今年兩會期間,“互聯網+”成為大眾議論的熱詞,李克強總理在今年“兩會”政府工作報告中提出要制定“互聯網+”行動計劃,推動移動互聯網、云計算、大數據、物聯網等與現代制造業結合,機器人產業在《中共中央國務院關于深化體制機制改革加快實施創新驅動發展戰略的若干意見》中被確定為十大重點發展領域之一。我國制造的優勢部分得利于人口紅利,當人力成本優勢逐漸喪失、制造業部分外流至東南亞部分甚至印度等國家之時,巨大的產業工人隊伍面對機器人技術卻可能變為“劣勢”。互聯網技術如何改造傳統制造業?工業機器人在提振、幫扶傳統制造業轉型升級的過程中,如何更好地挖掘其技術潛力?尋找“互聯網+”概念與機器人在升級改造傳統制造業過程中的“中國式”契合點,促使我國工業轉型升級過程走出一條比單純的“機器換人”更好的路徑,打造出一條同時利用產業工人和機器人技術雙重優勢,并且符合中國國情的“人機協作”之路,值得思考。
美國Rethink和瑞典ABB公司分別于2014年9月和今年3月先后推出最新一代具備“人機協作”能力的機器人,機器人和工人之間除了“替換”多了“協作”的新選項。國際標準化組織將“人機協作”定義為,機器人與工人在一定的工作區域范圍內為達成任務目標而進行的直接合作行為,機器人從事精確度高、重復性強的工作,人在機器人的輔助下做更有創造性的工作。而物聯網技術、移動互聯網、云計算、大數據等互聯網技術深度應用于人機協作過程中,有助于探索并發掘出人機協作過程中的更多反饋結果,發現人機協作過程中的不足,優化制造生產效能,推進“人機協作”理念邁向更高級層次。
“人機協作”所表達的意圖十分淺顯,機器人從事精度和重復高性高的作業流程,工人在其輔助下進行創意性工作,然而如何更加科學合理的優化這一過程,讓整個生產制造過程更加智能和諧,傳統的制造流程優化手段已經幾乎觸及天花板。應用物聯網技術,使用多種傳感器量化人機協作過程中的各種變量,分析之后再通過物聯網手段反饋給生產流程中的工人和機器。富士康公司號稱在2014年底完成“百萬機器人”計劃,然而至今機器人使用數量也僅在十萬左右,距當初宣稱的目標相差巨大。一個重要的原因,就是冰冷的機器人對3C產業中復雜的零配件適應性不強,一旦出現次品,整條機器人生產線都會被迫停車并需要技術工人進行問題查找和參數調整,機器人反而不如傳統產業工人工來得靈活。這是機器人缺乏與工人進行互動和協作的必要手段造成的,如果每個機器人都通過物聯網連為一體,一臺機器人遇到的技術問題,將會實時反饋給管理人員并且經過分析后將解決方案回饋給機器人整體,大量機器人與3C產業工人在協同中產生的數據,將為生產流程的優化提供第一手資料。
日本機器人技術一直走在世界前列,并大力度推進下一代信息通信技術的深度在機器人產業中的應用,促進人類與機器人和其他機器進行更高等級的協同作業。日本富士通公司相信工業制造過程中任何數據都是相聯系的,其利用物聯網技術監控人機協作的整個流程,設計規范了不同機器人之間、機器人與工人之間溝通的“語言”,并實時傳輸該過程中產生的包括組件特性和濕度等要素在內的各種狀態數據,有力促進了生產流程的自動化、智能化和協同化。并且作為重要的制造業公司,富士通還將這一人機協作及物聯網技術與其他機器人公司合作開發,力圖為制造業企業打造一整套人機協作的監控及優化方案,助力制造業企業加速機器人部署、深化人機協作的應用。
不同機器人之間、機器人與工人之間“會話”產生了大量的原始數據,而云計算對這些原始大數據的歸類、分析、整理挖掘能力,借由物聯網技術作為傳輸和反饋媒介,收集并將結果返回到人機協作的實時過程之中,迅速優化生產制造流程,為實現智能制造、個性化制造提供技術有力支撐。
人機協作過程中產生的原始數據可以分為兩種主要類型,一種是協作過程中的主動數據,比如工人在何時做某個零件放到了何處,機器人某個動作持續的時長,這些屬于基礎協作數據;另一種是被動數據,比如工人某個無意識的行為習慣動作發生的頻率,機器人在不同工人行為的影響下的運作效率等,這些數據更為隱蔽且容易被忽視。然而通過實時彼此互聯的不同傳感器組成的物聯網,這些數據都被迅速收集,并且當數據達到一定數量時,就可通過數據挖掘和強勁的計算能力對從這些數據中分析出某種“模式”,看似簡單的人機協作,也會在大數據的分析之下,得到某些之前無法察覺的結果,從而進一步更新優化整個人機協作流程,提高制造生產效率。