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9月23日，歷時(shí)5天、參展規模和專(zhuān)業(yè)觀(guān)眾數量均創(chuàng )歷史新高的第20屆中國國際工業(yè)博覽會(huì )在國家會(huì )展中心（上海）圓滿(mǎn)落幕。本屆工博會(huì )共吸引境內外專(zhuān)業(yè)觀(guān)眾17.4萬(wàn)人次，較去年同期增長(cháng)3.6%。澎湃新聞在本屆工博會(huì )上看到，人機協(xié)作、機器視覺(jué)識別、定制化柔性生產(chǎn)、 工業(yè)互聯(lián)成為關(guān)鍵詞。 據羿戓設計所了解，隨著(zhù)電子行業(yè)市場(chǎng)需求的快速增長(cháng)，與傳統工業(yè)機器人相比個(gè)頭和載荷更小、精度更高的人機協(xié)作型機器人在本屆工博會(huì )上持續升溫、新品頗多。帶有機器視覺(jué)功能以實(shí)時(shí)檢測產(chǎn)品的合格率，成為此類(lèi)機器人的標配。依靠壓力和電流感知，人機協(xié)作機器人可以在接觸到人類(lèi)時(shí)自動(dòng)停止工作，這令它們擺脫了傳統生產(chǎn)車(chē)間里用于人機隔離、保護工人的護欄，也不必再刷上醒目的色彩用于警示。小批量、個(gè)性化生產(chǎn)需求的涌現和擴大，令制造業(yè)傳統的生產(chǎn)方式與組織管理形式面臨新的變革。本屆工博會(huì )上，與未來(lái)數字化工廠(chǎng)有關(guān)的智能制造場(chǎng)景和應用正在成為可觸碰、可驗證的現實(shí)呈現，從虛擬仿真到智能制造工作站，再到工業(yè)數據的云端信息交流，一切都可以實(shí)現實(shí)時(shí)進(jìn)行，最大程度縮短停機時(shí)間、提高生產(chǎn)效率。 機器人展館：走出護欄的人機協(xié)作 人機共舞的工業(yè)機器人展館，是工博會(huì )最熱鬧的區域之一。各大機器人廠(chǎng)商紛紛把自家的招牌產(chǎn)品，乃至整條流水線(xiàn)頒上展臺，以顯示智能制造的力量。位于行業(yè)第一陣列、被稱(chēng)為“機器人四大家族”的發(fā)那科（fanuc）、安川電機（Yaskawa）、abb和庫卡（kuka）是本屆工博會(huì )的最大亮點(diǎn)之一。 盡管絕大多數機械臂仍在圍欄乃至玻璃柜里工作，但相當一部分機械臂已經(jīng)可以走出隔離區域，充分與觀(guān)眾互動(dòng)。人機協(xié)作的大趨勢，或許是對“機器威脅論”的最好回擊。 世界四大機器人公司之一的庫卡（KUKA）此次帶來(lái)的新品，就是輕型機械人LBR iisy�？偛课挥趭W格斯堡的庫卡曾是德國的國民品牌，美的集團于2017年1月斥資37億歐元完成收購。 KUKA六軸協(xié)作機器人LBR iisy。本文圖片均由澎湃新聞?dòng)浾?虞涵棋 楊漾 攝 展臺上的LBR iisy可以按要求從盒中揀出不同牌子的餅干，并輕輕放置在指定的方框中。這吸引了不少參會(huì )觀(guān)眾駐足，在一旁放置的pad上點(diǎn)擊“下單”。只要在桌上劃定的圓圈范圍內，不管餅干盒和方框被移動(dòng)到何處，機械臂都能精準裝載后卸載。 該六軸協(xié)作機器人重18.8千克，伸臂范圍600毫米，有效載荷為3千克。庫卡工作人員告訴澎湃新聞（www.thepaper.cn），機器人的每個(gè)軸上都安裝了傳感器，一旦在工作中觸碰到阻力，就會(huì )輕輕彈開(kāi)。此外，傳感器可以記錄壓力的變化，在人類(lèi)的牽引下學(xué)習一套工作路線(xiàn)。 LBR iisy將于2019年正式進(jìn)入市場(chǎng)。這種用戶(hù)友好度高的輕型機器人可以適應狹窄空間內的人機協(xié)作，并且幫助只受過(guò)少量培訓的半熟練人員，避免面對復雜編程手忙腳亂的情況。開(kāi)放、非結構化和充滿(mǎn)變數的環(huán)境，最能展現LBR iisy的游刃有余。 KUKA機械臂在倒啤酒 ABB的緊湊型協(xié)作機器人單臂YuMi也在工博會(huì )上完成了中國首秀。它與雙臂YuMi具備相同的安全性、精度和易用性，并進(jìn)一步提升柔性，可滿(mǎn)足多品種、小批量、短節拍的生產(chǎn)需求。 ABB YuMi單臂機器人 發(fā)那科（FANUC）公司則展示了一款無(wú)護欄的汽車(chē)擋風(fēng)玻璃涂膠機器人系統，通過(guò)DCS功能和區域傳感器的組合，實(shí)現高速工作模式與協(xié)同工作模式的自動(dòng)切換。 該機器人系統具有觸碰停止和退避動(dòng)作功能，充分保證協(xié)作人員的安全。 除了小巧靈活的機械臂，“大塊頭”也能參與人機協(xié)作。中科新松有限公司的“新松HSCR20復合機器人”摘得了此次的工業(yè)設計金獎。這是一款擁有完全自主知識產(chǎn)權的全球最大負載級人機協(xié)作型移動(dòng)作業(yè)機器人，采用輪廓導航方式，導航精度達到±10mm；采用6軸20公斤大負載機械臂，精度高達±0.05mm，且具備牽引示教功能。 包括手動(dòng)牽引在內的機器示教是人機協(xié)作的重要方式之一，日本不二越株式會(huì )社（NACHI）以一種更生動(dòng)的方式讓觀(guān)眾“隔空”示教：觀(guān)眾拿起手中的畫(huà)筆在玻璃板上涂寫(xiě)，玻璃板對面的機器人同樣舉著(zhù)畫(huà)筆，模仿人類(lèi)畫(huà)畫(huà)。 NACHI機器人 NACHI工作人員表示，這些示教動(dòng)作與軌跡會(huì )被計算機記錄，并復制到旁邊的一臺拋光機器人上，以實(shí)現一些更精細、更復雜的機器拋光。 對于機器人來(lái)說(shuō)，視覺(jué)不僅能幫助人機協(xié)作，更是所有智能生產(chǎn)環(huán)節中的重要“感官”。其中，3D視覺(jué)系統就像是人的眼睛，除了看到物體之外，還可以得到多維信息。3D視覺(jué)可以適應散亂無(wú)序環(huán)境中的定位，對復雜物體進(jìn)行立體識別和快速抓取。 發(fā)那科展示的高速視覺(jué)分揀陣列系統，能迅速將方形和圓形餅干分揀，速度令人眩目；最新款緊湊型SCARA機器恩同樣能對紅黃雙色球實(shí)現高速準確的拾取和放置。 發(fā)那科高速視覺(jué)分揀整列系統和最新款scara機器人 此外，發(fā)那科還將一條雙色杯注塑包裝智能流水線(xiàn)搬上展臺，觀(guān)眾通過(guò)微信下單后，數臺機器人在各自工位各司其職，相互協(xié)作，配合智能拆垛，AGV（自動(dòng)導引運輸車(chē)）搬運，最終完成定制化商品，宛如一個(gè)微型的智能工廠(chǎng)。整個(gè)迷你工廠(chǎng)采用可視化管理。 ABB還展示了基于3D視覺(jué)技術(shù)的質(zhì)量檢驗，可以檢測出微小的缺陷，代替低效、易錯的人工離線(xiàn)質(zhì)量檢驗。這在多品種、小批量的制造環(huán)境中尤其重要。ABB認為，通過(guò)使質(zhì)檢工序數字化，企業(yè)能夠對生產(chǎn)零件進(jìn)行100%檢驗，確保零缺陷。 未來(lái)工廠(chǎng)：智能制造全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)雛形已現 智能制造、互聯(lián)工廠(chǎng)與數字化理念，在本屆工博會(huì )的自動(dòng)化展館有著(zhù)淋漓盡致的體現。 未來(lái)手機如何裝配？德國西門(mén)子公司展出的與博眾精工聯(lián)合開(kāi)發(fā)的手機裝配線(xiàn)，通過(guò)數字化雙胞胎技術(shù)達到虛實(shí)結合的效果，實(shí)現事半功倍。在虛擬世界中完整地模擬出設備的研發(fā)、生產(chǎn)制造和運營(yíng)維護過(guò)程，并且在模擬過(guò)程中不斷進(jìn)行調整和優(yōu)化，可以減少物理調整時(shí)間。比如，在該案例中，在正式投產(chǎn)前進(jìn)行虛擬仿真，令產(chǎn)線(xiàn)調校的時(shí)間縮短了一半。生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)連接西門(mén)子工業(yè)云MindSphere實(shí)現預測性系統維護和更多的遠程服務(wù)。 西門(mén)子、博眾精工裝配線(xiàn) 由日本三菱電機自主研發(fā)設計的智能制造解決方案e-F@ctory，獲得了本屆工博會(huì )金獎。該系統能夠實(shí)現生產(chǎn)現場(chǎng)的“全面成本降低”，將生產(chǎn)現場(chǎng)和信息系統無(wú)縫連接，實(shí)現貫穿開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和維護的全生命周期“人、機器與IT”的有效管理。 在三菱電機展臺，現場(chǎng)工作人員對澎湃新聞介紹稱(chēng)，e-F@ctory源自該公司設計的一套概念，從2003年開(kāi)始在三菱電機內部工廠(chǎng)進(jìn)行試驗，目前已升級到第四代，從最初以節能減排、提高效率為主要功能的方案逐漸演變?yōu)榘óa(chǎn)線(xiàn)布局、生產(chǎn)技術(shù)、場(chǎng)內物流在內的整體規劃。鑒于工業(yè)用戶(hù)的數據敏感性，e-F@ctory可以部署在公有云，也可以進(jìn)行本地部署。目前，三菱電機以咨詢(xún)公司的身份，為有意規劃數字化工廠(chǎng)的客戶(hù)設計3-5年的分布實(shí)施路線(xiàn)圖。 e-F@ctory 在傳統制造中，一條產(chǎn)線(xiàn)只生產(chǎn)一個(gè)規格的產(chǎn)品，但多樣化、小規模定制產(chǎn)品的出現對產(chǎn)線(xiàn)的靈活性提出挑戰：如何根據訂單要求不同，同時(shí)生產(chǎn)不同產(chǎn)品，又要保持成本與批量生產(chǎn)時(shí)相類(lèi)似？在奧地利貝加萊公司展臺，兩條柔性輸送系統作出了演示。據現場(chǎng)工作人員介紹，此次展出的柔性輸送系統ACOSPOStrak，其分流與匯流的能力令產(chǎn)線(xiàn)組織更為靈活多變，將大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟性延伸至批量為1生產(chǎn)。比如三種不同顏色的果汁從不同的產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)出來(lái)，可以根據需要設定組合方式，進(jìn)入ACOPOStrak匯流后，可以包裝為3種不同顏色為一盒的組合，也可以是2+1的組合。 貝加萊展示的另一條柔性電驅輸送系統SuperTrak 德國博世集團旗下的博世力士樂(lè )公司，是德國工業(yè)4.0戰略的重要發(fā)起者之一。博世力士樂(lè )公司在今年工博會(huì )上展出了一款可移動(dòng)式的人機協(xié)作機械臂。據博世力士樂(lè )液壓及自動(dòng)化有限公司工作人員介紹，傳統機器人在工廠(chǎng)布局結束之后很難移動(dòng)，該公司展出的APAS人機協(xié)作智能系統是移動(dòng)式的，在一些生產(chǎn)節拍不是很高的地方，一臺機器人可以適用于幾個(gè)工作站或者幾條產(chǎn)線(xiàn)來(lái)降低成本，并且通過(guò)重新布局，可以快速適應新產(chǎn)品的要求。 該工作人員稱(chēng)，大多數人機協(xié)作機器人通過(guò)電流感應，也就是說(shuō)，要等到碰到人之后機械臂才能感應到并停下工作�！暗袝r(shí)候它已經(jīng)對人造成損傷。APAS人機協(xié)作機器人在工人靠近到一定距離之內就能感應到，比如距離30厘米之內就會(huì )自動(dòng)停止動(dòng)作。這樣完全不會(huì )對人工造成損傷，這款技術(shù)是博世獨有的。除此之外，三個(gè)夾爪當中配有攝像頭，抓取物品的同時(shí)會(huì )進(jìn)行圖像識別，來(lái)判斷產(chǎn)品是否合格�！� APAS人機協(xié)作智能系統，機械臂來(lái)自發(fā)那科，博世力士樂(lè )在此基礎上集成了感應系統和視覺(jué)識別系統 在自動(dòng)化展區逛一圈下來(lái)，可以大致勾勒未來(lái)互聯(lián)工廠(chǎng)的圖景：生產(chǎn)線(xiàn)上任何功能設置和調整都可以事先在虛擬仿真中進(jìn)行測試，如果測試成功，就能快速無(wú)縫地在實(shí)際生產(chǎn)線(xiàn)上投入應用�！耙圆蛔儜f(wàn)變”的靈活產(chǎn)線(xiàn)即便要進(jìn)行大規模重構也十分便利，通過(guò)快速編程和新功能虛擬測試，可以將新模塊快速集成到實(shí)際生產(chǎn)線(xiàn)上。最重要的是，有了開(kāi)放的標準，上述過(guò)程將變得十分便利。 在互聯(lián)工業(yè)時(shí)代，每個(gè)產(chǎn)品都帶有一個(gè)“身份證”，可以告知每個(gè)工作站應該做什么。與該產(chǎn)品有關(guān)的能耗、耗材和質(zhì)量數據，都記錄在“身份證”上。這些信息在云端實(shí)時(shí)流動(dòng)，生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現了自主化、智能化。一旦出現任何隱患和問(wèn)題，系統能很快識別問(wèn)題原因并給出解決方案。 
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