“多節點控制”:機器人智能化突破口
http://www.debgrams.com 2015-04-28 10:06 來源：中國電子報
日前，國務院召開常務會議部署加快推進實施“中國制造2025”，實現制造業升級，中國版“工業4.0”正在漸行漸近。發達國家在實現制造業升級的過程中是以機器人為核心的智能裝備為抓手而發展起來的。從“中國制造”走向“中國智造”也不應當例外，即中國制造裝備業將經歷一個智能化的過程。d 日前召開的"機器人與智能系統院士論壇"上，各方專家對此進行了充分論述，探討我國機器人產業和智能制造業的創新契機和發展道路。
智能制造突破從機器人開始
智能制造一般涵蓋智能制造裝備、智能制造系統、智能制造服務等，其中智能制造裝備是智能制造發展的核心突破點。
“中國制造2025”被視為“用三個10年完成中國從制造業大國向制造業強國轉變”的第一個10年路線圖，使得智能制造裝備成為當前最受關注的行業之一，全國多個地方都在積極謀劃智能制造業的發展。而根據國際經驗，機器人的智能化將是智能制造的產業核心。對此，中國科學院院士熊有倫認為，智能制造一般涵蓋智能制造裝備、智能制造系統、智能制造服務等，其中智能制造裝備是智能制造發展的核心突破點。
智能制造是將人類智慧物化在制造活動中并組成人機協調合作系統。機器人不再是簡單代替人工作業，實際上是改變人類的生產方式，幫助各行業提高生產效率和產品質量，實現節能增效的現代化生產及管理。
“智能制造系統的發展涉及市場與環境、制造需求、多品種多批量、高質量低成本等要求，這是一個系統綜合協作。要提高競爭力，提高工作效率，縮短生產周期，提高柔性，機器人和智能系統將成為持續發展的發動機。”熊有倫進一步表示。
90%的企業智能化程度未成熟
近幾年中國市場的需求尚未達到非常高精端的地步，簡單生產線上機器人替代人工作業有所普及，復雜應用仍需時間。
如何實現工業機器人的智能化是當前需要解決的重點問題。中國制造業與發達國家相比還有差距，特別是在智能化方面。相比在上世紀70年代就已經開始致力智能制造的發達國家來說，中國的智能制造業晚了許多。有業內專家認為，目前中國企業的智能化水平參差不齊，僅有10%左右的大企業智能制造水平較高，尚有90%的企業智能化程度未成熟。
三菱電機株式會社名古屋制作所市場&產品企劃部機器人課申德山表示，高精度高速度的智能化機器人肯定是未來的發展方向，近幾年中國市場的需求尚未達到非常高精端的地步，簡單生產線上機器人替代人工作業有所普及，但是復雜應用的取代仍需時間。
但是，從歐美市場對于機器人的智能化、信息化需求來看，要求是很高的。可以預見若干年后的中國也必然有同樣的需求。對于機器人廠商來講，既要前瞻發展進行新功能新產品的研發，引導市場和技術方向，又要兼顧市場的實際需求狀況。
與周邊傳感、控制、通信系統作好結合
從工業控制的角度來說，多節點控制以及不同節點的通信協作是當前的關鍵之一。
就目前而言，機器人智能化的關鍵是如何與通信系統以及周邊傳感器、控制器結合，實現有效應用。這是大多數企業關注的重點。Atmel高級總監吳群認為：“從工業控制的角度來說，多節點控制以及不同節點的通信協作是當前的關鍵之一。”
原來在工廠結構化環境下工作的自動機器或工業機器人，適合于大規模、較少柔性和變動的生產環境，對智能程度并無過高要求。隨著自動化應用領域的擴展對智能機器人及系統提出了新的需求，要滿足不同的非結構環境下的不同需求，必須具有綜合集成和自主的能力，特別是向著多機器人協作發展。這就需要良好的通信協作能力。“我們覺得互聯互通變成了一個非常重要的環節，當然還有采樣。Atmel在產品設計和規劃里把互聯互通、Sanser、安全、安防系統作為重點進行考量。這個過程里可以看到MCU技術，加上互聯互通技術、傳感器等的巨大作用。如果我們把這幾個模塊集成到一顆芯片里，這個芯片將非常適合未來工業4.0時代的需求。”吳群指出。
此外，感知也是機器人智能化的基礎，包括“感覺”(傳感)和“知道與理解”(信息融合與利用)。高通公司中國研究中心主任侯紀磊認為，機器人需要一個更加強大的對環境的感知能力。我們在開發Snapdragon這個系統芯片的過程中，除了導航、定位和慣性導航系統、環境之外，對于各種各樣的OEM有非常寬泛的支持，比如Sensor assisted。在復雜的環境下進行定位是一個挑戰，Sensor assisted可以幫助人們糾正誤差，使得未來機器人在復雜環境下工作獲得良好支持。
在機器人向智能化的發展中，多機器人協作系統是一類具有覆蓋性的技術集成平臺。如果說單個機器人的智能化還只是使個體的人變得更聰明，那么多機器人協作系統則不但要有一批聰明的人，還要求他們能有效地合作。所以它不僅反映了個體智能，而且反映了集體智能，是對人類社會生產活動的想象和創新探索。
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