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AI和智能机器人推动工业自动化增长|2023年五大机器人发展趋势

www.cechina.cn2023.03.21阅读 6103

  
       人工智能(AI) 的进步正在帮助机器人在不同情况下变得更聪明、适应性更强,赋予它们更多的功能和灵活性。
  先进机器人制造(ARM)研究所首席技术官Chuck Brandt说,让机器人技术专家从房间里尖叫出来的最快方法之一,就是要求他们的机器人处理布料——这是众所周知的工业机器人难以处理的材料。
  工业机器人的难题
  "这就是为什么服装装配设施,不仅在美国,而且在世界各地,看起来仍然像是直接从19世纪出来的控制工程网版权所有,一排又一排由人操作的缝纫机。"Brandt说。
  解决这一自动化挑战正是ARM研究所团队喜欢解决的问题类型。作为其开发未来制造技术承诺的一部分,ARM研究所促进了西门子、Bluewater Defense、Sewbo和加州大学伯克利分校之间的合作,以创建一种新的机器人装配工艺,通过将其织物层与水溶性热塑性聚合物贴合来加固服装。
  从那时起,ARM研究所开发了一种可以执行底部包边(在T恤底部进行圆形缝合的过程)的系统以及个人防护设备(PPE)的自动化质量保证流程。
       
  高度定制化的需求
  ARM研究所的未来项目远远超出了服装组装的范围。预计2023年,该研究所预计将完成多个领域的研究,包括高精度自适应加工,高能材料的安全机器人处理以及AI辅助机器人编程。
  随着制造业本身发生正在根本性的变化,人工智能和灵活的机器人系统已成为关键技术。
  制造业正在从传统的低混合/大批量设置,过渡到通过高混合/小批量制造工艺,以实现更大的定制化需求。"这就产生了对机器人系统的需求,这些系统可以快速、智能地适应不同的产品。虽然我们在技术方面还没有完全达到目标,但它会发生的。" Brandt说。
  基于AI的机器人视觉
  制造业即将开始看到人工智能对工厂的影响,Apera AI公司首席执行官Sina Afrooze表示,该公司专门从事基于AI的机器人视觉应用。
  "许多公司已经开始探索。但很多制造业工作,如装配、料箱拣选、进料和机器维护等,历来都不是基于AI应用的最合适选项。因此,制造商还没有充分发挥其自动化潜力。"
  Apera AI开发了一种技术,可以在AI的支持下实现3D机器人引导。该公司的短期重点是为客户提供一整套技术,包括传统上远远超出工业自动化系统能力的高价值任务。
  "我们希望将广泛的任务摆在桌面上,从定位和路径规划到智能抓取和手部检查,而不是传统的检查设置,让零件在传送带上移动,相机只是在零件移动时拍摄快照。"Afroze说。
  未来可以期待看到更多包含创造性解决问题能力的系统。"像料箱拣选这样的任务对机器人来说是一个挑战,因为机器人很难准确地从箱子中抓取零件。人类可以轻松做到这一点。这也是技术的发展方向。"Afroze说,"未来AI将真正接管运动规划,并提出学习策略,自动引导机器人适应不同的情况。"
  Afroze预计,工业机器人的成本将在智能化增长的同时下降。这将突然使公司向各种应用开放,在这些应用中部署机器人以前可能不会被考虑,因为它太昂贵而无法证明投资的合理性。但当成本真正下降时,它完全改变了游戏规则。
       
  智能机器人在制造业中的兴起
  ARM研究所的大部分工作都集中在智能机器人技术上,Brandt预计这一领域将在未来几年内实现快速增长。
  "每个人可能都看过汽车工厂里机器人排长队工作的视频。这项技术都非常成熟。但这些机器人往往只做一件事,非常好,一遍又一遍。它们不一定是你所说的'智能机器人',因为它们的适应能力非常有限。"
  受过去十年协作机器人日益普及的部分启发,Brandt设想了未来的制造业场景,人类和机器人使用自适应、灵活的机器人系统安全有效地协作,该系统可以轻松处理产品线的变化。
  虽然自动化传统上是大公司的专利,但Brandt预计未来几年中小型企业将以越来越快的速度采用机器人技术。"像AI这样的技术将改变我们看待制造业的一些方式www.cechina.cn,以及我们如何定义和实现不同水平的生产力,但预计在劳动力方面也会看到新的方法和战略。"
       
  2023年五大机器人趋势
  全球正在运行的机器人存量创下了新的记录--约为350万台,安装价值估计达到157亿美元。国际机器人联合会(IFR)分析了影响2023年机器人和自动化的五大趋势。
  "机器人在保障世界各地制造商不断变化的需求方面发挥着根本作用,"国际机器人联合会主席Marina Bill说,"机器人技术的新趋势吸引了从小型企业到全球OEM的用户。"
  1 - 能源效率
  在能源成本上升的情况下,能源效率是提高公司竞争力的关键。采用机器人技术在许多方面有助于降低制造业的能源消耗。与传统的装配线相比,可以通过减少加热来实现可观的能源节约。同时,高速运转的机器人提高了生产效率,使制造业变得更加省时、省力。
  今天的机器人被设计成消耗更少的能源,这带来了更低的运营成本。为了达到生产的可持续发展目标,公司使用配备了节能技术的工业机器人:例如,机器人控制器能够将动能转化为电能,并将其反馈给电网。这项技术大大减少了机器人运行所需的能量。
  另一个特点是智能节电模式,在整个工作日按需控制机器人的能源供应。由于工业设施即使在今天也需要监测其能源消耗,这种连接的电源传感器可能会成为机器人解决方案的行业标准。
  2 - 重新设厂
  韧性已经成为各行业重新设厂的重要驱动力。例如,汽车制造商大量投资于短的供应线,使流程更接近客户。这些制造商使用机器人自动化技术,以低成本、大批量的方式制造强大的电池,以支持其电动汽车项目。这些投资使重型电池的运输成为多余。这一点很重要,因为越来越多的物流公司出于安全原因拒绝运输电池。
  将微芯片生产迁回美国和欧洲是另一个回流趋势。由于现在大多数工业产品都需要半导体芯片来运作,因此靠近客户的供应是至关重要的。机器人在芯片制造中起着至关重要的作用www.cechina.cn,因为它们能满足对精度的极端要求。专门设计的机器人可以实现硅片制造的自动化,接管清洁和清洗任务或测试集成电路。
  3 - 更容易使用的机器人
  机器人编程已经变得更加容易,非专业人士也可以使用。软件驱动的自动化平台供应商为公司提供支持www.cechina.cn,让用户在没有编程经验的情况下管理工业机器人。原始设备制造商与低代码甚至无代码的技术合作伙伴携手合作,允许各种技能水平的用户对机器人进行编程。
  易于使用的软件与直观的用户体验相搭配,取代了大量的机器人编程,开辟了新的机器人自动化机会。新成立的软件公司正在进入这个市场,为中小型公司的需求提供专门的解决方案。
  例如:传统的重型工业机器人可以配备传感器和允许协作设置操作的新软件。这使得工人很容易调整重型机械以适应不同的任务。因此,公司将获得两方面的好处:坚固而精确的工业机器人硬件和最先进的cobot软件。
  易于使用的编程接口,使客户能够自己设置机器人,也推动了新兴的低成本机器人新领域。例如,轻松的设置和安装,用预先配置的软件来处理抓手、传感器或控制器,以支持低成本的机器人部署。
  4 -  AI和数字自动化
  在数字技术进步的推动下,机器人供应商和系统集成商提供新的应用,并在速度和质量方面改进现有的应用。连接的机器人正在改变制造业。机器人将越来越多地作为连接的数字生态系统的一部分来运作。
  云计算、大数据分析或5G移动网络为优化性能提供了技术基础。5G标准将实现完全数字化的生产,使车间的电缆变得过时。
  AI为机器人技术带来了巨大的潜力,在制造业中实现了一系列的好处。在机器人技术中使用AI的主要目的是为了更好地管理外部环境的可变性和不可预测性,无论是实时,还是离线。这使得支持机器学习的AI在软件产品中发挥着越来越大的作用,运行中的系统也从中受益,例如,优化流程、预测性维护或基于视觉的抓取。
  环境的可变性和不可预测性越大,AI算法就越有可能提供一个具有成本效益和快速的解决方案。例如,对于处理数百万种定期变化的不同产品的制造商或批发商。在移动机器人需要区分它们遇到的物体或人并作出不同反应的环境中,AI也很有帮助。
  5 - 工业机器人的第二次生命
  由于工业机器人的使用寿命长达30年控制工程网版权所有,新技术设备是赋予旧机器人 "第二次生命"的绝佳机会。ABB、Fanuc、KUKA、史陶比尔或安川等工业机器人制造商在其客户附近设立了专门的维修中心,以资源高效的方式对旧设备进行翻新或升级。这种为机器人制造商及其客户准备的维修策略也节省了成本和资源。为客户提供长期维修是对循环经济的重要贡献。
  由于工业机器人的使用寿命长达30年控制工程网版权所有,因此新技术设备是赋予旧机器人"第二次生命"的绝佳机会。例如,ABB、Fanuc、KUKA或Yaskawa等工业机器人制造商在其客户附近设立了专门的维修中心,以资源高效的方式翻新或升级旧设备。这种机器人制造商及其为客户准备的维修策略也节省了成本和资源。为客户提供长期维修也是对循环经济的重要贡献。
       
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