構建數據基礎 機器人讓工業互聯網更“智能” 

徐曉蘭

2019年08月26日17:47  來源:人民網-科技頻道
 

工業互聯網是推動高質量發展的國家戰略性新型基礎設施,具有大范圍、多場景、低時延、高可靠的典型特征,需要集中投入和著眼長期回報。工業互聯網的建設目標,是要圍繞陸、海、空、天形成全維度覆蓋,面向虛擬世界與物理世界打通全領域連接,針對人類生產生活提供全方位支撐。

目前,工業互聯網正在兩化融合與智能制造的基礎上持續擴大和升級,從內部拓展到外部,從串行上升到並行,從線性發展到非線性,進一步促進大數據、雲計算、人工智能、5G等新一代信息技術與制造業的深度融合。工業互聯網通過數據、勞動、技術、資本、市場等全要素的全面互聯,供應鏈、創新鏈、服務鏈、物流鏈、金融鏈等全產業鏈上下游的高度協同,以及從價值單點式遷移到價值網絡化共生,從商品交換到信息交換再到知識和能力交換的全價值鏈革新重構,大幅提升工具的效用及效率,顯著優化決策的流程與機制,持續創新以定制化、服務化、融合化為特征的生產方式、組織形式和商業范式,實現供給側與需求側的精准對接和實時匹配,構筑數字化、網絡化、智能化的新型生產制造體系和服務體系,賦能制造業和實體經濟轉型升級。

機器人既是先進制造業的關鍵支撐裝備,也是改善人類生活方式的重要切入點,其研發及產業化應用是衡量一個國家科技創新、高端制造發展水平的重要標志。根據機器人的應用環境,國際機器人聯盟(IFR)將機器人分為工業機器人和服務機器人。其中,工業機器人指應用於生產過程與環境的機器人,主要包括人機協作機器人和工業移動機器人﹔服務機器人則是除工業機器人之外的,用於非制造業並服務於人類的各種先進機器人,主要包括個人/家用服務機器人和公共服務機器人。

我國結合自身技術和產業發展實踐,將機器人劃分為工業機器人、服務機器人、特種機器人三類。其中,工業機器人指面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人,在工業生產加工過程中通過自動控制來代替人類執行某些單調、頻繁和重復的長時間作業,主要包括焊接機器人、搬運機器人、碼垛機器人、包裝機器人、噴涂機器人、切割機器人和淨室機器人。服務機器人指在非結構環境下為人類提供必要服務的多種高技術集成的先進機器人,主要包括家用服務機器人、醫療服務機器人和公共服務機器人,其中,公共服務機器人指在農業、金融、物流、教育等除醫學領域外的公共場合為人類提供一般服務的機器人。特種機器人指代替人類從事高危環境和特殊工況的機器人,主要包括軍事應用機器人、極限作業機器人和應急救援機器人。

支撐構建工業互聯網的數據基礎

工業數據是工業互聯網採集、傳輸、存儲、分析和應用的關鍵資源要素, 並隨著工業互聯網創新發展戰略的深入貫徹實施而不斷被賦予新的使命,成為助推現代工業體系升級和支撐制造業數字化、網絡化、智能化轉型的基礎動力。部署在生產制造現場的機器人能夠通過大范圍、深層次的工業數據採集,以及異構數據的協議轉換與邊緣處理,構建工業互聯網的數據基礎。主要分為三種方式:一是通過各類通信手段接入其他不同設備、系統和產品,採集海量數據﹔二是依托協議轉換技術實現多源異構數據的歸一化和邊緣集成﹔三是搭載邊緣計算功能實現底層數據的匯聚處理,並實現數據向雲端平台的集成。

協助拓展工業互聯網“智能+”效用

引導集聚大量智能化要素。機器人作為工業互聯網體系的重要組成部分,承載著大量相關系統、工藝參數、軟件工具、企業業務需求和制造能力,引導匯聚和鏈接著大量工業資源,通過交互協同和迭代優化,為智能的產生提供必要基礎,創造制造業智能化發展的前提條件。

帶動工業資源智能化配置。機器人能夠發揮工業互聯網平台的重要作用,成為工業全要素鏈接的樞紐,向上對接工業應用,向下連接海量設備,持續沉澱和積累海量具備應用推廣價值的工業經驗與知識模型,通過更為科學、高效的工業資源配置方式及路徑,驅動制造業體系和生態的智能化升級與運轉。

有效突破制造業智能化升級瓶頸。機器人搭載的計算架構日益先進,並能夠與高性能雲計算基礎設施相聯通,從而實現對海量異構數據的集成、存儲與計算,切實解決工業數據爆炸式增長與現有工業系統計算能力不相匹配的瓶頸問題,加快制造業以數據為驅動的網絡化、智能化進程。

工業互聯網對機器人發展有怎樣的促進作用

協助機器人實現互聯互通與數據共享。通過基於工業互聯網的大數據技術實現機器人相關數據分析與共享,減輕勞動強度,改善作業環境,從整體上提高生產率、降低成本。據統計,採用工業互聯網的機器人能夠幫助生產企業的生產效率提高8%-15%,而生產成本降低8%-15%。

有效降低機器人損耗及維修成本。通過遠程實時數據監控管理和報警,及時同步生產管理狀況,使機器人在工作期間有效地降低物耗,有效避免變形、劃傷、碰傷,每年可以減少30%以上的維修造成的停產成本。

支撐機器人開展定制化生產。通過工作模型的設計與優化,使機器人快速適應多品種、小批量的定制化生產,產品快速更新換代,適應日益激烈的市場競爭,有效節約投資,形成規模效益。(作者徐曉蘭系世界機器人大會秘書長、中國電子學會副理事長兼秘書長、中國工業互聯網研究院院長)

 

(責編:楊僧宇、喬雪峰)

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