甘中學(xué) 原ABB機(jī)器人首席科學(xué)家 寧波智能制造產(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)
我個(gè)人認(rèn)為，現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人還不能叫智能工業(yè)機(jī)器人，我起的名字叫柔性工業(yè)機(jī)器人，擁有計(jì)算智能。下一站我們說的智能工業(yè)機(jī)器人是感知智能，通過感知外界的環(huán)境，反饋回來進(jìn)行控制；第三步是認(rèn)知群智，這個(gè)時(shí)候我們能夠走向智慧工業(yè)機(jī)器人。
我個(gè)人認(rèn)為，現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人還不能叫智能工業(yè)機(jī)器人，我起的名字叫柔性工業(yè)機(jī)器人，擁有計(jì)算智能。下一站我們說的智能工業(yè)機(jī)器人是感知智能，通過感知外界的環(huán)境，反饋回來進(jìn)行控制；第三步是認(rèn)知群智，這個(gè)時(shí)候我們能夠走向智慧工業(yè)機(jī)器人。
國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀，簡(jiǎn)單用四句話來說，就是需求旺盛、產(chǎn)業(yè)過熱、盲目跟隨、無序發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)大概有4000家機(jī)器人企業(yè)，2000家做集成，2000家做機(jī)器人本體，但全世界做了40年，也就5家比較知名的。我覺得，大概90%或者被并購，或者消亡。我們可以預(yù)測(cè)，傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展過熱導(dǎo)致無序發(fā)展，會(huì)造成行業(yè)的重新洗牌；傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的核心部件的發(fā)展前途，將改變傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的價(jià)格格局；傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的集成商，如果能乘工業(yè)4.0的臺(tái)風(fēng)，將變成個(gè)性化制造的生力軍。
質(zhì)量強(qiáng)國(guó)，潛心做好柔性工業(yè)機(jī)器人
現(xiàn)在的機(jī)器“人”是作為工具，而不是“人”，半開環(huán)：靠機(jī)械、電子硬件的控制精度來保證整個(gè)機(jī)器的精度。所以，做好柔性自動(dòng)化機(jī)器的關(guān)鍵是，需要有高速度、高精度、高可靠、輕型化的核心零部件，主要包括伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、減速機(jī)、控制器、示教器，與國(guó)外仍有差距。
國(guó)外機(jī)器人在國(guó)內(nèi)仍然占主導(dǎo)地位，我們?yōu)槭裁锤鷩?guó)外有差距呢？機(jī)器人控制的關(guān)鍵在每個(gè)關(guān)節(jié)的電機(jī)，電機(jī)的背后是編碼器，反饋回來，來控制它誤差，所以在電機(jī)內(nèi)如果有誤差，是可以克服的。電機(jī)后面是RV齒輪或諧波減速器，再到末端執(zhí)行器，這段誤差沒有在控制器之內(nèi)。所以說我們要做好機(jī)器人，第一要做好電機(jī)和控制器，完成反饋部分的誤差矯正，再做完外頭RV齒輪，諧波齒輪，，再加末端執(zhí)行誤差的標(biāo)的，在這種半開環(huán)狀態(tài)下，只有把RV齒輪精度提升，才有可能讓機(jī)器人的精確。由于我們中國(guó)在加工制造上，工藝水平和控制水平有限，所以在這方面，讓日本和德國(guó)在搶我們的市場(chǎng)。所以說如果我們按照這個(gè)思路做工業(yè)機(jī)器人，必須做好幾件事，第一件是RV齒輪、諧波齒輪和末端執(zhí)行器做好，第二個(gè)是要把伺服電機(jī)做好，最重要的要把控制器做好。這些做不好，我們國(guó)內(nèi)的機(jī)器人，想跟國(guó)外的PK，很難的。
這是我說的第一條路，而且是大部分機(jī)器人都在走的一條路。對(duì)于這條路來講，我們只能踏踏實(shí)實(shí)的，潛心做下來，把我們的核心元件做好，把集成做好，跟隨國(guó)外，學(xué)習(xí)德國(guó)和日本的工匠精神。
在這里，我想給做工業(yè)機(jī)器人的人提點(diǎn)建議，凡是已經(jīng)開始做工業(yè)機(jī)器人的，已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的，就把你現(xiàn)在的產(chǎn)品做好，然后根據(jù)你的秉性做你能做的應(yīng)用。機(jī)器人的應(yīng)用很寬泛，做不了精密的，可以做粗活，但是一定要保證系統(tǒng)的一致性穩(wěn)定性可靠性。
另辟蹊徑，高屋建瓴開發(fā)智能工業(yè)機(jī)器人
對(duì)于智能機(jī)器人，他應(yīng)該按照人的工作原理來做這件事。世界上最精密的手表是手工加工出來的。人用眼睛和手去調(diào)整，有一個(gè)智能反饋圈，一邊做一邊看，可以調(diào)整位置，調(diào)整工件位置，調(diào)整工具位置，然后通過眼睛進(jìn)行反饋，這樣一個(gè)智能循環(huán)，再通過大腦的判斷來做。這是人做工的方式，但是現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人沒有按照這個(gè)去做，按照機(jī)器去做。增加機(jī)器的智能，可以減少對(duì)零部件精度的依賴，還可以減少外來環(huán)境干擾帶來的誤差。所以，仿造人做工作的智能原理去做機(jī)器人，這才叫最基本的工業(yè)智能機(jī)器人，現(xiàn)在美國(guó)的BAXTER、丹麥的UR都是遵照人工作原理做的機(jī)器人，是新型工業(yè)機(jī)器人。國(guó)內(nèi)還沒有人完全按照這個(gè)思路做，但有的企業(yè)已經(jīng)在嘗試，比如新松。
機(jī)器人的末端加視覺傳感器，加力傳感器，通過力和視覺傳感器，對(duì)工件之間的工作狀況一直在做反饋，通過控制器形成閉環(huán)，這叫第一個(gè)閉環(huán)，這叫智能閉環(huán)。第二個(gè)閉環(huán)是人觀察機(jī)器的變動(dòng)，當(dāng)有任何誤差的時(shí)候，人再把我們的智能輸進(jìn)去，來改變他的控制設(shè)備，這是第二個(gè)閉環(huán)。智能工業(yè)機(jī)器人，一定是由兩個(gè)智能循環(huán)形成的基本回路，才能稱得上是最基本的智能機(jī)器人。除了兩個(gè)基本回路，現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人，還缺少大腦、視覺、聽說和觸覺。一旦有了雙臂雙手和大腦，就會(huì)改變現(xiàn)在流水線的工業(yè)狀況，可以做環(huán)形工作島，目前，特斯拉就是這樣做。3D視覺也是智能工業(yè)機(jī)器人的必要條件，工業(yè)界來講，視覺占80%得信息反饋。
開辟新賽場(chǎng)，占領(lǐng)智慧機(jī)器人技術(shù)制高點(diǎn)
一個(gè)工廠，一個(gè)社區(qū)一個(gè)車間，總是由人群組成的，人群的個(gè)人的智慧給了機(jī)器人還不行，應(yīng)該把群體的智慧給機(jī)器人，這時(shí)候機(jī)器人才更強(qiáng)大。根據(jù)這個(gè)原理，智能機(jī)器人是仿個(gè)人，而智慧機(jī)器人是仿人群。通過群智網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)，把不同的機(jī)器和人群連接起來就形成智慧機(jī)器人。所以說，我們應(yīng)該從智能機(jī)器人過度到智慧機(jī)器人，既要有群智網(wǎng)絡(luò)，即是機(jī)器間的群智網(wǎng)絡(luò)，也是人的群智網(wǎng)絡(luò)，也可以是機(jī)器與人的群智網(wǎng)絡(luò)。
智慧工業(yè)機(jī)器人形成群智的方式，可以參照我們工廠的層級(jí)，如員工、管理人員、廠長(zhǎng)等。類腦的智能層級(jí)涌現(xiàn)，有仿大腦的決策機(jī)器人，也就是廠長(zhǎng)機(jī)器人；仿中樞和小腦的管理機(jī)器人；神經(jīng)末梢的泛在機(jī)器人，也就是員工機(jī)器人。不同的機(jī)器人有不同的智能，這種分布式智能，通過群智網(wǎng)絡(luò)集成起來，就可以形成一個(gè)智慧機(jī)器人群體，就能為工業(yè)4.0提供更好的智能裝備。
智慧工業(yè)機(jī)器人在中國(guó)制造2025中的作用
一旦我們有了智慧型機(jī)器人，就有了分布式的智能網(wǎng)絡(luò)，這樣我們就可以在中國(guó)制造2025中向工業(yè)4.0邁進(jìn)�，F(xiàn)在的工業(yè)自動(dòng)化流程，基本上是按照第二次世界大戰(zhàn)亨利•福特發(fā)明的汽車流水線發(fā)展而來。而現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入個(gè)性化生產(chǎn)時(shí)代，流水線的生產(chǎn)方式已經(jīng)不適應(yīng)，而我們用這種分布式的智能網(wǎng)絡(luò)就能做。一個(gè)機(jī)器人本身就能完備地做自己的工作，完全是自主式的，中間沒有任何連接，只有你告訴他怎么連他就怎么連，這樣就能把原來的集中制生產(chǎn)變成個(gè)性化的柔性化生產(chǎn)�，F(xiàn)在特斯拉就在這樣做，由過去的流水線變成一個(gè)環(huán)形機(jī)器人加工島，島與島之間，用AGV或者無人機(jī)連接起來，這樣工廠，一個(gè)機(jī)器人干的事，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不像過去流水線。我們稱為信息時(shí)代的亨利•福特的環(huán)形生產(chǎn)線。
總結(jié)一下，做工業(yè)機(jī)器人，如果你還是按照目前的方法做機(jī)器人，就真正踏踏實(shí)實(shí)地把質(zhì)量做好，才能趕上國(guó)外，才能贏得市場(chǎng)，我認(rèn)為這是一種傳統(tǒng)的做法。新的方法就是把智能加進(jìn)去，用智能循環(huán)來代替各個(gè)核心原件的精度；第三個(gè)具有分布式智能的智慧機(jī)器人，這是機(jī)器人不同層級(jí)有不同智慧，機(jī)器人本身應(yīng)該是一個(gè)群體的工作過程，一旦真正做到的話，我們認(rèn)為能夠改變現(xiàn)在的流水線的自動(dòng)生產(chǎn)方式，會(huì)產(chǎn)生新的生產(chǎn)方式，也會(huì)產(chǎn)生新的組織架構(gòu)。
國(guó)內(nèi)已經(jīng)踏入工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的，千萬不要有病亂投醫(yī)。做工業(yè)機(jī)器人的人，一定要分清想采取什么策略，跟隨策略，還是跳躍，采用智能的新的路徑，還是更高的智慧，不管哪條路徑，想好后，一定要堅(jiān)持下去，才能成功�，F(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人還不一樣，現(xiàn)在已經(jīng)是紅海了。
