谭建荣：智能制造与机器人关键技术发展趋势
2017-05-17
5月16日，以“智能+时代，智胜未来”为主题的第四届中国机器人峰会暨智能经济人才峰会在宁波余姚举行，此次峰会主题涉及人工智能、机器人最新前沿技术、创新创业等多个当前被热议的话题。
在上午的论坛中，中国大数据与产业联盟理事长、中国机械工程学会副理事长谭建荣进行了《智能制造与机器人关键技术发展趋势》的主题演讲，阐述了未来智能制造、机器人技术、数字车间构造中的机器人等技术应用及趋势。
机器人技术发展的三大趋势
谭建荣认为，机器人发展数十年至今，在未来会有三个大的趋势：
一、软硬融合。
一直以来，在智能制造的数字车间机器人应用中，机器人硬件都被业界重视，但是软件也至关重要，因为人工智能技术就体现在软件里面，包括轨迹规划、车间布局、自动化上料等等都是需要软硬件结合的，光有开发硬件还不够，还要大量的可能还是软件开发人员。所以未来工业机器人想要更好的发展，既要研发人员懂机械，又要懂信息技术，尤其是机器人相关的控制技术。
二、虚实融合。
在数字车间机器人应用中，机器人不能是孤立的，要通过大量仿真、虚拟现实等方式把车间实际加工过程有机结合起来。
三、人机融合。
人、机器以及机器人这三者需要有效互动，并且在工作过程中需要更高效的协作，如何把这三者有机融合也是未来的发展趋势之一。
机器人的发展7大路径
有了三大趋势之后，机器人会如何发展？谭建荣认为，基于三大趋势的机器人发展路径大致可分为7种。
1、从串联机器人到串并混联机器人
目前工业机器人大多是你人手臂的串联机构，需在各关节上设置驱动装置，各臂的运动惯量较大，难以实现高速或者超高速操作。
串并混联机构兼有并联机构刚度大喝串联机构工作空间大的有点，是今后机器人机构的一个重要发展方向。
2、从刚体机器人到刚柔体机器人
对于结构复杂不与紧凑的产品，其中配检测以及清理的工作空间往往具有狭小紧凑的特点，刚体机器人由于关节吃寸太大，往往难以在狭小空间完成作业。
仿象鼻、章鱼须或蛇等柔性多节结构的灵巧关节工业机器人应运而生，通过楼梯提高机器人末端或本体的可达性与灵活性。
3、从单机器人作业到多机器人协同
当机器人在制造空间分布性、功能分布性、任务并行性以及作业容错性等方面存在局限性，特别是在大尺寸部件焊接与装配中，其灵活性、可靠性、抗震性和负载能力等方面局限尤为突出。
通过多机器人信号传递、公共工作空间互锁、作业任务，协同实现多机器人协同，正逐渐引起工业界和研究机构的广泛重视。
4、机器人技术与物联网技术相结合的应用
工业机器人与物联网的结合，催生了智能柔性自动化装配焊接应用。
通过物联网的感知功能，赋予工业机器人“五官”，使工业机器人具有视觉、触觉甚至味觉，能够实时采集生产过程中的各种数据。
通过物联网的网络化信息传递智能分析决策功能，赋予工业机器人“智力”，通过将生产过程中的人、物、数据流集成整合，能够完成大部分需要人来完成的工作。
5、机器人技术与虚拟现实相结合的应用
虚拟现实技术与机器人技术的结合，实现了虚拟融合的机器人是示教应用。
在虚拟环境中通过人机交互来完成机器人虚拟示教编程，不仅直观简便，而且可以摆脱对真实机器人的依赖，降低生产成本，提高生产效率，消除安全隐患。
基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感技术，实现机器人的虚拟遥操作和人机交互式遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。
6、机器人技术与模式识别技术的结合
模式识别用于机器人的检测非常有效，能够检查机器人加工的零件有没有质量的瑕疵，有没有不符合技术条件，这也是未来工业机器人技术需要重视的。
7、机器人技术与人工智能相结合的应用
现有工业机器人往往被固定在安全的工作地点，在操作人员对其工作任务进行示教后，一旦进入自动运行状态下，机器人与人便完全隔离。
通过传感器检测、人工智能、人机交互等技术与机器人技术的融合，使机器人能够直接与人并肩工作，消除人机之间的防护隔离，将人从简单枯燥的施教工作中解放出来。
工业机器人应用的4大障碍
虽然说了以上趋势，但是对于企业在做数字化车间、推广智能制造、推广机器人等方面，还有四个主要障碍。
1、三个密集的制造模式
这里所说的三个密集的制造模式是指过去的劳动力密集、资源密集和污染密集，虽然改革开放三十多年以来，我们的制造业取得很大的发展和骄人的成绩，但是，这三个密集型指导模式存在的问题也不容忽视。
2、仿制为主的技术路线
改革开放以来我国浙江，江苏、广东、山东沿海经济发展比较快，但是企业大部分的产品都是仿制为主，特别是区域经济的带动，(区域经济好比一家做领带，然后家家户都做领带)，在短缺经济的时候，块状经济起了很大的作用，解决东西短缺的问题，但是现在市场经济成熟了，几乎每个行业都有出现了产能过剩，所以仿制为主的技术路线成了很大的问题。
3、低价竞争的营销策略
现在很多企业把新的价格作为最大优点，一个产品由于跟随了仿制为主的技术路线，一家产品生产出来，可以卖100块，但是再过半年，旁边一个厂生产出来就卖80块，再过半年旁边一个厂生产出来卖60块，等到卖60块的时候谁都没有钱赚，所以制造业存在的问题，很大程度是低价竞争的营销策略造成的。
4、粗放生产的车间管理
目前很多企业还是粗放型的，用机器人根本解决不了什么，这不是机器人的问题，而是精益生产的问题。
工业机器人的几点思考与建议
除了以上演讲内容之外，谭建荣在最后还简略的发表了一下关于工业机器人的几点思考与建议。
比如谭建荣提到，工业机器人应用要创新设计先行，想推广工业机器人，首先要创新设计先行。做智能制造、机器人应用，效率固然能够大大提升，但是，这只解决了产品怎么做的问题，至于做什么的问题还没有解决。所以创新与设计是工业机器人发展的要素之一。
另外还有上文说过的问题，谭建荣也相应提出了意见，比如工业机器人要与大数据结合、与模式识别结合、与虚拟现实结合、与精益生产结合等等。为业界提出了一些中肯的意见。
5月16日，以“智能+时代，智胜未来”为主题的第四届中国机器人峰会暨智能经济人才峰会在宁波余姚举行，此次峰会主题涉及人工智能、机器人最新前沿技术、创新创业等多个当前被热议的话题。
在上午的论坛中，中国大数据与产业联盟理事长、中国机械工程学会副理事长谭建荣进行了《智能制造与机器人关键技术发展趋势》的主题演讲，阐述了未来智能制造、机器人技术、数字车间构造中的机器人等技术应用及趋势。
机器人技术发展的三大趋势
谭建荣认为，机器人发展数十年至今，在未来会有三个大的趋势：
一、软硬融合。
一直以来，在智能制造的数字车间机器人应用中，机器人硬件都被业界重视，但是软件也至关重要，因为人工智能技术就体现在软件里面，包括轨迹规划、车间布局、自动化上料等等都是需要软硬件结合的，光有开发硬件还不够，还要大量的可能还是软件开发人员。所以未来工业机器人想要更好的发展，既要研发人员懂机械，又要懂信息技术，尤其是机器人相关的控制技术。
二、虚实融合。
在数字车间机器人应用中，机器人不能是孤立的，要通过大量仿真、虚拟现实等方式把车间实际加工过程有机结合起来。
三、人机融合。
人、机器以及机器人这三者需要有效互动，并且在工作过程中需要更高效的协作，如何把这三者有机融合也是未来的发展趋势之一。
机器人的发展7大路径
有了三大趋势之后，机器人会如何发展？谭建荣认为，基于三大趋势的机器人发展路径大致可分为7种。
1、从串联机器人到串并混联机器人
目前工业机器人大多是你人手臂的串联机构，需在各关节上设置驱动装置，各臂的运动惯量较大，难以实现高速或者超高速操作。
串并混联机构兼有并联机构刚度大喝串联机构工作空间大的有点，是今后机器人机构的一个重要发展方向。
2、从刚体机器人到刚柔体机器人
对于结构复杂不与紧凑的产品，其中配检测以及清理的工作空间往往具有狭小紧凑的特点，刚体机器人由于关节吃寸太大，往往难以在狭小空间完成作业。
仿象鼻、章鱼须或蛇等柔性多节结构的灵巧关节工业机器人应运而生，通过楼梯提高机器人末端或本体的可达性与灵活性。
3、从单机器人作业到多机器人协同
当机器人在制造空间分布性、功能分布性、任务并行性以及作业容错性等方面存在局限性，特别是在大尺寸部件焊接与装配中，其灵活性、可靠性、抗震性和负载能力等方面局限尤为突出。
通过多机器人信号传递、公共工作空间互锁、作业任务，协同实现多机器人协同，正逐渐引起工业界和研究机构的广泛重视。
4、机器人技术与物联网技术相结合的应用
工业机器人与物联网的结合，催生了智能柔性自动化装配焊接应用。
通过物联网的感知功能，赋予工业机器人“五官”，使工业机器人具有视觉、触觉甚至味觉，能够实时采集生产过程中的各种数据。
通过物联网的网络化信息传递智能分析决策功能，赋予工业机器人“智力”，通过将生产过程中的人、物、数据流集成整合，能够完成大部分需要人来完成的工作。
5、机器人技术与虚拟现实相结合的应用
虚拟现实技术与机器人技术的结合，实现了虚拟融合的机器人是示教应用。
在虚拟环境中通过人机交互来完成机器人虚拟示教编程，不仅直观简便，而且可以摆脱对真实机器人的依赖，降低生产成本，提高生产效率，消除安全隐患。
基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感技术，实现机器人的虚拟遥操作和人机交互式遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。
6、机器人技术与模式识别技术的结合
模式识别用于机器人的检测非常有效，能够检查机器人加工的零件有没有质量的瑕疵，有没有不符合技术条件，这也是未来工业机器人技术需要重视的。
7、机器人技术与人工智能相结合的应用
现有工业机器人往往被固定在安全的工作地点，在操作人员对其工作任务进行示教后，一旦进入自动运行状态下，机器人与人便完全隔离。
通过传感器检测、人工智能、人机交互等技术与机器人技术的融合，使机器人能够直接与人并肩工作，消除人机之间的防护隔离，将人从简单枯燥的施教工作中解放出来。
工业机器人应用的4大障碍
虽然说了以上趋势，但是对于企业在做数字化车间、推广智能制造、推广机器人等方面，还有四个主要障碍。
1、三个密集的制造模式
这里所说的三个密集的制造模式是指过去的劳动力密集、资源密集和污染密集，虽然改革开放三十多年以来，我们的制造业取得很大的发展和骄人的成绩，但是，这三个密集型指导模式存在的问题也不容忽视。
2、仿制为主的技术路线
改革开放以来我国浙江，江苏、广东、山东沿海经济发展比较快，但是企业大部分的产品都是仿制为主，特别是区域经济的带动，(区域经济好比一家做领带，然后家家户都做领带)，在短缺经济的时候，块状经济起了很大的作用，解决东西短缺的问题，但是现在市场经济成熟了，几乎每个行业都有出现了产能过剩，所以仿制为主的技术路线成了很大的问题。
3、低价竞争的营销策略
现在很多企业把新的价格作为最大优点，一个产品由于跟随了仿制为主的技术路线，一家产品生产出来，可以卖100块，但是再过半年，旁边一个厂生产出来就卖80块，再过半年旁边一个厂生产出来卖60块，等到卖60块的时候谁都没有钱赚，所以制造业存在的问题，很大程度是低价竞争的营销策略造成的。
4、粗放生产的车间管理
目前很多企业还是粗放型的，用机器人根本解决不了什么，这不是机器人的问题，而是精益生产的问题。
工业机器人的几点思考与建议
除了以上演讲内容之外，谭建荣在最后还简略的发表了一下关于工业机器人的几点思考与建议。
比如谭建荣提到，工业机器人应用要创新设计先行，想推广工业机器人，首先要创新设计先行。做智能制造、机器人应用，效率固然能够大大提升，但是，这只解决了产品怎么做的问题，至于做什么的问题还没有解决。所以创新与设计是工业机器人发展的要素之一。
另外还有上文说过的问题，谭建荣也相应提出了意见，比如工业机器人要与大数据结合、与模式识别结合、与虚拟现实结合、与精益生产结合等等。为业界提出了一些中肯的意见。
