣泛應用機器人，在實際生產中，需要通過人與機器人互動、機器人相互互動、自動線相互互動以及人與人相互互動完成產品加工、生產、裝備等工作。在這一過程中，底層的執(zhí)行職能以及中間的網絡智能加上互動網絡智能，能夠形成云制造平臺，使機器人在生產過程中達到最佳速度和控制需求，并將信號傳遞給網絡系統(tǒng)各部位，是智能化制造形成閉環(huán)。另外，工廠內的機器人即使操作者，也可以作為車間領導層和管理層。人與機器人協同工作，才能夠實現智能化工廠車間，只有保證二者協同，才能夠避免發(fā)生“撞車”現象，也就是說，在工業(yè)生產中，兩個車間互相交流，通過通訊實現工作內容的分配。

心靈手巧的多臂機器人，是一種智能化、分布式的結構，第一層能夠實現自動化執(zhí)行需求，第二層能夠實現自動化協調網絡功能，第三層是機器人群體交互功能。在各層次基礎上，多臂機器人能夠實現高效、高質量的制造水平。眾所周知，熊是一種智商較高的哺乳動物，一只熊的智力遠遠高于一只蜜蜂，然而，結合熊類居住的熊窩和蜜蜂的蜂巢可以看出，無論從結構還是抵御能力來看，蜜蜂蜂巢的嚴密性都遠遠高于熊窩。這也直接反映出一個道理，就是群體智慧網絡，要遠遠超出個體智慧網絡。所以，在多臂機器人發(fā)展過程中，想要真正實現智能化制造，進入“分享經濟”時代，就要打造群體智能化智慧網絡。

近年來，社會群眾個性化需求逐漸提升，網絡制造水平隨之崛起。上文提到，亨利·福特曾在二戰(zhàn)期間發(fā)明了流水線制造方式，在這種生產方式下，每個人都能作為制造單元，想要實現規(guī)?；圃炷繕?，就要將物聯網與CPS網絡相連接，保證所有機器人在大網絡環(huán)境下操作，從而使機器人能夠從個體發(fā)展為規(guī)模化整體，這種生產方式不僅能夠實現智能化目標，達到高效、高質量、高水平這一需求，還能夠滿足社會群眾個性化需求。另外，這種制造具有網絡化特點，因此，網絡化成為我國實現“中國制造2025”計劃中的主要核心。在這一發(fā)展需求下，制造行業(yè)需要充分做到與時俱進。例如：西門子工廠，不僅能夠實現實體工業(yè)制造，還能夠滿足虛擬工業(yè)制造，將實體制造與虛擬工作聯系在一起，能夠形成CPS網絡，也就是從單體發(fā)展為群體，在這一網絡環(huán)境下，能夠實現真正的智能化制造目標。

三、打造個性化制造的萬能平臺

萬能制造平臺是創(chuàng)客研發(fā)的一種新型制造平臺，該平臺也被稱為全方位柔性雙臂機器人制造平臺。具體來說，在工業(yè)制造過程中，雙臂機器人能夠通過雙手加工產品，并且一個平臺內設置八個工位，八個工位可以同時加工產品。與此同時，該平臺還包括數據庫以及工具庫，在工業(yè)生產制造過程中，想要制造什么東西，萬能制造平臺就可以生產什么東西，不僅能夠滿足個性化制造需求，還能夠提高制造水平和制造效率。因為其具有萬能性，所以被稱為萬能制造平臺。而萬能制造平臺的基本單元是什么，需要智能化制造深入研究和探析。通常來講，工業(yè)制造的核心技術主要是制造和焊接。這些單元可以看作制造瓶體的基本單元，使其形成智能化車間。通過萬能制造平臺，能夠結合客戶的智能化需求提供杜元華產品，并且實現現場制造的目標。不僅能夠添加客戶名字，還能夠顯示產品制造過程。對于大型制造企業(yè)而言，有利于實現智能化需求。例如：我國寧筆試智能制造產業(yè)，層為中國高鐵定制了一個全自動產品，在產品制造加工過程中，70%依靠手工制作，也就是通過人力勞動實現整體自動化。現階段，智能制造所研究的產品主要是移動物流平臺以及多臂機器人交互。通過交互能夠直接反映一個工作的過程。

亨利·福特通過汽車流水線的發(fā)明，為全世界工業(yè)制造創(chuàng)造了全新的生產模式，隨著科學技術的不斷發(fā)展，人類需要不斷與時俱進，結合網絡技術以及物聯網技術發(fā)展多臂機器人，同時融合云大腦部分，使其形成全新的亨利·福特工業(yè)生產模式。這種生產模式不僅能夠應用到工業(yè)制造中，也能夠應用到社會服務中。然而，無論是生產還是服務，都離不開雙手，所以在機器人未來發(fā)展過程中，需要以增加機器人操作柔性為切入點。

結束語：

綜上所述，現如今我國機器人相關領域已經得到了眾多突破，機器人的應用范圍也逐漸廣泛，其中包括：工業(yè)生產、航空航天、醫(yī)療服務教學領域等多個方面。由機器人主導的發(fā)展智能化時代已經悄然來臨。中國作為工業(yè)生產大國，在經濟全球化不斷深入過程中，也要充分做到與時俱進，抓住全球機器人這一最具潛力的市場，大力發(fā)展多臂機器人，通過機器人與人類共享、共存，有利于幫助工業(yè)制造快速進入“分享經濟”時代。

參考文獻：

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[2]徐闖.協作機器人助力電子制造業(yè)智能轉型[J].現代制造，2016（27）：10-11.

作者簡介：楊春華（1971-），女，漢族，吉林省長春市人，吉林省經濟管理干部學院，副教授。研究方向：工業(yè)機器人。