工业智能化生产：强ai+机器人协作打造未来工厂

智能系统与自主决策论坛探讨工业智能化生产

强ai+机器人协作打造未来工厂

二〇一九世界智能制造大会上展出的工业机器人。记者 冯芃 摄

南报网讯（记者孔伟范杰玉）随着人工智能、机器人、工业互联网等科技深入产线车间，制造业的智能化程度不断加深，挑战也接踵而来。昨日，在世界智能制造大会智能系统与自主决策论坛上，来自中国、德国等地的专家学者，围绕如何进一步提升工业智能化生产，展开了广泛的交流讨论。

经过多年的推广发展，机器人已经是很多企业产线的标配，成为一项智能制造的代表性技术，目前也面临升级转化的挑战。西门子数字工业集团全球拓展战略总监郭心介绍，现在流行的串联机器人，就是常见的单臂机器人，还处于早期阶段，不能算智能化，“从全球产业发展历史来看，目前的机器人相当于是工业化早期的刚性产线工人，自动化程度虽然高，但只能生产单一的产品。”那么随着企业对生产智能程度要求的提高，机器人也面临着升级换代。

如何改造升级目前的产业机器人？来自加拿大工程学院院士张丹介绍一种思路方法：将串联机器人并联化，即在一根主轴上安装三个机器臂，实现协同作业。相比而言，并联机器人更加快速准确高效，“特别是它的准确性，比如在医疗机器人上，我们可以实现精度达到0.5微米的手术操作，这个也可以用在航空、电子等要求高精密加工的行业。”机器臂多了，对机器人技术就提出了新的要求，“需要解决转角和多臂之间的干涉问题，就是要让三条机械臂之间协作更智能，相互之间不能打岔妨碍生产。”

事实上，机器人协作对于系统的智能化提出了很高的要求。鹏城实验室研究员、国防科技创新特区专家梅涛带领团队一直从事水下机器人协作问题的研究实践，他分享了团队在多机器人协作方面的经验，“相比于单体机器人，协同不仅能使多个机器人合作执行复杂任务，还能组成模块化机器人集群，从而大大降低系统成本。”根据他们的实践，要最大限度发挥机器人的合作作业，需要建立一个人工智能程度较高的智能网络系统，“我们现在以知识图谱为基础，设计优化图搜索算法，动态生成各类任务的决策执行序列；基于序列组织水下机器人开展作业任务并行调度，完成整个平台技术操作。”

如果说机器人是身体，那么ai就是大脑，真正实现智能制造，ai一定要发达。德国汉堡科学院院士张建伟表示，目前在工业生产中使用的技术都是弱ai，以辅助人生产为主，“我们现在的所谓ai，能听能读甚至能写，但是远远谈不上思考，这里面牵涉的不仅仅是算法和芯片的问题，数据也非常重要。”根据西门子的预算，到2025年，全球大约将会有1000亿台设备接入物联网，而由此产生的数据将是惊人的，如何使用这些海量的数据将是未来制造业发展的关键。

目前，通过融合ai、大数据等技术，西门子已经在一家无人巴士公司实践了全数字化的生产。每天行驶时间、里程、电池运行情况……在西门子的mindshpere系统里，不仅可以检测记录一台无人巴士的运行情况，甚至还可以追溯到生产源头，西门子数字工业集团全球拓展战略总监郭心介绍，“如果有一个零件出现过热问题，我们不仅可以及时知道，甚至可以追溯到它的生产设计阶段，从而在根本上改进整个车辆的生产设计。”

在人工智能、大数据、机器人等科技的推动下，智能制造到底可以走多远？论坛上，西门子描绘了未来的新能源汽车生产车间：没有长长的生产线，只有一个个单元格式样的生产站，它们负责各自零件产品的生产，无人运输车在生产站之间来往穿梭，而所有的零部件最后由机器人组装完成生产。专家们坦言，目前来说这样的图景只是一个美好的愿望，但是随着技术和产业不断进步这样的未来极有可能。“我们现在有很强的算法，有海量的数据，最重要的是我们有巨大的生产和生活需求，这些都会推动智能制造不断前进。”张建伟院士总结道。