工業4.0下，工業機器人在智能工廠的角色

佘睿杰

制造業是國民經濟的重要支柱，目前我國制造業正處在轉型升級的重要關口上，而“中國制造2025”規劃的出現讓面臨轉型困難的制造業看到了新機會。“中國制造2025”被業內視為中國版本的“工業4.0”，其主線就是信息技術與制造技術的深度融合。在“工業4.0”時代，工廠生產機器將會通過物聯網技術實現高度互聯，并最終將人和機器連接起來，結合軟件和大數據分析，為制造商和客戶帶來更高效、更自動化、更節約成本的解決方案。因此要實現制造強國的目標，意味著需要制造業提升效率和效能，實現生產智能化的突破。

工業機器人是工業4.0的重要一環

工業4.0是采用智能化方式完成從需求產生到產品交付行為的全過程。從產業鏈的角度看，工業機器人在生產制造環節中扮演重要角色，比如常見的串聯機器人、SCARA機器人、新興的并聯機器人再到工廠內部的移動AGV，工業機器人貫穿生產各個領域，屬于生產設備執行層的一個智能終端。

在工業制造的過程當中，大量使用工業機器人是近幾年來制造業企業轉型升級的一個重要突破點。根據有關部門的統計顯示，自從2013年以來，中國已經成為世界上最大的工業機器人市場，在生產制造領域使用工業機器人的數量大幅度攀升。又隨著近年來，工業機器人產業與“中國制造2025”及工業4.0等戰略方針的深度綁定，已成為我國十三五規劃戰略的重要組成部分，這在一定程度上促進了我國工業機器人產業的快速發展。面對工業制造不斷提出更高要求、自動化工廠不斷升級的今天，工業機器人作為自動化設備已成為工業4.0時代的重要標志之一。

工業4.0從數字化工廠到智能工廠

智能化和網絡化是未來工業4.0的未來發展方向。智能工廠是工業4.0的最終形態，而實現智能工廠的前提是數字化工廠的建立和整合。

數字化工廠是實現工業4.0的第一步，它是以產品全生命周期的相關數據為基礎，在計算機虛擬環境中，對整個生產過程進行仿真、評估和優化，并進一步擴展到整個產品生命周期的新型生產組織方式。數字化工廠是產品設計和產品制造之間的主要橋梁，它的出現給我國制造業注入了新的活力。不過，數字化工廠并不等于完全用自動化設備取代人，而是以自動化信息搭建幫助企業提高生產效率。

智能工廠是在數字化工廠的基礎上打造出信息數據融合的智能生產系統。數字化工廠重點在于如何改善質量，控制成本，提高效率等。而智能工廠則更多的強調智能決策，人機交互，虛擬仿真等，構建端到端自動化交付流水線，實現企業價值鏈的業務集成。

智能制造，不是簡單粗暴地在工廠里添置機器人，也不是打造無人工廠。智能制造的核心是用戶能夠通過人性化的服務從繁冗的工作流程中抽身出來專注于創新。據悉，眾多國內外機器人企業如ABB、FANUC、安川、庫卡以及勃肯特等都在打造智能工廠，在未來以智能化工廠為載體，通過實時智能化決策，管理復雜的生產，實現動態、自主生產模式，滿足客戶個性化需求。

工業機器人在未來工廠中的地位如何？

在不久的將來，工廠自動化生產線上將有大量組裝機器人旁邊的工人，他們將和機器人一起完成工作。

工人和機器人將在零距離合作，這就是我們所說的人機合作。

這是未來智能工廠不可缺少的一部分，也是未來制造業發展的趨勢。在大規模生產不斷減少的時代，定制化生產逐漸發展起來。在制定生產過程中，每個生產步驟都應盡可能靈活。人機合作提供了這種靈活性，可以快速調整生產.工人與機器人之間的零距離接觸，雖然提高了生產效率，但人與機器之間可能存在“摩擦”或“傷害”。因此，安全已成為首要考慮因素。作為安全功能的一個組成部分，控制部件（如扭矩監測或速度監測）必須符合國際標準的要求。

人機之間有四種不同的合作形式：第一種是監控和停止安全。如果員工進入共享工作區，則機器人停止工作，當員工離開共享工作區時，機器人可以自動重新啟動二是手持式指導.機器人的運動由人工手持來引導和控制。第三，速度和距離監測。當機器人和工人互相靠近時，機器人的速度會降低，當兩邊之間的距離被拉近時，機器人會再次提高速度。第四，電力和壓力限制，這是最新的工作方式。在這種情況下，工人和機器人的移除僅限于通過技術手段不造成傷害。