機(jī)器人如何與工廠碰撞出智慧火花（機(jī)器人）

在各種震撼人心的好萊塢科技大片讓我們過足眼癮的同時(shí)，也折射出人們對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中科學(xué)技術(shù)的渴望。事實(shí)上科技發(fā)展的成果遠(yuǎn)比我們想像得還要燦爛輝煌，如同我們今天要談的機(jī)器人與智慧工廠這對(duì)好搭檔，它們將現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展提升到前所未有的新高度。

機(jī)器人可造就不同的智慧工廠戰(zhàn)略

現(xiàn)今的制造業(yè)者必須隨時(shí)面臨不穩(wěn)定的訂單、少量多樣的生產(chǎn)、生產(chǎn)良率的控制、以及備料庫存壓力等問題，生產(chǎn)流程管理不能只是自動(dòng)化，更需要智慧化，因此智慧工廠應(yīng)運(yùn)而生。它在數(shù)位化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)資訊管理和服務(wù)，清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、即時(shí)正確地采集生產(chǎn)線資料，以及合理的生產(chǎn)計(jì)畫編排與生產(chǎn)進(jìn)度。并加上智慧系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建了一個(gè)高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠。

智慧工廠是未來制造業(yè)的大勢所趨，縱觀世界各大強(qiáng)國，無不根據(jù)自身國情積極布局智慧工廠戰(zhàn)略政策。例如臺(tái)灣推出的生產(chǎn)力4.0即在食品、物流、醫(yī)療等各大領(lǐng)域率先導(dǎo)入物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和機(jī)器人等因素，以積極強(qiáng)化生產(chǎn)力；日本的工業(yè)4.1J則側(cè)重工廠數(shù)據(jù)的搜集和利用，以提供一個(gè)更加理想的管理和服務(wù)環(huán)境；德國作為工業(yè)4.0的創(chuàng)始者，積極打造人機(jī)協(xié)同的智慧作業(yè)環(huán)境；與中國已提升至國家級(jí)戰(zhàn)略地位的中國制造2025相比，美國也打出再工業(yè)化的策略及頒布相關(guān)有利法案，企圖拿回全球制造業(yè)的龍頭第一。

無論是哪個(gè)國家頒布何種方針，最終目的都是為了推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)化、智慧化，實(shí)現(xiàn)快速、有效、個(gè)性化的產(chǎn)品供應(yīng)。智慧工廠有助于制造方清楚的掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少人工干預(yù)并及時(shí)正確地采集生產(chǎn)線資料、編排進(jìn)度。2012年至2015年間，智慧工廠的市場規(guī)模幾近翻了一倍，未來幾年更預(yù)估呈直線上升的趨勢。那么，在各國發(fā)展智慧工廠的大背景下，機(jī)器人是如何與工廠碰撞出智慧的火花呢？讓我們先來了解下機(jī)器人的發(fā)展歷程。

淺談機(jī)器人的發(fā)展歷程

機(jī)器人發(fā)展至今已有三千多年的歷史，各個(gè)國家都有一些進(jìn)行機(jī)器人研制的記載。早在中國西周時(shí)代（西元前1066年~前771年），就流傳著有關(guān)巧匠偃師獻(xiàn)給周穆王一個(gè)藝妓（歌舞機(jī)器人）的故事；西元前2世紀(jì)，古希臘人發(fā)明了一個(gè)機(jī)器人，用水、空氣和蒸汽壓力作為動(dòng)力，能夠動(dòng)作，還可以借助蒸汽唱歌；1662年，日本人竹田近江利用中標(biāo)技術(shù)發(fā)明了能進(jìn)行表演的自動(dòng)機(jī)器玩偶；1770年，美國科學(xué)家發(fā)明了一種報(bào)時(shí)鳥，一到整點(diǎn)主彈簧驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞壓縮空氣而發(fā)出叫聲，同時(shí)帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)翅膀、頭運(yùn)動(dòng)；1893年，加拿大摩爾設(shè)計(jì)能行走的機(jī)器人「安德羅丁」，以蒸汽為動(dòng)力─這些機(jī)器人工藝珍品，標(biāo)志著人類在機(jī)器人從夢(mèng)想到現(xiàn)實(shí)這一漫長道路上，前進(jìn)了一大步。

?1920年科幻小說中根據(jù)Robota（捷克文，原意為勞役、苦工）和Robotnik（波蘭文，原意為工人），創(chuàng)造出「機(jī)器人」這個(gè)詞。

?1939年 美國紐約世博會(huì)上展出了西屋電氣公司制造的家用機(jī)器人Elektro。它由電纜控制，可以行走，會(huì)說77個(gè)字，甚至可以抽煙，不過離真正干家務(wù)活還差得遠(yuǎn)。但它讓人們對(duì)家用機(jī)器人的憧憬變得更加具體。

?1954年 美國人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺(tái)可程式設(shè)計(jì)的機(jī)器人，并注冊(cè)了專利。這種機(jī)械手能按照不同的程式從事不同的工作，因此具有通用性和靈活性。

?1959年 德沃爾與美國發(fā)明家約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。隨后，成立了世界上第一家機(jī)器人制造工廠—Unimation公司。由于英格伯格對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和宣傳，他也被稱為「工業(yè)機(jī)器人之父」。

?1965年約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研制出Beast機(jī)器人。Beast已經(jīng)能通過聲納系統(tǒng)、光電管等裝置，根據(jù)環(huán)境校正自己的位置。20世紀(jì)60年代中期開始，美國麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、英國愛丁堡大學(xué)等陸續(xù)成立了機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。美國興起研究第二代帶感測器、「有感覺」的機(jī)器人，并向人工智慧進(jìn)發(fā)。

?1968年 美國斯坦福研究所公布他們研發(fā)成功的機(jī)器人Shakey。它帶有視覺感測器，能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木,不過控制它的電腦有一個(gè)房間那么大。Shakey可以算是世界第一臺(tái)智慧型機(jī)器人，拉開了第三代機(jī)器人研發(fā)的序幕。

?1969年 日本早稻田大學(xué)加藤一郎實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出第一臺(tái)以雙腳走路的機(jī)器人。加藤一郎長期致力于研究仿人機(jī)器人，被譽(yù)為「仿人機(jī)器人之父」。日本專家一向以研發(fā)仿人機(jī)器人和娛樂機(jī)器人的技術(shù)見長，后來更進(jìn)一步催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。

?2002年 丹麥iRobot公司推出了吸塵器機(jī)器人Roomba，它能避開障礙，自動(dòng)設(shè)計(jì)行進(jìn)路線，還能在電量不足時(shí)，自動(dòng)駛向充電座。Roomba是目前世界上銷量最大、最商業(yè)化的家用機(jī)器人。

?2006年 6月，微軟公司推出Microsoft Robotics Studio，機(jī)器人模組化、平臺(tái)統(tǒng)一化的趨勢越來越明顯，比爾·蓋茨預(yù)言，家用機(jī)器人很快將席卷全球。

20世紀(jì)，機(jī)器人技術(shù)得到迅速的發(fā)展，并在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。機(jī)器人學(xué)已發(fā)展為綜合了機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、電腦科學(xué)、自動(dòng)控制工程、人工智慧、仿生學(xué)等多個(gè)學(xué)科的綜合性科學(xué)，代表了機(jī)電一體化的最高成就，是當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一?，F(xiàn)在全世界已經(jīng)有逾100萬臺(tái)機(jī)器人，銷售額每年增加20%及以上。機(jī)器人技術(shù)和工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，它的出現(xiàn)為今天的智慧工廠奠定了深厚的基礎(chǔ)。

當(dāng)機(jī)器人遇見智慧工廠

當(dāng)今國際機(jī)器人市場，仍以重型、大型且昂貴的機(jī)器人為主，且大多都是由工程師為相關(guān)行業(yè)而特別設(shè)計(jì)的。但實(shí)際上并非所有工業(yè)流程都需要大型機(jī)器人來進(jìn)行操作，隨著中小企業(yè)的崛起，更加靈活、小型、低噪音、低能耗的的機(jī)械手臂成為了企業(yè)自動(dòng)化、智慧化需求最合理的解決方案，而機(jī)器人的引入，也為智慧工廠帶來了福音。

波士頓顧問集團(tuán)亞太科技實(shí)踐部部長Hajime Shoji表示，勞動(dòng)力短缺是一個(gè)非常嚴(yán)重的社會(huì)問題，企業(yè)唯有提高效率方能度過難關(guān)。以日本為例，機(jī)器人便發(fā)揮了舉足輕重的作用：今年一月份正式投產(chǎn)的東邦控股分配中心，機(jī)器人分擔(dān)了65%的分揀工作，讓工人生產(chǎn)效率提高了77%。日本政府也加快了智慧機(jī)器人在生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、建筑和醫(yī)療護(hù)理等方面的使用，計(jì)畫到2020年機(jī)器人市場價(jià)值從今年的6600億日元增長至2.4萬億日元，2050年預(yù)計(jì)機(jī)器人能幫助日本節(jié)省25%的生產(chǎn)勞動(dòng)成本，并有效緩解勞動(dòng)力不足等社會(huì)問題。

擦出未來的機(jī)器人新火花

機(jī)器人技術(shù)自問世以來，經(jīng)歷各種技術(shù)方面的升級(jí)和完善，未來必將向擬人化、智慧化方向發(fā)展。屆時(shí)不僅在制造業(yè)的智慧工廠，機(jī)器人也將在服務(wù)業(yè)、醫(yī)療護(hù)理、物流、食品等各種領(lǐng)域解決更多難題。相信隨著科技進(jìn)步，機(jī)器人將逐步為我們創(chuàng)造出更好的生活環(huán)境！

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