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智能制造中机器人承担新的角色

2017-9-12 15:51:35

      如今,机器人在擅长的那些应用范畴帮助提升它们的普及度,即重复性的大量生产活动。随着用机器人自动化任务的成本和复杂度的降低,那些已经在使用机器人的公司很可能将会更多地使用它们。然而,未来5年到10年,预计机器人在技术和经济层面均可行的任务种类将会出现根本性的变化。以下是部分案例。
      1、低量生产
      编程快速轻松的设备的内在弹性,将会大大减少机器人为符合成本效益所需重复的特定任务的次数。这将会降低产量门槛,让机器人成为年产量以数十或数百而非数千或者数十万来计的细分任务经济可行的选择。它也将让机器人成为小批量生产和产品组合差异性很大的公司的可行选择。例如,现在用于航空航天的柔性履带产品能够利用指引其运作的视觉系统在机身上“爬行”。这种低量生产自动化带来的成本节约将会让各种不同类型的企业组织受益:小企业将能够首次用上机器人技术,大企业可提升其产品组合的多样性。
      新兴技术可能也将进一步简化机器人编程过程。例如,通过一系列的移动来指引教导机器人的做法已经颇为常见,但快速发展的语音识别技术意味着,不久以后给它们发出语音指导也将成为可能。
      2、高度可变的任务
      人工智能和传感器技术的进展,将会让机器人能够应对任务间更大的多变性。这种因应所在环境的变化来调整行动的能力,将会给一些领域带来自动化的机会,比如高可变性的农产品的处理。在日本,实验已经证明,借助立体影像系统来识别水果的位置和评估它的成熟度,机器人能够将采集草莓所需的时间最多削减40%。
      这些能力也将会驱动各个行业领域的质量提升。机器人将能够在生产期间弥补潜在的质量问题。相关案例包括:根据两个部件之间的尺寸差异调整用于装配它们的力度,或者选择和结合尺寸不同的部件来实现合适的成品尺寸。
      机器人生成的数据和更好地利用它们的先进分析技术,也将会有助于理解决定产品质量的根本因素。例如,如果装配期间高于正常水平的扭矩要求,被发现与未成熟产品故障有关,那在生产期间就能够调整制造程序来检测和修复这类问题。
      3、复杂的任务
      如今的通用机器人在控制它们的移动上能够精确到0.1毫米,机器人当前配置的重复精准度则达到0.02毫米。未来的机器人可能将会提供更高的精准度。这种能力让它们能够参与日益精细的任务,比如穿针或者装配高度复杂的电子设备。机器人也在变得更有协同性,现有的控制器能够同时驱动数十个轴线,让多台机器人共同进行同一项任务。
      最后,先进的传感器技术和分析来自那些传感器的数据所需的计算能力,将会让机器人能够承担之前需要高技能技工来完成的任务,比如切割宝石。这些技术甚至可能允许展开目前完全无法展开的活动:例如,在它们被用于弥补底层材料的偏差,或者在结构表面“绘制”电子电路的时候,实时调整涂料的厚度或者成分。
      4、与人类共事
      企业还将拥有多得多的自由余地去决定用机器人自动化哪些任务,决定哪些任务人工手动进行。先进的安全系统意味着机器人能够在人类同事旁边承担起新的岗位。如果传感器显示存在与操作员发生碰撞的风险,机器人会自动减慢速度或者改变路径来避免碰撞。这种技术可让机器人用于原本手动的装配线上的个体任务。安全栏和联动装置的移除意味着运营成本会降低,对于小公司来说是一大利好。能够将机器人和人工共事,在二者之间重新分配任务,也有助于提升生产力,因为它可让企业因应需求的波动重新平衡生产线。
      机器人能够在人类身边安全运作,也将为环境严格受控的工厂车间以外的应用打下基础。在线零售商和物流公司已经在它们的仓库里采用各种形式的机器人自动化技术。不过,试想一下,如果车载机器人能够在物流配送车辆中预先分类整理好包裹,那会给包裹配送员带来多大的效率提升。
      5、灵活的生产系统
      自动化系统正在变得越来越灵活,越来越智能,能够自动调整它们的行为来最大化产能,或者最小化每单位成本。用于饮料填充和包装线的专家系统能够自动调整整个生产线的速度,来适应任何属于特定生产批次的关键制约环节的活动。在自动化生产中,专家系统能够自动对生产线速度作出小幅的调整,进而提升单独加工线的综合平衡,最大化整个制造系统的效率。

 

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