工業(yè)機(jī)器人在我國(guó)智能制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析及建議

蔣炳翔

（廈門(mén)航天思爾特機(jī)器人系統(tǒng)股份公司，福建 廈門(mén) 361023）

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展以及各行業(yè)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)效率要求的不斷提升，工業(yè)機(jī)器人逐漸發(fā)展并被應(yīng)用到了智能制造行業(yè)。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用表明我國(guó)的智能制造技術(shù)水平正在不斷提高。因此，有必要對(duì)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并根據(jù)智能制造行業(yè)的發(fā)展需求提出相應(yīng)的發(fā)展建議。

1 工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)及目前在國(guó)外的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在制造行業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在“自動(dòng)化”、“安全化”以及“高效率”三方面。單就自動(dòng)化而言，與傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)相比，工業(yè)機(jī)器人可在計(jì)算機(jī)的控制下自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。從安全的角度分析，工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)更加精密，且具有完善的故障預(yù)警機(jī)制。將其應(yīng)用到制造過(guò)程中，將能夠有效降低故障率，預(yù)防人員傷亡。從制造效率方面分析，與手工操作相比，工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作頻率更高，因此，生產(chǎn)效率同樣較高。

1.2 工業(yè)機(jī)器人的國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)器人的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，使其得到了世界范圍內(nèi)受到廣泛重視。與國(guó)內(nèi)相比，國(guó)外對(duì)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用率更高，且技術(shù)相對(duì)更加成熟。目前，國(guó)外著名的工業(yè)機(jī)器人公司主要包括ABB、KUKA、FANUC 、Yaskawa以及Adept Technology等。上述公司所生產(chǎn)的機(jī)器人涵蓋“分配機(jī)器人”、“點(diǎn)焊機(jī)器人”、“裝配機(jī)器人”以及“搬運(yùn)機(jī)器人”等多品種，分別已大規(guī)模應(yīng)用到“物流”、“焊接”、“零件組裝”、“貨物搬運(yùn)”等多種行業(yè)。

2 工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

2.1 工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的發(fā)展歷程

在國(guó)內(nèi)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用主要集中在汽車(chē)、工程機(jī)械、電子電器生產(chǎn)等。以汽車(chē)行業(yè)為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一輛汽車(chē)的車(chē)身焊點(diǎn)，處于3000至4000個(gè)之間。目前，國(guó)產(chǎn)汽車(chē)中，每輛汽車(chē)60%的焊點(diǎn)，均由點(diǎn)焊機(jī)器人所負(fù)責(zé)。國(guó)內(nèi)某汽車(chē)廠商的生產(chǎn)車(chē)間，點(diǎn)焊機(jī)器人已達(dá)到了150臺(tái)。工業(yè)機(jī)器人投入至制造業(yè)的初期，由于技術(shù)水平欠完善，很難保證焊接質(zhì)量。截止到2017年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的使用率，已提升到了75%。我國(guó)所應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人，定位精度已明顯提升，持重力已提升至490～980N。表明國(guó)內(nèi)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，正處于不斷進(jìn)步之中。

2.2 工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)應(yīng)用中存在的問(wèn)題

結(jié)合本文的分析可知，將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用到智能制造行業(yè)，能夠有效提高行業(yè)的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)精度，提高行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。工業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)應(yīng)用存在的問(wèn)題主要體現(xiàn)在“國(guó)產(chǎn)機(jī)器人精度及性能偏低”、“研發(fā)及應(yīng)用人才儲(chǔ)備不足”、行業(yè)應(yīng)用水平不均衡、“信息利用率有待提升”以及“智能化水平有待進(jìn)一步增強(qiáng)”等方面?？梢?jiàn)，為使工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)能夠得到充分的發(fā)揮，積極解決上述問(wèn)題是關(guān)鍵。

3 未來(lái)機(jī)器人應(yīng)用發(fā)展方向的展望及建議

3.1 提高高校專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)力度

工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)以及應(yīng)用對(duì)國(guó)家的人才儲(chǔ)備具有較高的需求。我國(guó)需加大力度培養(yǎng)相關(guān)行業(yè)的人才，為機(jī)器人的普及以及國(guó)家智能制造水平的提升提供保證。例如：各高校可在“自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)”中，增加機(jī)器人研發(fā)、機(jī)器人應(yīng)用及系統(tǒng)集成、人工智能的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)課程。通過(guò)上述課程，培養(yǎng)人才對(duì)工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)、自動(dòng)化控制以及程序編寫(xiě)知識(shí)的掌握水平，使我國(guó)智能制造行業(yè)工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)水平得以提高，使其性能得以增強(qiáng)。

3.2 完善國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的功能、性能及系統(tǒng)集成

目前，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人雖具有較強(qiáng)的動(dòng)作執(zhí)行能力，但運(yùn)動(dòng)精度、應(yīng)用功能及性能與國(guó)外相比還有一定差距，無(wú)法與人工協(xié)作作業(yè)，且關(guān)鍵零部件還是以進(jìn)口為主?？紤]到機(jī)器人的零件性能，屬于影響其整體性能以及智能化水平的主要因素，建議加大機(jī)器人關(guān)鍵零部件的研發(fā)，提高機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成能力。將伺服電機(jī)、減速機(jī)及機(jī)器人控制軟件等作為重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。同時(shí)可大力推廣各行業(yè)的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用，支持各系統(tǒng)集成企業(yè)充分結(jié)合各行業(yè)的不同工藝要求，為最終用戶(hù)提供功能穩(wěn)定、性能優(yōu)越的機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)。

3.3 充分結(jié)合各領(lǐng)域的外部信息

制造行業(yè)領(lǐng)域眾多，零件焊接、貨物搬運(yùn)、貨物分配等不同行業(yè)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的要求各不相同。目前，我國(guó)所應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人功能較為單一，主要以焊接，搬運(yùn)碼垛為主。如未給予優(yōu)化，將進(jìn)一步增加設(shè)計(jì)及應(yīng)用成本。未來(lái)，建議我國(guó)智能制造行業(yè)，統(tǒng)一收集并整理各領(lǐng)域的外部信息，解決上述問(wèn)題。例如可以設(shè)計(jì)能夠更多地接收外部信息的機(jī)器人，使其能夠通過(guò)各種傳感器器如激光、視覺(jué)、3D、聲音等等，讓機(jī)器人的功能更強(qiáng)大。在提高設(shè)計(jì)信息利用率的同時(shí)，提高我國(guó)智能制造行業(yè)的發(fā)展水平。

3.4 提高工業(yè)機(jī)器人的人工智能水平

未來(lái)，我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人智能化問(wèn)題的研究，提高機(jī)器人的人工智能水平，提高智能制造水平。以手機(jī)制造行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的過(guò)程為例：當(dāng)前國(guó)內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人，雖具有產(chǎn)品分配的功能，但卻無(wú)法對(duì)手機(jī)進(jìn)行精細(xì)化的檢驗(yàn)。未來(lái)，可以將“智能化識(shí)別”的功能，納入到機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)光譜技術(shù)，識(shí)別手機(jī)表面的劃痕，進(jìn)而將存在缺陷的產(chǎn)品剔除。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)工業(yè)機(jī)器人在我國(guó)智能制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀的研究，有助于了解我國(guó)工業(yè)機(jī)器人在性能以及技術(shù)水平等方面存在的缺陷，了解我國(guó)技術(shù)相對(duì)于國(guó)外技術(shù)存在的不足。未來(lái)，我國(guó)智能制造行業(yè)應(yīng)提高人才培養(yǎng)力度、完善機(jī)器人功能、性能及系統(tǒng)集成、充分結(jié)合外部信息、提高機(jī)器人的人工智能水平，以達(dá)到全面提高工業(yè)機(jī)器人使用價(jià)值、提高我國(guó)智能制造行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。