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德国和日本对工业40并不狂热

发布时间:2020-01-14 23:19:33 阅读: 来源:控制阀厂家

KUKA LBR IIWA机器人有较高的人机协作能力,也能做出像人类用钥匙开门一样的柔性动作。

周万木

德国为保持在制造业的领先地位,在2013年提出工业4.0概念。有意思的是,中国制造业界和投资界对工业4.0的热情程度超过了德国人。近一年来,国内几乎每天都有工业4.0相关主题的演讲、论坛和沙龙,业内业外都在热烈讨论工业4.0。按其热度,似乎工业4.0马上要落地,真实的工业4.0到底距离我们还有多远?

2015年4月,IHS公司带了一个制造业和投资考察团参观了汉诺威展会,拜访了德国的一些代表性的企业,如机器人公司KUKA、金属3D打印公司EOS、宝马汽车,以及一些新兴的无人机企业。欧洲之行后又参加日本的Tech Frontier(一年一度的日本电子、机械零配件及材料博览会)展会,并拜访了日本产综研AIST、机器人协会、日立、三菱和野村等企业和研究机构。这些企业和组织都是实现工业4.0的主体机构。

通过感观见闻对比发现,德国和日本这两个制造强国对工业4.0的态度,有诸多相似之处,我们对工业4.0的认识也更为清晰了,不能一提工业4.0就是C2B(消费者到企业)或者C2M(顾客对工厂)。笔者将此以随笔的形式记录下来。

数字工厂和人机是亮点

西门子的战略很清晰,在汉诺威展会上的标语就是“On the way to Industrie 4.0-Driving the Digital Enterprise” ——工业4.0就是要实现 自动化、数字化和网络化。

话虽如此,但德国人首要的突破口是数字化工厂,为什么不是自动化和网络化呢?

德国企业在生产自动化上已经达到很高水平,同样的,日本企业的精益生产方面也有很高水平,但两相比较,德国并不占太大优势。德国企业要想获得领先,必须有新突破,而网络化涉及的产业链企业太多,整合难度较大,需要很长时间。所以目前的突破口只有选在数字化工厂。西门子在本届汉诺威工业展上还强调,做数字化工厂要注意积累专业的行业知识和服务,而每个行业、乃至每个企业,它们的行业特点和能提供的服务都有所不同,这就意味着每个行业甚至每个企业实践工业4.0的路径都可能会不一样。

数字工厂既包含产品的数字化,也包含生产过程的数字化,以及全生命周期的数字化。西门子推广工业4.0,不会忘记推销自家现成的软硬件产品和方案,其涵盖从产品设计、生产规划、工艺工程、生产执行和服务的全套数字化软件方案,也提供了可资参考的德国安倍格市的数字化工厂样版。

汉诺威展会分大小年,2015年是汉诺威工业展的大年,包含工业自动化和工业传动两部分,27个展馆全部开放,要想走马观花地走完全部27个展馆,一般人的体力很难胜任。由于工作需要,我从2010年开始几乎每年都参观汉诺威,基本都要走完全部27个馆。很多公司每年都有固定的展台位置,参展的展品从外观上看没有太多变化,连展台的装修和内容都和往年差不多。一方面说明工业自动化行业日趋成熟,变化不多。另外也说明对于一些基础的标准化原件,做到精益求精就足够了,无需大修大改。

数字工厂展馆是从2012年才开始设置的,本届汉诺威展会的数字工厂展馆比往届更大,参展厂商更多。众多的工业软件公司展示了自己的软件和方案,如SAP的未来工厂方案,多家工业4.0联盟企业也展示了模块化生产线的概念。

除了数字工厂,机器人展馆是本届汉诺威工业展的另一大亮点。而机器人展馆最火的是ABB、KUKA和Fanuc展出的协作机器人。

为了工人安全,一般工业机器人的工作区与工人隔离开,机器人像野兽一样被关在笼子里。同时,还安装了很多机器安全设备,如安全继电器、安全地毯、安全光幕、急停开关等,以防止对人身产生伤害。而本届汉诺威展出的协作机器人可以和工人一起协同工作,无需安全护栏,显然参展企业认为自己的机器人没有安全隐患。

现场的KUKA LBR IIWA机器人为观众倒啤酒,从拿杯子、开瓶、倒啤酒,动作流畅灵活,一气呵成。KUKA的LBR IIWA机器人有七个轴,特别适用于电子、医药、精密仪器等行业,这些行业对柔性、灵活度和精准度要求较高。

这些机器人之所以有较好的人机协作,是因为这些机器人所有的轴都具有碰撞检测功能和关节力矩传感器,在它碰到人时会自动减速或停止,工人也可以轻易地推开它。在安装工件时,它还能模仿人类的装配动作,它可以像人类一样用钥匙开门,它将钥匙插入钥匙孔一样,上下左右转动,感觉反馈回来的力矩,找到合适的角度进行装配。加之机器人具有较轻的机身,动作都较为温和,对人不易产生伤害。

德国机器人公司KUKA将今年的创新大奖颁给了ReTeLINK机器人,这是由意大利的研究团队主导的项目,在LBR IIWA 机器人和一个外骨骼机器手臂间通过位置传感器等多种传感器建立通讯连接,人穿上外骨骼机器手臂后,就可以通过机器手臂的运动指挥IIWA做出相应的运动。由于是双向控制,反过来也可以由LBR IIWA指挥外骨骼机器手臂运动,这样病人或者行动不便的人戴上外骨骼手臂之后,就可以在IIWA的指挥协调下进行康复训练。

ABB也用很大的展台展示其协作机器人YUMI,这是一台双臂机器人,每个手臂有7轴,行加灵活,工作范围大,敏捷且精确自主。YUMI装备了很多机器视觉产品和传感器,能自己触摸到小型零部件后通过传感器来感知并完成相应动作,并且保证一定的操作精度(准确到0.02毫米),相当于人手能感觉到的最小缝隙。这样的能力使得YuMi能够轻松组装各种小件,比较适合手机、平板电脑以及台式电脑零件的装配与生产操作。

根据IHS公司的研究报告,目前工业机器人85%以上的应用都在汽车相关行业,而汽车行业已经成熟,未来机器人的应用增长空间有限。目前ABB和KUKA大力推广协作机器人是将目光投向了潜力更大的3C制造,该行业需要应用更多的协作机器人。

很多日本机器人厂商也在汉诺威参展,包括Fanuc、Yaskawa,、SanyoDenso等。相比于ABB和KUKA大张旗鼓地推广协作机器人,Fanuc展出的协作机器人相当低调,在一个小小的展台展出,Fanuc的机器人一般都是黄色的,而这台Fanuc的协作机器人却是绿色的,以示区别。

除了人机协作,还有M2M(Machine to Machine)协作,通过机器人之间的通信,自我组织自动化生产,这样可以获得更高的效率。

我们还在展会上看到4架无人机共同协作,它们拖了网兜去接抛过来的球,这种机器之间的协作,某种程度上拥有了连接的智能。

一般工业机器人属于工业3.0时

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(责任编辑:HN022)

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