導(dǎo)讀

工業(yè)機(jī)器人的普遍應(yīng)用促進(jìn)了制造業(yè)的快速發(fā)展，然而隨著制造業(yè)走向智能制造，工業(yè)機(jī)器人的傳統(tǒng)應(yīng)用方式已經(jīng)無(wú)法滿足智能制造的自感知、柔性化、高速度、定制化的核心要求。本文從智能制造的需求模式出發(fā)，分析了工業(yè)機(jī)器人在智能制造時(shí)代的應(yīng)用趨勢(shì)，并以在泰國(guó)某汽車零部件制造業(yè)企業(yè)的工業(yè)機(jī)器人智能化應(yīng)用為例，詳細(xì)介紹了工業(yè)機(jī)器人智能化應(yīng)用的方法和效果，為智能制造時(shí)代工業(yè)機(jī)器人的智能化應(yīng)用提供參考。

01前言

工業(yè)機(jī)器人也稱作機(jī)械臂，最早是用來(lái)代替人類的勞動(dòng)而研發(fā)應(yīng)用的。隨著制造業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展，人們對(duì)制造業(yè)效率和人機(jī)工程等逐漸具有越來(lái)越高的要求，因此機(jī)器人在制造業(yè)開(kāi)始大范圍應(yīng)用。近年來(lái)，國(guó)家不斷完善發(fā)展智能制造的產(chǎn)業(yè)政策，加快推進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)的智能轉(zhuǎn)型，鼓勵(lì)支持工業(yè)企業(yè)向智能化方向發(fā)展。《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》提出，“到2025年，制造業(yè)機(jī)器人密度較2020年實(shí)現(xiàn)翻番，服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用深度和廣度顯著提升，聚焦10大應(yīng)用重點(diǎn)領(lǐng)域，突破100種以上機(jī)器人創(chuàng)新應(yīng)用技術(shù)及解決方案，推廣200個(gè)以上具有較高技術(shù)水平、創(chuàng)新應(yīng)用模式和顯著應(yīng)用成效的機(jī)器人典型應(yīng)用場(chǎng)景，全方位支持機(jī)器人行業(yè)發(fā)展”。工業(yè)機(jī)器人的傳統(tǒng)應(yīng)用方式，基本都是在固定程序控制下完成點(diǎn)到點(diǎn)的經(jīng)過(guò)示教的固定動(dòng)作，比如拾取、搬運(yùn)、涂膠、機(jī)械加工等固定軌跡作業(yè)，無(wú)法擺脫既定程序的控制，去自主探索未知環(huán)境下的作業(yè)流程。而基于工業(yè)4.0目標(biāo)的智能制造，則對(duì)工業(yè)機(jī)器人的能力發(fā)出了新的挑戰(zhàn)，需要工業(yè)機(jī)器人從傳統(tǒng)的應(yīng)用模式發(fā)展為智能化的應(yīng)用模式。

02智能制造

2.1 智能制造與工業(yè)機(jī)器人

近年來(lái)，工業(yè)4.0概念的提出，引發(fā)了制造業(yè)制造模式的大討論和大變革，人們的認(rèn)識(shí)由精益生產(chǎn)向智能化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，隨之而來(lái)的“智能制造”成為這個(gè)時(shí)代的熱詞。根據(jù)國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)和中國(guó)工程院戰(zhàn)略咨詢中心出版的《智能制造》定義，智能制造是基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等功能的先進(jìn)制造過(guò)程、系統(tǒng)與模式的總稱 。因此，智能制造下的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用過(guò)程需要達(dá)到自感知、柔性化、高速度、定制化的核心要求，通過(guò)傳感器技術(shù)及智能化的運(yùn)算控制技術(shù)，使得機(jī)器人具備主動(dòng)獲取外界信息并主動(dòng)分析、運(yùn)動(dòng)控制的能力，增強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人對(duì)環(huán)境的主動(dòng)適應(yīng)和擺脫未知環(huán)境對(duì)其作業(yè)的制約。

2.2 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)狀

根據(jù)相關(guān)研究資料表明，目前我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)，且市場(chǎng)規(guī)模仍處于較快增長(zhǎng)的階段。然而，雖然我國(guó)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)巨大，但目前多數(shù)應(yīng)用還停留在低端的基本階段，主要是替代人力的簡(jiǎn)單機(jī)械操作，完成簡(jiǎn)單的點(diǎn)到點(diǎn)的基本作業(yè)任務(wù)。這種現(xiàn)象主要受到以下幾個(gè)因素的影響：

1）成本考慮。初始投資成本對(duì)于許多中國(guó)企業(yè)仍然是一個(gè)關(guān)鍵的考慮因素。對(duì)于大多數(shù)的中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，相對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)器人應(yīng)用可以解決企業(yè)的某些主要問(wèn)題，并且其投入成本相對(duì)較低，企業(yè)可以更快地實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)，所以更容易被企業(yè)所接受。

2）技術(shù)水平。盡管中國(guó)在制造業(yè)方面取得了巨大的進(jìn)步，但在高端智能制造和機(jī)器人技術(shù)方面與世界先進(jìn)國(guó)家仍有差距。許多企業(yè)面臨配套技術(shù)升級(jí)和人才培養(yǎng)的挑戰(zhàn)，導(dǎo)致在智能化應(yīng)用上進(jìn)展較慢。

3）市場(chǎng)需求。目前市場(chǎng)上對(duì)于簡(jiǎn)單機(jī)械化應(yīng)用的需求仍然較大，因?yàn)檫@些應(yīng)用可以快速提高生產(chǎn)效率，滿足大多數(shù)企業(yè)當(dāng)前的生產(chǎn)需求，同時(shí)能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)成本回收。另一方面，對(duì)于大多數(shù)企業(yè)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前的生產(chǎn)模式還沒(méi)有展示出對(duì)未來(lái)發(fā)展的制約，因此企業(yè)更愿意先投資于這些低端應(yīng)用。

2.3 智能制造時(shí)代工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用趨勢(shì)

在當(dāng)前全球產(chǎn)業(yè)鏈和國(guó)際分工重構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)下，通過(guò)智能制造提高制造業(yè)水平、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力已經(jīng)是新時(shí)代企業(yè)發(fā)展的必然途徑。隨著技術(shù)水平的提升和市場(chǎng)需求的不斷演變，智能化應(yīng)用將成為我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1）技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)。我國(guó)一直在致力于技術(shù)創(chuàng)新，尤其在人工智能、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域。這種技術(shù)進(jìn)步為工業(yè)機(jī)器人提供了更多的智能化和自主性，使其能夠適應(yīng)更為復(fù)雜和變化多樣的生產(chǎn)環(huán)境。

2）政府政策引導(dǎo)。我國(guó)政府一直在支持智能制造和工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。通過(guò)一系列政策引導(dǎo)和激勵(lì)措施，政府鼓勵(lì)企業(yè)投資于智能化技術(shù)，提高產(chǎn)業(yè)化水平，增強(qiáng)制造業(yè)實(shí)力，鼓勵(lì)企業(yè)由“制造”向“智造”轉(zhuǎn)變。

3）市場(chǎng)需求變化。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和勞動(dòng)力成本的不斷提高，企業(yè)對(duì)提高生產(chǎn)效率和增加工業(yè)機(jī)器人利用率的需求也在增加。智能化應(yīng)用能夠更好地滿足這些需求，從而在市場(chǎng)上獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

4）產(chǎn)業(yè)升級(jí)需求。中國(guó)制造業(yè)正在經(jīng)歷從傳統(tǒng)制造向智能制造的升級(jí)過(guò)程，整個(gè)制造業(yè)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、售后、管理和服務(wù)模式都在發(fā)生變化。這意味著企業(yè)需要更靈活、更智能的生產(chǎn)方式，因此推動(dòng)了對(duì)工業(yè)機(jī)器人智能化應(yīng)用的需求。

5）國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)需要。中國(guó)企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上越來(lái)越活躍，而國(guó)際客戶已經(jīng)不再單純的滿足于傳統(tǒng)生產(chǎn)模式和服務(wù)模式，所以為了在全球競(jìng)爭(zhēng)中保持競(jìng)爭(zhēng)力，必須加大對(duì)智能化技術(shù)的研究與應(yīng)用。

綜合來(lái)看，雖然目前我國(guó)工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用于低端的基本服務(wù)，但是隨著智能制造時(shí)代的到來(lái)，智能化應(yīng)用將逐漸成為中國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的主流方向。這對(duì)于提高制造業(yè)水平、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和提高全球競(jìng)爭(zhēng)力都具有積極的影響。

03基于智能制造的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實(shí)踐

3.1 企業(yè)設(shè)備智能化應(yīng)用的規(guī)劃原則

企業(yè)發(fā)展的根本目的是盈利，而智能制造是讓企業(yè)在新發(fā)展時(shí)代實(shí)現(xiàn)盈利的途徑。各個(gè)企業(yè)的基本情況和發(fā)展目標(biāo)不同，因此智能制造在各個(gè)企業(yè)的實(shí)踐方式也是不相同的，每個(gè)企業(yè)需要根據(jù)自身的發(fā)展模式去建設(shè)符合自身的智能制造系統(tǒng)。但是，在企業(yè)盈利目標(biāo)一致的前提下，所有企業(yè)的智能制造發(fā)展根本要求是一致的，即以降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率和重塑管理方式為智能制造發(fā)展的核心價(jià)值。

1）降低生產(chǎn)成本。通過(guò)引入自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化技術(shù)和裝備，可以降低人力成本、減少資源浪費(fèi)，提高資源利用效率。還可以通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，降低能源消耗和原材料浪費(fèi)，進(jìn)一步降低總體生產(chǎn)成本。

2）提高生產(chǎn)效率。通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G、云端和大數(shù)據(jù)分析，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和快速響應(yīng)，這有助于減少生產(chǎn)中的錯(cuò)誤和停工時(shí)間，提高設(shè)備利用率，從而增加生產(chǎn)效率。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度也可以更加精準(zhǔn)，確保生產(chǎn)能夠及時(shí)響應(yīng)訂單需求，提高交貨速度。

3）重塑管理方式。智能制造不僅是技術(shù)的應(yīng)用，還需要相應(yīng)的管理體系來(lái)支持。傳統(tǒng)的管理方式可能無(wú)法充分發(fā)揮智能制造的優(yōu)勢(shì)，因此需要重新思考和調(diào)整管理模式。智能制造可以推動(dòng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策，提高管理的科學(xué)性和靈活性。

3.2 工業(yè)機(jī)器人智能化實(shí)踐背景

隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，特別是新能源汽車開(kāi)始登陸泰國(guó)，位于泰國(guó)羅勇府東海岸經(jīng)濟(jì)工業(yè)區(qū)的某車軸加工企業(yè)獲取的訂單在逐漸增多，但是這些訂單來(lái)自于不同的車企，訂單的產(chǎn)品規(guī)格、數(shù)量、交付周期等不盡相同，因此新的生產(chǎn)需求需要該企業(yè)改變以往的傳統(tǒng)人工主導(dǎo)生產(chǎn)模式，來(lái)滿足不斷增長(zhǎng)的訂單及生產(chǎn)任務(wù)的需求。基于此，該企業(yè)計(jì)劃試點(diǎn)增加一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人及管理系統(tǒng)，用來(lái)解決主要的瓶頸問(wèn)題。

1）建立一套管理系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的“傳紙條”式的信息傳遞方式。該企業(yè)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下，是通過(guò)人工填寫(xiě)生產(chǎn)任務(wù)單、記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)等紙質(zhì)表格的方式完成所有數(shù)據(jù)的傳遞與反饋，該方式效率低、容易出錯(cuò)，不能滿足目前的生產(chǎn)任務(wù)要求。

2）增加一套工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)序狀態(tài)零部件的自動(dòng)上料。該企業(yè)零部件原材料是無(wú)序的堆疊在料筐里面，而且型號(hào)種類繁多。傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下，工人通過(guò)料筐中的表格來(lái)確認(rèn)產(chǎn)品型號(hào)，并人工手動(dòng)搬運(yùn)零部件實(shí)現(xiàn)上料，勞動(dòng)強(qiáng)度大，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，特別是在大產(chǎn)量的生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，往往需要 24 小時(shí)連續(xù)作業(yè)，該工位嚴(yán)重制約整條產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。

3）該企業(yè)生產(chǎn)車間老舊，配套的硬件設(shè)施比較陳舊，生產(chǎn)人員隊(duì)伍能力素質(zhì)不足。因此配套基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)投入和維護(hù)人才隊(duì)伍的建設(shè)投入也需要充分考慮在整個(gè)規(guī)劃方案中。

3.3 實(shí)踐與分析

（1）整體方案規(guī)劃 根據(jù)客戶生產(chǎn)的根本需求和智能制造的核心價(jià)值，在車間車軸機(jī)加線端部設(shè)置一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)對(duì)工人的“完整代替”。因?yàn)楫a(chǎn)品在料筐中的無(wú)序狀態(tài)，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)工件的自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)抓取，為機(jī)器人配置了數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和“眼睛系統(tǒng)”——3D智能相機(jī)，用來(lái)引導(dǎo)機(jī)器人主動(dòng)識(shí)別工件狀態(tài)，而 3D 相機(jī)的智能軟件系統(tǒng)可以主動(dòng)的規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的移動(dòng)路徑，實(shí)現(xiàn)最短路徑搬運(yùn)，同時(shí)規(guī)避機(jī)器人與料筐的碰壁風(fēng)險(xiǎn)。工件在料筐中的狀態(tài)及智能相機(jī)如圖1所示。

圖1 工件在料框中的狀態(tài)及智能相機(jī)

在控制管理系統(tǒng)方面，根據(jù)客戶整個(gè)車間設(shè)備應(yīng)用狀態(tài)和生產(chǎn)活動(dòng)的管理需求，重新為客戶搭建了整套智能管理系統(tǒng)，涵蓋了銷售、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)热苛鞒汰h(huán)節(jié)，以及產(chǎn)線、倉(cāng)儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)等全部設(shè)備控制，實(shí)現(xiàn)了全部設(shè)備各個(gè)環(huán)節(jié)的聯(lián)通。控制管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 控制管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

由于控制管理系統(tǒng)涵蓋了收集并處理整個(gè)車間產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)，因此該系統(tǒng)需要更高的傳輸能力和計(jì)算能力。客戶老舊工廠的通信電纜不足以支撐大量數(shù)據(jù)的傳輸能力和傳輸速度，而客戶的投入預(yù)算也不足以支持新的大型服務(wù)器和光纖電纜的硬件投資，因此傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與計(jì)算方式無(wú)法滿足該管理系統(tǒng)的需求。而經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，客戶工廠區(qū)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 5G 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，所以該項(xiàng)目中通過(guò)與泰國(guó)當(dāng)?shù)赝ㄐ胚\(yùn)營(yíng)商的合作，采用了 5G通信技術(shù)，大型計(jì)算服務(wù)器采用長(zhǎng)期租賃的方式共享華為的云端服務(wù)器，通過(guò)設(shè)置 5G+ 云計(jì)算的方式解決了大量數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)計(jì)算的問(wèn)題。而通過(guò)該種租賃方式，也避免了初期通信光纜和傳統(tǒng)服務(wù)器軟硬件巨大投資可能給企業(yè)帶來(lái)的困難。

（2）基于智能相機(jī)的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng) 為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)外在環(huán)境變化的感知與適應(yīng)，達(dá)到無(wú)序狀態(tài)下零部件的主動(dòng)識(shí)別、主動(dòng)抓取和主動(dòng)搬運(yùn)，該工業(yè)機(jī)器人搭配了 Mech-Mind 3D Laser L 智能相機(jī)系統(tǒng)，使機(jī)器人擺脫了外界環(huán)境的束縛，實(shí)現(xiàn)了智能化。工件的 2D圖像和 3D 點(diǎn)云圖像如圖 3 所示。

圖3 工件的 2D 圖像和 3D 點(diǎn)云圖像

首先，3D 智能相機(jī)通過(guò)激光掃描，獲取料筐中工件的圖片信息，并通過(guò)自身的軟件系統(tǒng)，形成高精度的 3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)獲取。在項(xiàng)目初期調(diào)試階段，智能相機(jī)軟件系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)收集大量的圖片信息并通過(guò)深度學(xué)習(xí)標(biāo)注訓(xùn)練工具軟件系統(tǒng)，對(duì)不同狀態(tài)的工件圖片進(jìn)行分類識(shí)別，完成工件模型識(shí)別訓(xùn)練，使智能系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定的、高效的工作狀態(tài)。

系統(tǒng)在獲得工件狀態(tài)點(diǎn)云圖像后，其軟件計(jì)算系統(tǒng)經(jīng)過(guò)大量的數(shù)據(jù)計(jì)算，完成物理信息系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，獲取所有工件姿態(tài)、位姿矯正和選取抓取點(diǎn)等數(shù)據(jù)信息，該數(shù)據(jù)信息即為該案例的工程參數(shù)。此時(shí)根據(jù)智能相機(jī)主控軟件的參數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)會(huì)自主的編寫(xiě)機(jī)器人邏輯控制程序，根據(jù)點(diǎn)云圖像判斷工件的堆疊層級(jí)，規(guī)劃工件抓取順序，并在虛擬仿真環(huán)境下生成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑軌跡，至此機(jī)器人系統(tǒng)完成了主動(dòng)獲取外界環(huán)境參數(shù)并主動(dòng)規(guī)劃作業(yè)任務(wù)的能力。機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)生成的路徑軌跡如圖4所示。

圖4 機(jī)器人系統(tǒng)自動(dòng)生成的路徑軌跡

因?yàn)楣ぜ幱凇吧羁印笔降牧峡鹬校詸C(jī)器人在抓取過(guò)程中，需要尋找一個(gè)合適的姿態(tài)完成工件的抓取，特別是靠近料筐邊緣的工件，一側(cè)是工件，另一側(cè)是料筐壁，所以很容易導(dǎo)致機(jī)器人與料筐壁發(fā)生碰撞，因此機(jī)器人在完成作業(yè)路徑規(guī)劃后，根據(jù)料筐模型的位置參數(shù)，可以在虛擬仿真軟件環(huán)境下做移動(dòng)路徑軌跡的仿真計(jì)算，確保機(jī)器人自動(dòng)規(guī)劃的抓取姿態(tài)和軌跡路徑是絕對(duì)安全可靠的。機(jī)器人抓取姿態(tài)和路徑軌跡的仿真計(jì)算如圖5所示。

圖5 機(jī)器人抓取姿態(tài)和路徑軌跡的仿真計(jì)算

3D智能相機(jī)的應(yīng)用，使傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了智能制造自感知和高柔性的核心要求，但是這只是執(zhí)行層面的提升，而管理層面和計(jì)算層面的問(wèn)題，還需要先進(jìn)的信息系統(tǒng)和計(jì)算系統(tǒng)來(lái)支撐。

（3）基于5G通信和云端計(jì)算的數(shù)據(jù)傳輸和處理系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的智能化應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)置了大量的傳感器來(lái)收集物理對(duì)象的信息，并通過(guò)信息物理系統(tǒng)將這些信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，機(jī)器人通過(guò)對(duì)這些數(shù)字信號(hào)的解讀來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物理對(duì)象的監(jiān)控和外在環(huán)境的感知，所以整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力和數(shù)據(jù)處理能力決定了該系統(tǒng)的智能化水平。本項(xiàng)目案例采用了5G的數(shù)據(jù)傳輸方式和華為云端服務(wù)器的數(shù)據(jù)處理方式，具體邏輯架構(gòu)如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)傳輸與處理系統(tǒng)邏輯圖

機(jī)器人系統(tǒng)和智能相機(jī)系統(tǒng)將收集到的大量的數(shù)據(jù)通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)時(shí)傳遞到工廠SAP云端服務(wù)器，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，5G網(wǎng)絡(luò)提供超過(guò)100Mb/s的上行速率，保證了高清圖像和機(jī)器人動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的無(wú)差錯(cuò)傳輸，數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程零數(shù)據(jù)丟失和零宕機(jī)，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳遞和穩(wěn)定傳輸，特別是數(shù)據(jù)自動(dòng)加密和數(shù)據(jù)自動(dòng)備份，使整個(gè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)更加安全可靠。云端服務(wù)器在收到數(shù)據(jù)信息后，能夠快速解析、處理與存儲(chǔ)，并通過(guò)5G將命令信息反饋給機(jī)器人執(zhí)行端控制器，使機(jī)器人能夠快速、準(zhǔn)確地移動(dòng)，高效的完成生產(chǎn)任務(wù)。另一方面，云端服務(wù)器通過(guò)分析獲取的關(guān)于機(jī)器人系統(tǒng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以反之監(jiān)測(cè)機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)，提供預(yù)測(cè)性維護(hù)和避免突發(fā)性故障，從而提高機(jī)器人系統(tǒng)的工作效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。

在工廠管理層面，通過(guò)云端服務(wù)器的應(yīng)用，客戶可以利用共享的軟硬件資源靈活的調(diào)用云端信息，云端服務(wù)器可以有效地將銷售、制造、儲(chǔ)存甚至網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)信息整合起來(lái)形成動(dòng)態(tài)共享信息資源池，從而幫助管理層實(shí)現(xiàn)正確決策和市場(chǎng)迅速響應(yīng)。

3.4 實(shí)踐效果

該項(xiàng)目的成功規(guī)劃和實(shí)施，不但解決了客戶的生產(chǎn)瓶頸問(wèn)題，還在客戶有限的成本投入內(nèi)完成了工廠產(chǎn)業(yè)化升級(jí)，幫助客戶提前轉(zhuǎn)變了生產(chǎn)管理模式。

1）完成了工業(yè)機(jī)器人的智能化應(yīng)用，3D視覺(jué)系統(tǒng)和智能軟件系統(tǒng)使傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人變得更加“聰明”，可以主動(dòng)識(shí)別多種型號(hào)產(chǎn)品并完成在任意姿態(tài)下的智能拾取與自主規(guī)劃路徑的智能搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了智能制造的自感知、高柔性的核心要求，真正做到了完全替代工人，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工人的工作效率。

2）5G通信技術(shù)與云端服務(wù)器的應(yīng)用，一方面極大地提高了設(shè)備生產(chǎn)效率和企業(yè)管理效率；另一方面與傳統(tǒng)生產(chǎn)管理模式相比，客戶以長(zhǎng)期租賃的方式獲得專業(yè)的穩(wěn)定的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并且隨時(shí)享受迭代升級(jí)的服務(wù)，也減少了維護(hù)人員的投入成本，同時(shí)享有更加裝業(yè)團(tuán)隊(duì)的維護(hù)與培訓(xùn)服務(wù)，間接的降低了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，增強(qiáng)了產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

04結(jié)束語(yǔ)

隨著全球制造業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，當(dāng)今面對(duì)智能制造的發(fā)展要求，機(jī)器人很難再單純的依靠傳統(tǒng)應(yīng)用模式來(lái)實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化，因此工業(yè)機(jī)器人的智能化應(yīng)用是智能制造時(shí)代必然選擇。3D視覺(jué)技術(shù)、信息物理系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、5G和云計(jì)算等新科技的快速發(fā)展為工業(yè)機(jī)器人的智能化應(yīng)用提供了可靠支持，能夠幫助企業(yè)在傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更大的提升生產(chǎn)效率和優(yōu)化管理系統(tǒng)，使企業(yè)主動(dòng)地占據(jù)有利的競(jìng)爭(zhēng)位置和具備更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

審核編輯：湯梓紅