工業(yè)4.0下，工業(yè)機器人在智能工廠的角色

佘睿杰

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱，目前我國制造業(yè)正處在轉(zhuǎn)型升級的重要關(guān)口上，而“中國制造2025”規(guī)劃的出現(xiàn)讓面臨轉(zhuǎn)型困難的制造業(yè)看到了新機會?！爸袊圃?025”被業(yè)內(nèi)視為中國版本的“工業(yè)4.0”，其主線就是信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合。在“工業(yè)4.0”時代，工廠生產(chǎn)機器將會通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)高度互聯(lián)，并最終將人和機器連接起來，結(jié)合軟件和大數(shù)據(jù)分析，為制造商和客戶帶來更高效、更自動化、更節(jié)約成本的解決方案。因此要實現(xiàn)制造強國的目標，意味著需要制造業(yè)提升效率和效能，實現(xiàn)生產(chǎn)智能化的突破。

工業(yè)機器人是工業(yè)4.0的重要一環(huán)

工業(yè)4.0是采用智能化方式完成從需求產(chǎn)生到產(chǎn)品交付行為的全過程。從產(chǎn)業(yè)鏈的角度看，工業(yè)機器人在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中扮演重要角色，比如常見的串聯(lián)機器人、SCARA機器人、新興的并聯(lián)機器人再到工廠內(nèi)部的移動AGV，工業(yè)機器人貫穿生產(chǎn)各個領(lǐng)域，屬于生產(chǎn)設(shè)備執(zhí)行層的一個智能終端。

在工業(yè)制造的過程當中，大量使用工業(yè)機器人是近幾年來制造業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一個重要突破點。根據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計顯示，自從2013年以來，中國已經(jīng)成為世界上最大的工業(yè)機器人市場，在生產(chǎn)制造領(lǐng)域使用工業(yè)機器人的數(shù)量大幅度攀升。又隨著近年來，工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)與“中國制造2025”及工業(yè)4.0等戰(zhàn)略方針的深度綁定，已成為我國十三五規(guī)劃戰(zhàn)略的重要組成部分，這在一定程度上促進了我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。面對工業(yè)制造不斷提出更高要求、自動化工廠不斷升級的今天，工業(yè)機器人作為自動化設(shè)備已成為工業(yè)4.0時代的重要標志之一。

工業(yè)4.0從數(shù)字化工廠到智能工廠

智能化和網(wǎng)絡(luò)化是未來工業(yè)4.0的未來發(fā)展方向。智能工廠是工業(yè)4.0的最終形態(tài)，而實現(xiàn)智能工廠的前提是數(shù)字化工廠的建立和整合。

數(shù)字化工廠是實現(xiàn)工業(yè)4.0的第一步，它是以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計算機虛擬環(huán)境中，對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。數(shù)字化工廠是產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的主要橋梁，它的出現(xiàn)給我國制造業(yè)注入了新的活力。不過，數(shù)字化工廠并不等于完全用自動化設(shè)備取代人，而是以自動化信息搭建幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率。

智能工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上打造出信息數(shù)據(jù)融合的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。數(shù)字化工廠重點在于如何改善質(zhì)量，控制成本，提高效率等。而智能工廠則更多的強調(diào)智能決策，人機交互，虛擬仿真等，構(gòu)建端到端自動化交付流水線，實現(xiàn)企業(yè)價值鏈的業(yè)務(wù)集成。

智能制造，不是簡單粗暴地在工廠里添置機器人，也不是打造無人工廠。智能制造的核心是用戶能夠通過人性化的服務(wù)從繁冗的工作流程中抽身出來專注于創(chuàng)新。據(jù)悉，眾多國內(nèi)外機器人企業(yè)如ABB、FANUC、安川、庫卡以及勃肯特等都在打造智能工廠，在未來以智能化工廠為載體，通過實時智能化決策，管理復(fù)雜的生產(chǎn)，實現(xiàn)動態(tài)、自主生產(chǎn)模式，滿足客戶個性化需求。

工業(yè)機器人在未來工廠中的地位如何？

在不久的將來，工廠自動化生產(chǎn)線上將有大量組裝機器人旁邊的工人，他們將和機器人一起完成工作。

工人和機器人將在零距離合作，這就是我們所說的人機合作。

這是未來智能工廠不可缺少的一部分，也是未來制造業(yè)發(fā)展的趨勢。在大規(guī)模生產(chǎn)不斷減少的時代，定制化生產(chǎn)逐漸發(fā)展起來。在制定生產(chǎn)過程中，每個生產(chǎn)步驟都應(yīng)盡可能靈活。人機合作提供了這種靈活性，可以快速調(diào)整生產(chǎn).工人與機器人之間的零距離接觸，雖然提高了生產(chǎn)效率，但人與機器之間可能存在“摩擦”或“傷害”。因此，安全已成為首要考慮因素。作為安全功能的一個組成部分，控制部件（如扭矩監(jiān)測或速度監(jiān)測）必須符合國際標準的要求。

人機之間有四種不同的合作形式：第一種是監(jiān)控和停止安全。如果員工進入共享工作區(qū)，則機器人停止工作，當員工離開共享工作區(qū)時，機器人可以自動重新啟動二是手持式指導(dǎo).機器人的運動由人工手持來引導(dǎo)和控制。第三，速度和距離監(jiān)測。當機器人和工人互相靠近時，機器人的速度會降低，當兩邊之間的距離被拉近時，機器人會再次提高速度。第四，電力和壓力限制，這是最新的工作方式。在這種情況下，工人和機器人的移除僅限于通過技術(shù)手段不造成傷害。