工業(yè)機器人在德國應用廣泛,在工廠服役的機器人已接近20萬臺。不過,伴隨技術進步以及工業(yè)4.0概念的提出,傳統(tǒng)工業(yè)機器人正面臨新挑戰(zhàn),需要更好地掌握感知能力、學習能力、決策能力、與人協(xié)作能力等許多新技能。
現(xiàn)階段,工業(yè)機器人在德國已成熟應用在汽車制造、金屬加工、電氣電子等多個工業(yè)領域。國際機器人聯(lián)合會數(shù)據(jù)顯示,2014年,德國每一萬名制造工人配備有292臺工業(yè)機器人,僅次于韓國和日本。同時,德國的工業(yè)機器人制造水平也全球領先。
德國政府如今提出工業(yè)4.0概念,對未來的工業(yè)機器人提出了新要求。德國機械設備制造業(yè)聯(lián)合會機器人與自動化部門負責人帕特里克·施瓦茨科普夫說,工業(yè)4.0時代,機器人將實現(xiàn)高度互聯(lián),并借助物聯(lián)網技術靈活地與其他設備交流。同時,機器人的移動能力、與人協(xié)作能力等均應加強。
德國漢堡大學教授、機器人專家張建偉認為,未來的智能工廠并非無人工廠,而是需要人和機器更密切地協(xié)作。傳統(tǒng)工業(yè)機器人和工人的工作空間通常是隔離的,新一代工業(yè)機器人則要具備柔性、安全、易操作等特點,同時達到高速和精確,這在技術上是很大挑戰(zhàn)。
此外,工業(yè)4.0時代,機器人不再是獨立的單元,需要具備與其他智能設備的溝通能力、對環(huán)境的感知能力,甚至把復雜信息綜合起來從而作出決策等諸多能力。
張建偉說,工業(yè)4.0要求將智能機器人的很多技術融入到更大的生產系統(tǒng)中。基于云計算和大數(shù)據(jù)的知識建模、物理仿真、多傳感器感知預測等技術,既是工業(yè)4.0的關鍵技術,也是工業(yè)機器人的關鍵技術。因此,工業(yè)機器人的技術發(fā)展可以說是與工業(yè)4.0同步。也正因如此,德國政府大力推動工業(yè)4.0發(fā)展的同時,對機器人相關技術的資助也會進一步增多。
德國聯(lián)邦經濟部最新推出了一系列有關工業(yè)4.0的技術發(fā)展項目,來自工業(yè)界和學界的約100家參與方就14個具體項目展開合作,涉及生產、物流、機器人、服務等多個領域。例如,在“快速工廠”項目中,人將和機器人在同一環(huán)境下協(xié)同工作,實現(xiàn)短時間內從設計到成品的低成本、個性化生產。
盡管沒有從國家層面提出專門的發(fā)展戰(zhàn)略,但德國政府對機器人的支持體現(xiàn)在長期穩(wěn)定的資助中。多年來,德國科學基金會、聯(lián)邦教研部、聯(lián)邦經濟部等均推出過各類科研資助項目,支持機器人相關技術研發(fā)。目前,德國政府對工業(yè)機器人的資助主要集中在能夠符合工業(yè)4.0需求、面向未來的新一代機器人技術。
一些專家認為,德國能在機器人制造方面保持全球領先,除對工業(yè)自動化的巨大需求外,其在機械制造、系統(tǒng)控制、軟件開發(fā)等方面的優(yōu)勢也讓德國發(fā)展制造工業(yè)機器人變得水到渠成。此外,德國產學研結合的研發(fā)體系、良好的科研和技術人才培養(yǎng)機制、有序的競爭環(huán)境、嚴格的知識產權保護等多重保障,也為德國的機器人制造乃至整個德國工業(yè)的強大保駕護航。