工業智能化生產:強AI+機器人協作打造未來工廠
農業機械網http://www.kqfgud.live 2019-10-24 13:18:04 南報網

  隨著人工智能、機器人、工業互聯網等科技深入產線車間,制造業的智能化程度不斷加深,挑戰也接踵而來。昨日,在世界智能制造大會智能系統與自主決策論壇上,來自中國、德國等地的專家學者,圍繞如何進一步提升工業智能化生產,展開了廣泛的交流討論。

  經過多年的推廣發展,機器人已經是很多企業產線的標配,成為一項智能制造的代表性技術,目前也面臨升級轉化的挑戰。西門子數字工業集團全球拓展戰略總監郭心介紹,現在流行的串聯機器人,就是常見的單臂機器人,還處于早期階段,不能算智能化,“從全球產業發展歷史來看,目前的機器人相當于是工業化早期的剛性產線工人,自動化程度雖然高,但只能生產單一的產品。”那么隨著企業對生產智能程度要求的提高,機器人也面臨著升級換代。

  如何改造升級目前的產業機器人?來自加拿大工程學院院士張丹介紹一種思路方法:將串聯機器人并聯化,即在一根主軸上安裝三個機器臂,實現協同作業。相比而言,并聯機器人更加快速準確高效,“特別是它的準確性,比如在醫療機器人上,我們可以實現精度達到0.5微米的手術操作,這個也可以用在航空、電子等要求高精密加工的行業。”機器臂多了,對機器人技術就提出了新的要求,“需要解決轉角和多臂之間的干涉問題,就是要讓三條機械臂之間協作更智能,相互之間不能打岔妨礙生產。”

  事實上,機器人協作對于系統的智能化提出了很高的要求。鵬城實驗室研究員、國防科技創新特區專家梅濤帶領團隊一直從事水下機器人協作問題的研究實踐,他分享了團隊在多機器人協作方面的經驗,“相比于單體機器人,協同不僅能使多個機器人合作執行復雜任務,還能組成模塊化機器人集群,從而大大降低系統成本。”根據他們的實踐,要最大限度發揮機器人的合作作業,需要建立一個人工智能程度較高的智能網絡系統,“我們現在以知識圖譜為基礎,設計優化圖搜索算法,動態生成各類任務的決策執行序列;基于序列組織水下機器人開展作業任務并行調度,完成整個平臺技術操作。”

  如果說機器人是身體,那么ai就是大腦,真正實現智能制造,ai一定要發達。德國漢堡科學院院士張建偉表示,目前在工業生產中使用的技術都是弱ai,以輔助人生產為主,“我們現在的所謂ai,能聽能讀甚至能寫,但是遠遠談不上思考,這里面牽涉的不僅僅是算法和芯片的問題,數據也非常重要。”根據西門子的預算,到2025年,全球大約將會有1000億臺設備接入物聯網,而由此產生的數據將是驚人的,如何使用這些海量的數據將是未來制造業發展的關鍵。

  目前,通過融合ai、大數據等技術,西門子已經在一家無人巴士公司實踐了全數字化的生產。每天行駛時間、里程、電池運行情況……在西門子的mindshpere系統里,不僅可以檢測記錄一臺無人巴士的運行情況,甚至還可以追溯到生產源頭,西門子數字工業集團全球拓展戰略總監郭心介紹,“如果有一個零件出現過熱問題,我們不僅可以及時知道,甚至可以追溯到它的生產設計階段,從而在根本上改進整個車輛的生產設計。”

  在人工智能、大數據、機器人等科技的推動下,智能制造到底可以走多遠?論壇上,西門子描繪了未來的新能源汽車生產車間:沒有長長的生產線,只有一個個單元格式樣的生產站,它們負責各自零件產品的生產,無人運輸車在生產站之間來往穿梭,而所有的零部件最后由機器人組裝完成生產。專家們坦言,目前來說這樣的圖景只是一個美好的愿望,但是隨著技術和產業不斷進步這樣的未來極有可能。“我們現在有很強的算法,有海量的數據,最重要的是我們有巨大的生產和生活需求,這些都會推動智能制造不斷前進。”張建偉院士總結道。(記者孔偉范杰玉)

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