近年來,隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能為代表的新一代信息技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的加速融合,全球新一輪科技革命和工業(yè)革命正蓬勃興起。在這種世界科技和工業(yè)發(fā)展背景下,德國、美國、日本、英國和中國等世界主要國家分別推出了工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)智能化、工業(yè)2050和中國制造2025等一系列振興工業(yè)的國家戰(zhàn)略。習(xí)總書記曾經(jīng)在兩院院士大會(huì)上指出:機(jī)器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”。作為智能制造的核心裝備,工業(yè)機(jī)器人在智能制造的發(fā)展過程中起到了不可替代的作用。
工業(yè)3.0通過廣泛應(yīng)用信息技術(shù),已經(jīng)使得工廠生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率大幅度提高。但隨著時(shí)間的推移,業(yè)界逐漸意識(shí)到了一些問題:如今消費(fèi)者的個(gè)性化需求繁多,生產(chǎn)線無法按照消費(fèi)者需求生產(chǎn)出相應(yīng)的產(chǎn)品,導(dǎo)致產(chǎn)品不暢銷或者產(chǎn)能過剩造成資源浪費(fèi)。另一個(gè)重要的問題是,并沒有很好的利用整個(gè)產(chǎn)品生命周期產(chǎn)生和累積的數(shù)據(jù)。近年來隨著互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展與人工智能算法的不斷改善,使得業(yè)界可以在一定程度上解決上述問題,工業(yè)4.0即智能制造應(yīng)運(yùn)而生。通過賦予生產(chǎn)線智能屬性,可以增加生產(chǎn)線的柔性,滿足消費(fèi)者個(gè)性化需求,利用數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘做出生產(chǎn)決策,平衡多生產(chǎn)線負(fù)荷,提高有效產(chǎn)能避免資源浪費(fèi)。同時(shí)又不得不面臨新的問題:原始設(shè)備的運(yùn)算和存儲(chǔ)能力不足以滿足智能制造的要求,而隨著產(chǎn)品生命周期中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量的不斷累計(jì)勢(shì)必會(huì)增加云端成本,并且數(shù)據(jù)安全如何保障也是一個(gè)問題?;谝陨蠁栴},新松構(gòu)建了以云-邊-端為框架的平臺(tái)。邊緣計(jì)算設(shè)備可以滿足數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送與運(yùn)算,并且在數(shù)據(jù)上傳到公有云之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與壓縮,私有云則保證了數(shù)據(jù)的安全性,將控制力留在企業(yè)邊界。
當(dāng)前,工業(yè)機(jī)器人呈現(xiàn)出以下三個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì):
1)泛在互聯(lián)。由于以AGV為代表的移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人將在未來廣泛使用,高可靠、高并發(fā)和低延遲的無線接入方式將成為工業(yè)機(jī)器人云平臺(tái)的重要接入方式(包括環(huán)境的參數(shù),多種設(shè)備接入的需求);
2)云端融合。一方面,工業(yè)機(jī)器人的功能越來越強(qiáng)大,智能化程度越來越高,同時(shí)隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,把基于大數(shù)據(jù)的智能化計(jì)算移到云端實(shí)現(xiàn)是工業(yè)機(jī)器人的重要發(fā)展趨勢(shì)(工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)量的劇增,對(duì)分布式存儲(chǔ)和處理的需求);
3)智能服務(wù)。工業(yè)機(jī)器人發(fā)展至今,在工藝過程優(yōu)化、遠(yuǎn)程監(jiān)控、狀態(tài)分析和預(yù)測(cè)性維護(hù)等生產(chǎn)使用環(huán)節(jié)積累了大量的數(shù)據(jù)和規(guī)則,如何利用機(jī)器學(xué)習(xí)和云計(jì)算技術(shù)將這些海量數(shù)據(jù)、規(guī)則和知識(shí)形成機(jī)器人的智能服務(wù),成為工業(yè)機(jī)器人云平臺(tái)發(fā)展的必然要求(全生命周期的管理)。
機(jī)器人是靠近產(chǎn)線和數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的重要制造設(shè)備,也是融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用等核心能力的重要載體和平臺(tái)。在網(wǎng)絡(luò)的邊緣智能側(cè),機(jī)器人面向產(chǎn)線,就近提供邊緣智能服務(wù),滿足行業(yè)數(shù)字化敏捷連接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。
“工業(yè)4.0”時(shí)代,中國工業(yè)機(jī)器人如何破局?
這是國家領(lǐng)導(dǎo)人早已列入國家戰(zhàn)略層面考慮的問題。中國提出的“中國制造2025”計(jì)劃充分說明了如何破局。因?yàn)橹袊膰椴煌?,所以定位與德國的“工業(yè)4.0”有不同。“中國制造2025”提出創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本的發(fā)展戰(zhàn)略方針。德國則由制造強(qiáng)國向超級(jí)制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變,而中國則是要由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變邁進(jìn)。

如今“工業(yè)4.0”與“中國制造2025”成為社會(huì)各界廣泛熱議話題。近些年來,中國機(jī)器人行業(yè)在國家政策的大力扶植下,順勢(shì)而為地迅速發(fā)展;一直保持著35%的增長(zhǎng)率,遠(yuǎn)高于德國9%、韓國8%和日本6%。雖然,機(jī)器人是“工業(yè)4.0”*基礎(chǔ)的設(shè)施之一;但是目前,中國工業(yè)機(jī)器人的密度僅為30臺(tái)/萬人,相比發(fā)達(dá)國家的平均水平的相距甚遠(yuǎn),與工業(yè)自動(dòng)化程度較高的韓國(437臺(tái)/萬人)、日本(323臺(tái)/萬人)、德國(282臺(tái)/萬人)相比之下,差距更大。
不只是中國,機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展成為制造業(yè)的主要角色,機(jī)器換人緩解了工廠招工難的壓力,提升了工廠的生產(chǎn)效率,在現(xiàn)代制造業(yè)充當(dāng)不可或缺的角色。當(dāng)工業(yè)機(jī)器人遇到工業(yè)4.0,將會(huì)產(chǎn)生微妙的變化,一些機(jī)器人廠商開始利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、流程優(yōu)化等,將機(jī)器人的能力水平提升到了一個(gè)更高的級(jí)別。今天,我們正在迎來第四次工業(yè)革命,以信息技術(shù)為核心的工業(yè)4.0時(shí)代。