生產(chǎn)線上的變形金剛

時間:2011-09-23

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:此后機器人的進化朝著兩個方向:人工智能的進化和機械臂精細化動作的進步

  給你一秒鐘說出這個世界上的機器人數(shù)量……好了,答案是超過百萬,并且未來三年內(nèi)這個數(shù)字至少還會翻一倍。因為2011年7月29日,郭臺銘宣布三年后富士康擁有機器人的數(shù)量將超過100萬臺,而它現(xiàn)在只不過擁有一萬臺左右。

  和電影里酷酷的那種人形機器人相比,這些機器人大多不會具有人體的形狀,而且也不需要。它們也不會出現(xiàn)在街頭巷尾,它們只會出現(xiàn)在富士康深圳和山西晉城的工業(yè)園中。它們大多以機械臂的形態(tài)存在—這是流水線上最常見的工業(yè)機器人形態(tài)。

  某種程度上,這些機器人可以看成是生產(chǎn)線的一部分,不過它們的的確確在成為人類的工友,或者干脆搶走了某些人的工作。因為它們能完成或簡單或復(fù)雜的工作,而且吃苦耐勞,無所抱怨。

  如果要用“人”的概念來理解這些生產(chǎn)線上的鋼鐵之軀也可以。人由大腦發(fā)出指令,由肌肉帶動某個具體部位,然后進行動作;這些生產(chǎn)線上的機器人則用計算機控制系統(tǒng)作為大腦,由驅(qū)動系統(tǒng)作為肌肉,然后驅(qū)動機械臂進行作業(yè)。

  最初的工業(yè)機器人其實被稱之為自動化機器更為合適。通過簡單的指令輸入,這些機器能進行簡單操作,比方說左右上下的搖擺。

  對于實用主義者而言,不具備人形的機器人可能不酷,但足以帶來效率、生產(chǎn)力和金錢。1959年喬治·德沃爾(GeorgeDevol)和約瑟夫·英格伯格(JosephEngelberger)制造出第一臺工業(yè)機器人后成立了一家機器人制造工廠。他們覺得這些搖擺足以完成一些工作,例如簡單的噴涂,并且期待它能像蒸汽機那樣給人類的生產(chǎn)帶來飛躍。

  此后機器人的進化朝著兩個方向:人工智能的進化和機械臂精細化動作的進步。計算機科學(xué)使得人們能通過編程向機器人發(fā)出較為復(fù)雜的指令,而對機械臂軸承關(guān)節(jié)等的設(shè)計則使機器人能執(zhí)行精細化程度較高的動作。

  例如,通常剪板機的操作需要有許多操作工人進行重復(fù)作業(yè)—一兩個工人在吊車的幫助下從料架上取下板料,在剪板機的工作臺定位,用一個帶標尺的前擋料或后檔料手動設(shè)置剪切參數(shù),推動板料到刀具下剪斷。如果板料不止一個邊需要剪斷,他們還需要旋轉(zhuǎn)板料。

  現(xiàn)在,一臺手臂承重能力為1000公斤的機器人可以從料架上抓取板料,放置在剪板機的工作臺上。機器人和一個外置伺服電機連接,這一電機會接受計算機的指令。當計算機發(fā)出指令后,機器人就能把板料需要剪切的部位精確地推到剪板機的刀具下。信號會命令機械手的張合以及抓緊,也會告訴機械臂在推動板料時應(yīng)該推進多少以剪切出合乎尺寸的板料。當板料不止一個邊需要剪切時,機械臂會在一次剪切完成后迅速把材料調(diào)轉(zhuǎn)一個方向。

  “在手工作業(yè)時,3個人需要大約5分鐘把板材放置到起重裝置上,但是這樣的操作機器人只要20秒鐘?!毖邪l(fā)出這個機器人的萊恩鋼鐵公司合伙人邁克·戈登說。

  對于富士康而言,盡管中國擁有廉價的勞動力成本,但在一些重復(fù)性較強的工種上用機器人替代也是一件性價比很高的事情?!氨热?,1個機器人可以連續(xù)工作24小時,一般可以頂替2至3個人的工作量,單件產(chǎn)品所需要的生產(chǎn)時間也被大大縮短,而且生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性也很高?!鄙虾1比藱C電科技有限公司總經(jīng)理朱振友在接受《第一財經(jīng)周刊》采訪時說。

  在未來,工業(yè)機器人能承擔的將不僅僅是重復(fù)性較強的工作。人們希望機器人能夠越來越適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境,就像一個真正的工人那樣。現(xiàn)在,人工智能朝著“機器學(xué)習”方面做出的努力使得這成為了可能。這些工業(yè)機器人會裝置上傳感器,通過這些傳感器來獲得周圍環(huán)境的大量數(shù)據(jù),然后通過算法對這些數(shù)據(jù)進行分析,建立模型,最后完成具體的應(yīng)用。一個例子是,裝上攝像頭的機器人可以完成對顏色的分揀工作。

  “機器人負重從0.5公斤到1.35噸不等,但能從同一個平面上,挑選不同顏色、相同形狀的機器人是目前技術(shù)含量最高的智能機器人。”上海發(fā)那科機器人有限公司總經(jīng)理錢暉說。他說現(xiàn)有一半的客戶都在訂智能機器人。

  人們在計算機領(lǐng)域獲得的進步還能將不同的工業(yè)機器人放入同一個流水線,讓它們以團隊的方式合作。軟件工程師們通過編程使得這些大家伙不會和它們的“同事”碰撞,或者擠成一團。

  現(xiàn)在,西門子的軟件工程師開始通過“虛擬試生產(chǎn)”來模擬機器人在實際生產(chǎn)過程中的操作,以避免具體應(yīng)用時可能出現(xiàn)的問題。這一方法在實際案例中能幫助企業(yè)縮短30%至50%的作業(yè)時間。

  研究人員努力的另外一個方向是讓工業(yè)機器人的“手”更為靈巧,以能勝任更多工作。其中“抓”和“握”是制造機械手的關(guān)鍵,大多數(shù)機械手設(shè)計都是基于有“指頭”的手爪設(shè)計。例如Vecna公司開發(fā)的機械手每個“手指”最大負重是120磅,敏感度可以精確到幾盎司。內(nèi)置的控制系統(tǒng)負責控制定位、施力程度,這保證了機器手可輕松操作任何尺寸的物品—從擰燈泡到撿包裹。這些努力能使機器人處理更多形狀或者材質(zhì)的產(chǎn)品。

  芝加哥大學(xué)和iRobot公司的聯(lián)合研發(fā)者則試圖用大量微小顆粒材料取代手指,當它需要抓住一個東西時,顆粒材料就被吹起以符合物體的形狀。這些粒狀材料被經(jīng)過真空處理迅速變硬直接捏住物體而不需要經(jīng)過對象的反饋計算才捏住。這比普通的機械手能更牢固地抓住物體。

  ABB公司在考慮這些機器人工人如何能和人類工人共處一室地工作。此前的這些機器人都是龐然大物,在應(yīng)用時通常要與人群隔離,以防止誤傷發(fā)生。這家公司開發(fā)出一些更輕便緊湊的機器人,它可以由一個人用頂部的把手來方便移動,電機也有限制運行功率,甚至機身周圍包裹著軟墊。

  “這能在生產(chǎn)順序發(fā)生變化,或者安排新的生產(chǎn)布局時,讓它們和人類同事很容易就做好配合?!盇BB的發(fā)言人說。

  富士康在這三年中生產(chǎn)的百萬臺機器人或許不會應(yīng)用那么前沿的技術(shù)。它之前遇到的問題是工人們無法像機器人那樣工作,因此試圖用機器人來替代工人。它給自己的標準是,一條生產(chǎn)線上假如60%至70%的操作由機械完成,就可以被認為是全自動化。

  對于富士康而言,工業(yè)機器人是否足夠先進遠不是問題,機器人是否替代了太多工人這才是問題。如果按照1個機器人可以替代2到3個員工的比例計算,100萬臺機器人就可能意味著200萬到300萬個勞動力將被替代。曾經(jīng)在英國和美國都有工人們抗議機器搶走了自己的飯碗,甚至因此砸毀機器,現(xiàn)在,輪到中國了。

  7月29日那晚,郭臺銘表示,富士康將加快轉(zhuǎn)型步伐,但愿之后人的問題不會比機器人的問題更難解決。

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