當(dāng)“阿法狗”(AlphaGo)擊敗李世乭的時(shí)候,到處都是擔(dān)憂人工智能會在將來擊敗人類的聲音,就像好萊塢電影里造反的機(jī)器人工廠那樣。
然而,在“阿法狗”的故鄉(xiāng)美國,他們不僅早已憑借智能化完成了制造業(yè)的復(fù)蘇,而且,甚至開始用機(jī)器人制造導(dǎo)彈了。
事實(shí)上,美國是機(jī)器人的誕生地。早在1962年,這個(gè)國家就研制出世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人。比起號稱機(jī)器人王國的日本,還要早起步五六年。憑借著雄厚的基礎(chǔ),美國如今仍然是機(jī)器人強(qiáng)國,其智能技術(shù)在汽車工業(yè)、航天、軍工等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
對于中外軍事迷來說,雷神(Raytheon)的名字一定不陌生。全球最大的導(dǎo)彈生產(chǎn)商,愛國者導(dǎo)彈制造者—除了這些如雷貫耳的名號,這家公司的機(jī)器人工廠也足以讓人驚嘆。
導(dǎo)彈機(jī)器人流水線
在機(jī)器人工廠沒有出現(xiàn)以前,導(dǎo)彈都是由專業(yè)技師人工裝配生產(chǎn)的。然而,即便是雷神這樣技術(shù)頂尖的公司,仍然有可能出錯(cuò)。
讓機(jī)器人造導(dǎo)彈的理由很簡單:人類難免會發(fā)生失誤,所以最好的辦法就是把人的因素去除,由機(jī)器人處理。
2009年,雷神決定在美國阿拉巴馬州的亨茨維爾建立新廠房,和以前的工廠不一樣,這座耗資7500萬美元的工廠是一座由大量工業(yè)機(jī)器人組成的高自動化廠房。
在這座工廠,你看不到人工搬運(yùn)和裝配零部件的場景。這些任務(wù),都由機(jī)器人來操作完成。
在過去,軍工廠內(nèi)需要人工搬運(yùn)和裝配的零部件,含有不少易爆的材料,十分危險(xiǎn)。而這里,每一臺工業(yè)機(jī)器人都能快速高效地搬運(yùn)材料,既增加了安全性,也節(jié)省了大量時(shí)間。
設(shè)計(jì)師的靈感來自于目前自動化程度相當(dāng)高的汽車制造業(yè),只不過雷神公司所使用的機(jī)器人,價(jià)格更加貴。一般汽車業(yè)的搬運(yùn)機(jī)器人設(shè)備為每臺15萬-25萬美元,但雷神所用的卻達(dá)到了70萬美元。不僅安全性更高,操作方面也不需要人工介入。
所有機(jī)器人以Wi-Fi連結(jié),每一臺機(jī)器人都能隨時(shí)告知自己在廠內(nèi)的位置,因此送錯(cuò)零件的可能性非常小,解決了以往人工裝配錯(cuò)誤的問題。
“這是世界上第一個(gè)用于大型導(dǎo)彈組裝的自動化工廠,采用了最新的機(jī)器人技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù),具有自動化程度高、成本低、安全性高、人物可靠性高等特點(diǎn)。”雷恩公司制造創(chuàng)新部主任表示。
這座工廠一建好,就接下兩筆大單,分別生產(chǎn)美軍專門對付中短程彈道導(dǎo)彈威脅的SM-3(StandardMissile-3)反彈道導(dǎo)彈,和對抗空中威脅的SM-6,前者得到3.5億美元的訂單,后者則有2.43億美元的訂單。
大數(shù)據(jù)系統(tǒng)
雷神在生產(chǎn)過程中還配備了制造創(chuàng)新智能系統(tǒng)(ManufacturingInnovationandIntelligence,MMI),幫助簡化機(jī)器人的生產(chǎn)過程。該系統(tǒng)讓每一個(gè)導(dǎo)彈的零部件都打上條碼。
MES軟件提供商是美國的Apriso,該公司執(zhí)行副總裁湯姆?康斯托克表示,軟件在上世紀(jì)80年代便已出現(xiàn),半導(dǎo)體制造商和其他高科技公司是最初的采用者,但目前正在被越來越多的制造商所采用。
每一個(gè)零部件如何裝配、怎么裝配都被寫入了機(jī)器人的程序當(dāng)中。一旦出現(xiàn)生產(chǎn)上的失誤,哪怕一個(gè)螺絲擰松,MMI系統(tǒng)就會發(fā)出警告,立刻暫停生產(chǎn)線,不讓零件移動到下一工作站,直到問題能夠完全處理為止。
這套系統(tǒng)不只可以快速組裝導(dǎo)彈,還能夠快速拆解導(dǎo)彈。由于導(dǎo)彈生產(chǎn)后,到美國軍方往往需要好幾年的測試才能真正投入使用。一旦零部件出現(xiàn)問題,又要返廠拆解檢測。
雷神高管史蒂芬森表示,這一系統(tǒng)讓雷神能夠在生產(chǎn)過程中檢查到更多瑕疵。過去,一些瑕疵只有在隨后的安全檢測中才能被發(fā)現(xiàn),其他一些可能永遠(yuǎn)也無法知曉。
國防工業(yè)對于零部件的要求很高。如果導(dǎo)彈制造商安裝方式不正確,“都可能導(dǎo)致失敗。”史蒂芬森補(bǔ)充說,“光是最小的螺絲和螺栓,整個(gè)產(chǎn)業(yè)每年都需要花費(fèi)數(shù)百萬美元用于返工、維修和更換。”
有了如此多的工業(yè)機(jī)器人,人在干嘛呢?
大部分時(shí)間,雷神公司的技術(shù)人員都在和機(jī)器人協(xié)同工作。當(dāng)一個(gè)機(jī)器人需要學(xué)習(xí)新任務(wù)時(shí),技術(shù)人員會先在軟件平臺上進(jìn)行一次模擬,然后再傳輸至機(jī)器人。這樣一個(gè)過程通常只需幾個(gè)小時(shí)或者一天時(shí)間,而一旦機(jī)器人完成實(shí)際測試,整個(gè)工廠的其他機(jī)器人就可以快速地完成新任務(wù)部署。
這座自動化工廠,每個(gè)月可以生產(chǎn)4-6顆SM-3導(dǎo)彈,以及10-12顆SM-6導(dǎo)彈,過去80-100位員工的生產(chǎn)力,現(xiàn)在只需要14位技師與36位協(xié)同人員。
全3D打印導(dǎo)彈
按照雷神目前的發(fā)展進(jìn)度,未來幾年在戰(zhàn)場上看3D打印的導(dǎo)彈,也請不要驚訝。
就在2015年,雷神宣布,利用3D打印技術(shù)制造了下一代制導(dǎo)武器所需的幾乎所有組件,其中包括火箭發(fā)動機(jī)、導(dǎo)彈尾翼、用于制導(dǎo)和控制系統(tǒng)的部件等。
開發(fā)全3D打印導(dǎo)彈,力爭用增材制造技術(shù)補(bǔ)充或取代傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝制造導(dǎo)彈部件,是雷神未來發(fā)展規(guī)劃的一部分。
雷神的制造經(jīng)理赫爾說:“我們的供應(yīng)鏈相對變得更簡單,開發(fā)周期也變得更短,我們得到東西就更快,可以測試更多更復(fù)雜的設(shè)計(jì)。”
赫爾認(rèn)為,未來3D打印導(dǎo)彈將成為一種簡化的流程,允許士兵當(dāng)場打印并組裝導(dǎo)彈。雖然仍然有很長的路要走,但這不是幻想。
目前,雷神面臨的最大挑戰(zhàn)之一是制作復(fù)雜的電子電路和微波元器件,正在研究利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)精密雷達(dá)和導(dǎo)航系統(tǒng)用于公司的防空反導(dǎo)系統(tǒng)。雖然電路制作可以使用噴墨印刷技術(shù),但雷神公司希望通過研究利用3D打印技術(shù)可制作更復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu),最終,打印出一個(gè)融合在一起的集成系統(tǒng)。
機(jī)器人造宙斯盾
美國另一大軍火商,洛克希德?馬丁公司生產(chǎn)的宙斯盾(AEGIS),是美國海軍為了滿足艦載防空系統(tǒng)的需要而開發(fā)的“先進(jìn)的艦用導(dǎo)彈系統(tǒng)”,Aegis是古希臘神話中大神宙斯的盾。在美國海軍看來,“宙斯盾”作戰(zhàn)系統(tǒng)可以有效地防御敵方同時(shí)從四面八方發(fā)動的導(dǎo)彈攻擊,它構(gòu)成了美國海軍艦隊(duì)的堅(jiān)固盾牌。
自從20世紀(jì)80年代初AEGIS武器系統(tǒng)第一次用在美國提康德羅加級巡洋艦上以來,該系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行了多次升級。
如今,這家公司決定用機(jī)器人來制造宙斯盾的關(guān)鍵設(shè)備。
洛克希德?馬丁公司與機(jī)器人設(shè)計(jì)公司Advent簽訂了一項(xiàng)合同,設(shè)計(jì)制造兩套生產(chǎn)AEGIS所需的關(guān)鍵設(shè)備,這兩個(gè)項(xiàng)目均采用視覺導(dǎo)引機(jī)器人解決制造問題。
Advent設(shè)計(jì)公司開發(fā)了一種6軸機(jī)器人,在無人條件下可以完成宙斯盾陣列裝配過程,而且黏合劑涂敷時(shí)間大大縮短。
有理由相信,在接下來幾年,將會有比我們現(xiàn)在所想象的更多樣化功能機(jī)器人出現(xiàn),進(jìn)入到美國的軍工領(lǐng)域。