工業(yè)機(jī)器人邂逅人工智能：工業(yè)制造的新革命

隨著工業(yè)4.0的到來(lái)，工業(yè)制造注入轉(zhuǎn)型升級(jí)新活力。自動(dòng)化的引進(jìn)，加快了工業(yè)化進(jìn)程；工業(yè)機(jī)器人的引進(jìn)，則將改變世界工業(yè)制造的模式。那么人工智能將會(huì)帶來(lái)什么呢？或許是一場(chǎng)新的革命！

工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷程

對(duì)于工業(yè)機(jī)器人定義，可能很多人很陌生。工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器設(shè)備，它能夠按照程序指令自動(dòng)執(zhí)行工作，主要由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。

在工業(yè)制造的發(fā)展史上，主要有三個(gè)歷程。其一，手工生產(chǎn)制造；其二，自動(dòng)化介入的生產(chǎn)制造；其三，工業(yè)機(jī)器人介入的生產(chǎn)制造。至于未來(lái)，人工智能搭配工業(yè)機(jī)器人或?qū)⒊蔀楣I(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)制造的主力。

早期機(jī)器人的出現(xiàn)，是為了代替人工完成部分勞動(dòng)，隨著技術(shù)的改進(jìn)與發(fā)展，機(jī)器人由于可靠性高以及壽命長(zhǎng)的獨(dú)特之處逐漸被用于工業(yè)制造。在面對(duì)類(lèi)似流水線這種重復(fù)性很強(qiáng)的工作時(shí)，機(jī)器人相比人工勞動(dòng)力更高效，工作時(shí)長(zhǎng)可達(dá)七年之久，你可以晝夜不停使用它，在使用期內(nèi)幾乎不需要保養(yǎng)和維護(hù)，滿足自動(dòng)化生產(chǎn)制造需求。另外，機(jī)器人可編程設(shè)計(jì)，滿足了生產(chǎn)制造定制化需求。隨著人工智能等新技術(shù)的引入，機(jī)器人將變得更加智能化及自主化，極大地拓展了工業(yè)制造的模式及范疇。

國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀及趨勢(shì)

我國(guó)機(jī)器人研發(fā)之路稍晚于國(guó)外。20世紀(jì)70年代，在國(guó)家政策以及市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，部分企業(yè)開(kāi)始轉(zhuǎn)型進(jìn)入機(jī)器人領(lǐng)域，這也為我國(guó)后來(lái)機(jī)器人的發(fā)展奠定了穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)化進(jìn)程的加快，促使工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)蒸蒸日上。2013年至2016年之間，我國(guó)國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)售數(shù)量?jī)H一年便增長(zhǎng)31%左右，相比于國(guó)外機(jī)器人，增長(zhǎng)尤為明顯，其應(yīng)用更是延伸至醫(yī)療、汽車(chē)、教育以及科學(xué)考察等領(lǐng)域，提升了我國(guó)國(guó)民整體的生活品質(zhì)。

據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，2016年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)售量近8.5萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)23.9％。報(bào)告預(yù)估，2017年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量將超過(guò)10萬(wàn)臺(tái)，而全球機(jī)器人銷(xiāo)售量將超過(guò)45萬(wàn)臺(tái)，年均復(fù)合增長(zhǎng)率接近23％。

近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用于弧焊、電焊、噴涂、搬運(yùn)與上下料以及加工等方面。隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的成熟，其生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量也得到了很好的提升。

隨著智能化的發(fā)展，一些新技術(shù)也逐漸被用于機(jī)器人技術(shù)上，如：深度學(xué)習(xí)以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。據(jù)了解，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)乃是通過(guò)虛擬眼鏡進(jìn)入虛擬場(chǎng)景中，你可以在虛擬場(chǎng)景中自主搭建虛擬現(xiàn)實(shí)，通過(guò)手中的操縱桿去控制，目前這種技術(shù)仍在研發(fā)中。

對(duì)于深度學(xué)習(xí)，又該如何應(yīng)用到機(jī)器人技術(shù)上呢？對(duì)于機(jī)器人未來(lái)的發(fā)展，我們希望它能夠處理未知的環(huán)境與情況，并自動(dòng)解決所遇到問(wèn)題，尤其是數(shù)據(jù)與圖像處理?？梢酝ㄟ^(guò)傳感器，將信息搜集起來(lái)，然后把所有的數(shù)據(jù)整理好，借用GPU的能力來(lái)培訓(xùn)機(jī)器人，形成一個(gè)CN網(wǎng)絡(luò)，然后實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，讓機(jī)器人能夠在實(shí)時(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)不斷的學(xué)習(xí)與積累目標(biāo)，從而如同人類(lèi)一樣，具有深度學(xué)習(xí)的能力。

搭載著人工智能的快車(chē)，工業(yè)機(jī)器人+人工智能的發(fā)展方向成為國(guó)內(nèi)外機(jī)器人企業(yè)的共識(shí)，并且已經(jīng)有多家巨頭開(kāi)始加緊布局這一戰(zhàn)略方向。

ABB

2017年4月25日——ABB與IBM宣布進(jìn)行戰(zhàn)略合作，ABB行業(yè)領(lǐng)先的數(shù)字化解決方案ABB Ability與IBM Watson物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)知計(jì)算技術(shù)聯(lián)手布局電力、工業(yè)、交通和基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域。

眾所周知，IBM是人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)及不同垂直行業(yè)領(lǐng)域的專(zhuān)家。 ABB Ability與IBM將首先在工廠及智能電網(wǎng)兩個(gè)領(lǐng)域合作，提供實(shí)時(shí)認(rèn)知分析。

ABB和IBM將共同開(kāi)發(fā)，為用戶提供全新方式應(yīng)對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的各項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，例如加強(qiáng)質(zhì)量控制、減少故障停工時(shí)間、提升工業(yè)流程的速度和產(chǎn)量等。這些解決方案不僅具備現(xiàn)有互聯(lián)設(shè)備的數(shù)據(jù)收集功能，還將覆蓋利用數(shù)據(jù)進(jìn)行探測(cè)、分析并采取應(yīng)對(duì)措施的有認(rèn)知能力的工業(yè)設(shè)備，幫助工人消除無(wú)效流程和冗余工作。

此外，ABB和IBM將利用Watson人工智能通過(guò)實(shí)時(shí)產(chǎn)品圖像幫助用戶識(shí)別不合格產(chǎn)品。這些圖像由ABB系統(tǒng)捕獲后通過(guò)IBM Watson制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IoT for Manufacturing)進(jìn)行分析。

值得一提的是，ABB的協(xié)作機(jī)器人YUMi就大量運(yùn)用了人工智能技術(shù)，包括算法、深度學(xué)習(xí)、傳感器和拖動(dòng)示教等。

庫(kù)卡

2016年3月14日，在德國(guó)漢諾威舉辦的CeBIT大會(huì)上，庫(kù)卡與華為建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，并簽訂了合作備忘錄，將通過(guò)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、無(wú)線技術(shù)等方面的合作，共同推動(dòng)制造產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，幫助更多的客戶實(shí)現(xiàn)“智能制造”。

庫(kù)卡與華為建立新的合作伙伴關(guān)系，意味著雙方將重點(diǎn)研究在智能工廠環(huán)境中應(yīng)用蜂窩物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、無(wú)線和5G網(wǎng)絡(luò)，大數(shù)據(jù)解決方案，并部署華為的基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)解決方案，發(fā)展基于云托管的智能制造業(yè)務(wù)。

去年，美的與庫(kù)卡的結(jié)合，其中也牽涉到人工智能的布局。庫(kù)卡作為主體，幫助美的集團(tuán)在機(jī)器人本體生產(chǎn)、工業(yè)自動(dòng)化方案、系統(tǒng)集成、以及智能物流等領(lǐng)域全面布局。

在2017AWE開(kāi)幕前一天，庫(kù)卡CEO Till Reuter在發(fā)布會(huì)上表示，人工智能(AI)也將是美的與庫(kù)卡合力推進(jìn)的方向，庫(kù)卡在B2B領(lǐng)域和美的在B2C領(lǐng)域剛好可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

美的借助遠(yuǎn)程連線展現(xiàn)了一座“智能工廠”的真實(shí)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化、生產(chǎn)透明化、物流智能化、管理移動(dòng)化、決策數(shù)據(jù)化。

發(fā)那科

去年的上海工博會(huì)上，發(fā)那科與思科、羅克韋爾自動(dòng)化，共同為 FIELD system 進(jìn)行中國(guó)區(qū)的合作發(fā)布，實(shí)現(xiàn)工廠中設(shè)備的智能互聯(lián)，推動(dòng)智能制造的發(fā)展。

FIELD system 能為用戶和應(yīng)用開(kāi)發(fā)者提供先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能功能并將制造業(yè)引入到生產(chǎn)力和效率的新高度。目前，發(fā)那科已將這些新技術(shù)應(yīng)用于機(jī)器人散堆拾取、生產(chǎn)異常檢測(cè)和故障預(yù)測(cè)。

FIELD system 結(jié)合了人工智能和尖端計(jì)算機(jī)技術(shù)使分布式學(xué)習(xí)成為可能。機(jī)器人和設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上被實(shí)時(shí)的進(jìn)行處理，這也使各種設(shè)備之間能更智能的進(jìn)行協(xié)調(diào)生產(chǎn)，令原來(lái)難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜生產(chǎn)協(xié)調(diào)成為可能。

發(fā)那科與思科共同開(kāi)發(fā)了“零停機(jī)時(shí)間”(Zero Down Time，簡(jiǎn)稱(chēng)ZDT)解決方案，ZDT利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)防止不在預(yù)期中的停機(jī)發(fā)生。

該方案通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可監(jiān)管工廠廠房每一個(gè)機(jī)器人，并且預(yù)測(cè)機(jī)器人異常狀況，在機(jī)器人出現(xiàn)問(wèn)題以前先加派技術(shù)人員進(jìn)行維修作業(yè)。這樣便可在發(fā)生故障之前采取應(yīng)對(duì)措施，從而減少停機(jī)時(shí)間并提高效率、降低成本。

微鏈WETHINK：當(dāng)機(jī)器人擁有慧眼，柔性生產(chǎn)成為可能

3D視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)是微鏈機(jī)器人感知世界的另一大重要途徑，讓機(jī)器人可以看到工作環(huán)境的變化，根據(jù)新型的生產(chǎn)需求迅速做出調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)“剛性生產(chǎn)”到“柔性制造”的轉(zhuǎn)變。

“以往的生產(chǎn)都是剛性的，例如工廠接到訂單做iPhone 6，那么生產(chǎn)線及所有配套設(shè)備都是按照iPhone 6來(lái)布置的，如果要改做iPhone X，產(chǎn)線就要作出巨大調(diào)整。”

“但如果機(jī)器人有了3D視覺(jué)系統(tǒng)，只需重新識(shí)別生產(chǎn)環(huán)境及工件，通過(guò)后臺(tái)系統(tǒng)調(diào)整，機(jī)器人最快一天的時(shí)間就能認(rèn)知到新的產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)模式，很快投入到轉(zhuǎn)產(chǎn)的工作中去?！睆堄钆e例說(shuō)道，柔性生產(chǎn)大大縮短了調(diào)整產(chǎn)線的周期，同時(shí)也降低了投入成本。

△WETHINK認(rèn)知機(jī)器人

“傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人只會(huì)模擬人類(lèi)定點(diǎn)、定位、定時(shí)地做一些標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)作，并不具備任何智慧，而擁有認(rèn)知能力的機(jī)器人能夠根據(jù)看到的圖像反饋，像人類(lèi)一樣做判斷?！睆堄罡嬖V記者，認(rèn)知操作系統(tǒng)是微鏈科技的技術(shù)核心，與視覺(jué)、觸覺(jué)等感知系統(tǒng)是相輔相成的。

除了會(huì)思考判斷外，這個(gè)“大腦”還具備學(xué)習(xí)能力，通過(guò)及時(shí)采集機(jī)器人的工作數(shù)據(jù)，形成大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，隨著收集的信息越來(lái)越豐富，機(jī)器人也會(huì)不斷進(jìn)步和升級(jí)。

△通過(guò)微鏈智能設(shè)備采集儀

此外，同一工作環(huán)境下的機(jī)器人都通過(guò)后臺(tái)的認(rèn)知系統(tǒng)相互連接，使兩個(gè)甚至多個(gè)機(jī)器臂可以協(xié)作完成更復(fù)雜的任務(wù)。

結(jié)語(yǔ)

如果說(shuō)工業(yè)機(jī)器人與人工智能相識(shí)是一場(chǎng)偶遇，那么未來(lái)兩者的結(jié)合將成為必然之勢(shì)。對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，唯有不畏過(guò)往，勇于創(chuàng)新，方能走的更遠(yuǎn)。我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人正處于增長(zhǎng)之勢(shì)，與人工智能等新技術(shù)融合，將使得機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迎來(lái)新革新！