2020年1月20日-最新的《世界機器人技術(shù)》報告顯示，全球工廠中有超過240萬臺工業(yè)機器人在運行，全球銷售總額達到了165億美元的新記錄。IFR預計，從2020年到2022年，將在全球工廠安裝近200萬臺新的工業(yè)機器人，新技術(shù)的發(fā)展將使公司能夠響應不斷變化的需求。
 

 

　　同時，國際機器人聯(lián)合會（IFR）秘書長Susanne Bieller博士說：“智能機器人和自動化技術(shù)對于應對新的消費趨勢，對產(chǎn)品種類的需求或貿(mào)易壁壘帶來的挑戰(zhàn)至關(guān)重要。新的技術(shù)解決方案為提高生產(chǎn)靈活性鋪平了道路。”

 

　　可以預見的是，全球機器人步入機器人3.0時代，物聯(lián)網(wǎng)、機器人和AI三者融合碰撞將推動前所未有的全球跨行業(yè)領域的合作。在此前，IDC《人工智能時代的機器人3.0新生態(tài)》白皮書指出，全球機器人的發(fā)展已經(jīng)步入機器人3.0時代，宏觀經(jīng)濟層面，中國5-8%的GDP將由機器人拉動和促進。IDC全球機器人及亞太制造業(yè)研究總監(jiān)張敬兵博士指出：“機器人3.0以互聯(lián)互通、虛實一體、軟件定義、人機融合為核心特征”。由人工智能技術(shù)發(fā)展帶動的機器人互聯(lián)互通將把人從繁瑣的工作中解脫出來，成為提高各行業(yè)產(chǎn)出效率的剛需。
 

 

　　工業(yè)和信息化部2019-2021年財政專項《我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平評估體系構(gòu)建與智能機器人產(chǎn)業(yè)鏈增長點研究》階段性研究成果中也曾指出，因為傳統(tǒng)的機器人不具備智能化的功能，僅能夠完成一般化的編程和操作，因此只能夠用于簡單場景中。賦予機器人智能的關(guān)鍵點之一在于使機器人能夠有效地感知外界的環(huán)境，并以此做出自主化的反應。在計算機視覺的幫助下，機器人可以識別周圍空間的詳細信息，從而對自身的速度、位臵、姿態(tài)等做出調(diào)整，最終完成復雜的工作任務。智能機器人涉及到了6大關(guān)鍵技術(shù)，其中導航與定位、路徑規(guī)劃、機器人視覺、智能控制等技術(shù)均涉及到了計算機視覺技術(shù)。從中可見，計算機視覺對于智能自主化機器人有重要意義。

 

　　在全球智能機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速背景下，我國智能機器人市場滲透率低，僅為1%。為推進智能機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展，政府推出多項政策為智能服務機器制定詳細發(fā)展規(guī)劃。2017年工信部在《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018-2020年）》提出：到2020年，我國智能家庭服務機器人、智能公共服務機器人實現(xiàn)批量生產(chǎn)及應用。以國家政策為依托，智能服務機器人預計將迸發(fā)較大產(chǎn)能，據(jù)中國電子學會預測，預計2020年中國服務類機器人市場將達40億美元。

 

　　IFR的最新趨勢預測也表明了這一趨勢，IRF分析認為，未來幾年，簡化、協(xié)作和數(shù)字化將是機器人領域的三個關(guān)鍵驅(qū)動力。

 

（電子行業(yè)裝配線上的機器人 ABB）

 

　　趨勢一：機器人變得更聰明

 

　　機器人的編程和安裝將變得更加容易。通過數(shù)字傳感器與智能軟件相結(jié)合，可以采用直觀的教學方法，即所謂的“演示編程”。機器人手臂要執(zhí)行的任務首先由人來執(zhí)行，他實際上是抓住了機器人手臂并通過手動引導機器人運動。然后通過軟件將該運動軌跡轉(zhuǎn)換為機械臂的數(shù)字程序。將來，機器學習工具將進一步使機器人能夠通過反復試驗或視頻演示來學習并自我優(yōu)化其運動軌跡。

 

　　聰明這一需求也使得工業(yè)機器人更小、更輕、更靈活。當前，工業(yè)機器人的應用場景愈加廣泛，苛刻的生產(chǎn)環(huán)境對機器人的體積、重量、靈活度等提出了更高的要求。
 

 

　　與此同時，隨著研發(fā)水平不斷提升、工藝設計不斷創(chuàng)新，以及新材料相繼投入使用，聰明的工業(yè)機器人必然正向著小型化、輕型化、柔性化的方向發(fā)展，類人精細化操作能力不斷增強。例如日本SMC致力于為機器人研制高品質(zhì)的末端執(zhí)行器，研發(fā)的新型汽缸體積縮小了40%以上，質(zhì)量最高減輕了69%，耗氣量最高減少了29%。日本愛普生首款新型折疊手臂六軸機器人N2，可在現(xiàn)有同級別機械臂60%的工位空間內(nèi)完成靈活操作；折疊手臂六軸機器人N6采用內(nèi)部走線設計，其折疊手臂可自然進入高層設備、機器、架子等狹窄空間；T3緊湊型SCARA機器人將控制器內(nèi)置，避免了在設置和維護過程中進行復雜的布線，大大提高了成本效率并保持較低的總運行成本。德國費斯托（Festo）的新型全氣動驅(qū)動機械臂，將剛性的“抓取”轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝缘?ldquo;圍取”，能完成靈活抓取不同大小部件的任務。

 

　　趨勢二：機器人與工人的協(xié)作

 

　　人機協(xié)作是機器人技術(shù)的另一個重要趨勢。隨著機器人易用性、穩(wěn)定性以及智能水平的不斷提升，機器人的應用領域逐漸由搬運、焊接、裝配等操作型任務向加工型任務拓展，人機協(xié)作正在成為工業(yè)機器人研發(fā)的重要方向。傳統(tǒng)工業(yè)機器人必須遠離人類，在保護圍欄或者其他屏障之后，以避免人類受到傷害，這極大的限制了工業(yè)機器人的應用效果。

 

　　機器人應當具備與人類協(xié)同工作的能力，現(xiàn)代機器人系統(tǒng)便能夠適應快速變化的環(huán)境。機器人制造商提供的協(xié)作應用程序范圍也在不斷擴大。當前，共享工作區(qū)類型的應用程序是最常見的。機器人和工人彼此并存，依次完成任務。

 

　　人機協(xié)作將人的認知能力與機器人的效率結(jié)合在一起，從而使人可以安全、簡便的進行使用。例如，瑞士ABB的雙臂人機協(xié)作機器人YuMi可與工人一起協(xié)同工作，在感知到人的觸碰后，會立刻放慢速度，最終停止運動。德國庫卡（KUKA）的協(xié)作機器人LBR iiwa可以以每秒10毫米或50毫米的速度抵近物體，并在遇到阻礙后立刻停止運動。優(yōu)傲e-Series協(xié)作式機器人可設定機械臂保護性停止的停止時間和停止距，并內(nèi)置力傳感器提高精度和靈敏度，滿足更多應用場景的需求。

 

　　但目前更具有挑戰(zhàn)性的是人與機器人在同一時間同時工作。很多機器人研發(fā)團隊正在致力于使機器人能夠進行實時響應，就像兩個人工協(xié)作一樣，研發(fā)團隊希望他們根據(jù)環(huán)境的變化調(diào)整動作，從而實現(xiàn)真正的響應式協(xié)作。這些解決方案包括語音、手勢和對人類動作意圖的識別。借助當今的技術(shù)，人機協(xié)作對于各種規(guī)模和行業(yè)的公司都具有巨大的潛力。
 

 

 

　　工業(yè)機器人是數(shù)字化和網(wǎng)絡化生產(chǎn)的核心組件。因此對于他們而言，無論制造商是哪家，能夠彼此通信就顯得尤為重要。由德國機械制造聯(lián)合會VDMA和OPC基金會聯(lián)合工作組開發(fā)的“ OPC機器人技術(shù)規(guī)范”定義了工業(yè)機器人的標準化通用接口，并使工業(yè)機器人能夠連接到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。

 

　　機器人的數(shù)字連接性（例如云技術(shù)）將促成新業(yè)務模式的發(fā)展。例如，機器人租賃（稱為“機器人即服務”）的業(yè)務模式，將特別適用于資金、人力匱乏但想增加效益的小型企業(yè)。

 

　　可以想象，隨著新一代信息技術(shù)與制造業(yè)進一步加速融合，制造業(yè)愈加顯著地表現(xiàn)出網(wǎng)絡化、智能化、數(shù)字化的前沿發(fā)展趨勢，機器人龍頭企業(yè)紛紛落子工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，例如，庫卡機器人可與基于云技術(shù)的庫卡Connect相連，實現(xiàn)機器人與設備的聯(lián)網(wǎng)，實時查看和分析工業(yè)機器人的運行狀態(tài)，減少系統(tǒng)停機時間、進行預測性維護等，并通過大數(shù)據(jù)分析持續(xù)提高生產(chǎn)率、質(zhì)量和靈活性。ABB推出ABB Ability工業(yè)云平臺，并與華為展開合作聯(lián)合研發(fā)機器人端到端的數(shù)字解決方案，實現(xiàn)機器人遠程監(jiān)控、配置和大數(shù)據(jù)應用，進一步提升生產(chǎn)效率和節(jié)約成本。
 

 

　　這些趨勢導致，很多重點企業(yè)也必然聚焦智能工廠解決方案。當前，全球制造業(yè)格局面臨重大調(diào)整，智能工廠作為工業(yè)智能化發(fā)展的重要實踐模式，已經(jīng)引發(fā)行業(yè)的廣泛關(guān)注。例如，發(fā)那科（Fanuc）設立Fanuc Intelligent Edge Link and Drive（FIELD）平臺，能實現(xiàn)自動化系統(tǒng)中的機床、機器人、周邊設備及傳感器的連接并進行數(shù)據(jù)分析，提高生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)質(zhì)量、效率、靈活度以及設備的可靠性。三菱電機打造的智能工廠e-F@ctory，強調(diào)“人、機器和IT協(xié)同”，可以根據(jù)數(shù)量、品種、交貨期等指標的變更，靈活調(diào)整生產(chǎn)節(jié)奏，削減企業(yè)總成本以達到推動高端制造和提高企業(yè)價值的效果。安川電機推出i3-Mechatronics概念，其中 i3指的是integrated（集成）、intelligent（智能）、innovative（革新），安川電機試圖通過對自身機器人、電機等自動化零件組合和集成控制，實現(xiàn)更智能的制造解決方案。

 

　　2020年后必然是這些新趨勢爆發(fā)最激烈的年代，讓我們拭目以待！