未來機器人的發(fā)展趨勢和應(yīng)用場景

隨著外部要素變化，無論是全球還是中國，近10年工業(yè)機器人的發(fā)展速度有些讓人吃驚。在全球范圍內(nèi)，工業(yè)機器人每年保持15%至20%的增長率。而在中國，根據(jù)ABB的數(shù)據(jù)，2017年中國工業(yè)機器人市場增長率超過50%。

從產(chǎn)品和技術(shù)來看，自上世紀(jì)70年代以來，工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用技術(shù)變化并不大，大多數(shù)工業(yè)機器人用于完成重復(fù)性、簡單枯燥的，甚至危險的工作。目前工業(yè)機器人主要應(yīng)用在有產(chǎn)能、產(chǎn)量需求的規(guī)模化生產(chǎn)中，比如汽車、電子、食品飲料等行業(yè)。

自動化生產(chǎn)線

由于汽車工業(yè)規(guī)模效應(yīng)明顯，汽車行業(yè)一直是工業(yè)機器人應(yīng)用最廣泛的行業(yè)。從去年開始，由于中國市場需求的增加，電子行業(yè)變成了工業(yè)機器人的用戶。同時，機器人也應(yīng)用于食品飲料、金屬制品和塑料制品等傳統(tǒng)行業(yè)。

應(yīng)用方面，未來物流和零售行業(yè)由于對人力的需求高，產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展快，將成為機器人新的應(yīng)用領(lǐng)域。無論是倉庫還是物流行業(yè)本身所需要的分揀工作；無論是上貨、補貨還是零售貨架管理，都是適合機器人的應(yīng)用場景。因此物流和零售行業(yè)將是下一個發(fā)展的新興行業(yè)，也是機器人從工業(yè)向服務(wù)行業(yè)滲透的開始。

由于老齡化和不斷提升的人工成本，在歐洲，對于機器人的需求從大型工廠逐步向中小型工廠甚至小作坊企業(yè)滲透。對于中小企業(yè)來說，生產(chǎn)特點是小批次多品種，生產(chǎn)過程要不停的切換，使用傳統(tǒng)的工業(yè)機器人將耗費過多的切換時間。因此，中小企業(yè)需要小型靈活的產(chǎn)品，機器人的易用性是關(guān)鍵。

如果和計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展類比，目前工業(yè)機器人還處于“巨型機”階段，機器人的“個人電腦”時代還沒有到來?；仡櫽嬎銠C從發(fā)明到普及的歷史，價格降低、體積減小、應(yīng)用易于操作并且用戶友好的圖形界面，是最終使計算機從實驗室走入千家萬戶的三個重要因素。

類似的，成本、人機協(xié)作安全性、易用性是機器人從工業(yè)滲透到其他領(lǐng)域的限制因素。在機器人從工業(yè)向消費領(lǐng)域滲透的過程中，人機交互是制約機器人發(fā)展的因素之一。

無論是從工業(yè)還是其他場景，機器如何與人更好的交互？在工作和生產(chǎn)過程中更好的協(xié)助人去完成工作？人工智能為解決這些問題帶來可能性。在人機交互的可靠性方面，技術(shù)上目前還有待突破。

在工業(yè)機器人方面，現(xiàn)在工廠里的機器人能夠分毫不差的執(zhí)行指令而不犯錯，是因為工程化的設(shè)計、安裝、調(diào)試，需要通過指令在生產(chǎn)線上操作。而未來的理想狀況是，機器人能夠像學(xué)徒工一樣，通過更自然的方式與人交互，能夠在人的指導(dǎo)下從學(xué)徒工變成熟練工。

據(jù)2010年數(shù)據(jù)顯示（ 不包括南美的數(shù)據(jù)），全球有4600家醫(yī)院、商業(yè)實驗室有流水線或前處理設(shè)備。中國于2001年在浙江大學(xué)醫(yī)院引進(jìn)了國內(nèi)一條流水線，截止到目前，有301套流水線或前處理系統(tǒng)。面對火熱的流水線，郝教授在報告中提出了幾個令人深思的問題：第1，流水線是不是等于全自動實驗室？第2，是否每個醫(yī)院都要上自動化流水線？ 第3，流水線真正的效益在哪里？第4，檢驗科是否要大而全？隨著這幾個問題的拋出，郝教授的思考與觀點逐漸清晰與立體。

郝教授分享了西京醫(yī)院上流水線的經(jīng)驗，那就是要先優(yōu)化流程、再上自動化流水線，做好工作流程的分析，再做改造；若有可能，免疫生化要合為一體，還要整合不同品牌和技術(shù)的儀器平臺，檢測啟動自動化的能力條件。此外，還要科學(xué)規(guī)劃，分階段實施采購計劃，有利于降低投資風(fēng)險，在建設(shè)和發(fā)展過程中充分發(fā)現(xiàn)缺點和不足，從而在后階段通過調(diào)整補充得以修改和完善。

郝教授簡要回顧了西京醫(yī)院對流水線系統(tǒng)四次建設(shè)的時間、考慮的要點以及重點解決的問題。通過四次建設(shè)與改造，實驗室工作效率明顯提高。但盡管如此，郝教授仍認(rèn)為，德國門窗自動化生產(chǎn)線誰更專業(yè)，僅僅依靠流水線是難以幫助實驗室持續(xù)發(fā)展的，而流程優(yōu)化是幫助實現(xiàn)自動化發(fā)揮大效益的良好手段。流程管理大的作用是發(fā)現(xiàn)工作中的問題，郝教授血常規(guī)流程改造為例，講述了流程評估的內(nèi)容及目的，從標(biāo)本流轉(zhuǎn)和復(fù)檢情況，分析不同時間不同部門哪些儀器影響了TAT的時間環(huán)節(jié)和因素，找出解決問題的辦法，從而大大提高了報告的時間及工作效率。在談到自動化流水線真正的效益時，郝教授指出，典型的樣品管理流程，很多步驟都是手工操作，有些會有污染的機會，還有些會出現(xiàn)樣品差錯，而上自動化流水線后，在封閉的標(biāo)本處理系統(tǒng)有助于減少了生物源危險，減少差錯率。對于分類或常規(guī)錯誤、分注錯誤和標(biāo)記錯誤，自動化流水線可減少80%以上的錯誤；而生物安全相關(guān)事故更是減少了99.3%的錯誤。從西京醫(yī)院的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，上自動化流水線不僅減少了差錯率，減少了生物危害，更是提高了效率，在樣本增多的情況下，報告發(fā)送時間提前了1.5小時，人工資源得到了合理分配，有更多的精力投入到科研和教學(xué)中。不可忽視的裝自動化流水線后與預(yù)期效果是否一致，配套工作是否到位，耗材成本增加，設(shè)備維修成本增加，設(shè)備故障率增加等現(xiàn)實仍然是需要考慮和注意的。

最后郝教授表明了適合自己需要的才是好系統(tǒng)的觀點，來解答是不是一定要購置自動化流水線這個問題。

自動化換樣檢測設(shè)備

眾所周知，核原料試驗本身就具有危險性，放射性元素、復(fù)雜的空間環(huán)境、精密準(zhǔn)確的操作等，對人員有極高的要求。為改變科學(xué)家在手套箱中操作的換樣檢測工藝，減少人工實驗的危險性、低效性和不準(zhǔn)確性，特針對人工檢測工藝提出了自動化檢測的解決方案。該套設(shè)備的交付，將原本5名負(fù)責(zé)實施、監(jiān)督、統(tǒng)計的檢驗人員減少至2人監(jiān)控，極大的節(jié)省了寶貴的人力資源，增強了檢驗結(jié)果的可靠性，為打造先進(jìn)實驗室起到了典型示范作用。

使用機械臂把所需工件放置到工件框架放置板上，通過水平移動機構(gòu)的左右運行和升級機構(gòu)的上下運行實現(xiàn)對工件的自動檢測（精度±）和換件。工件檢測完畢后，下料機械臂將工件取走，更換下一批待檢測的工件。并且整套設(shè)備具有：工件到位檢測、缺件少件報警及人員誤闖測試區(qū)等各類應(yīng)急處理系統(tǒng)。

自動化生產(chǎn)線

煙感傳感器自動化裝配生產(chǎn)線

某公司的主營產(chǎn)品消防傳感器是集探測煙、塵、光、電于一體的超新型傳感器，具有精密、脆弱、造價昂貴等特性。受此影響，以往的生產(chǎn)中需要人工仔細(xì)的在小型線路板上按孔位準(zhǔn)確插接、點焊、翻轉(zhuǎn)、剪切等，效率低下，并且存在焊口不牢、裝配錯誤的現(xiàn)象發(fā)生，對人體體能也是極大的考驗，易引起視覺疲勞。通過引入自動化生產(chǎn)線，煙感自動化裝配線的投產(chǎn)將節(jié)拍由115s/個提高至85s/個，并且省去了65%的人工，還能實現(xiàn)不同規(guī)格傳感器裝配的頻繁切換。

裝配生產(chǎn)線的總體布置設(shè)計，充分考慮工藝流程系統(tǒng)的合理性，設(shè)備的先進(jìn)性。焊接采用5軸焊接機器人；各電子元件、及配件均采用震動盤準(zhǔn)確輸出；由3軸抓取機器人進(jìn)行抓取裝配；整條生產(chǎn)線僅需1人監(jiān)控即可。

隨著機械與信息技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)工程與精益生產(chǎn)知識的普及，智能制造的提出，自動化生產(chǎn)方式開始逐步在制造業(yè)滲透，并對產(chǎn)品的生產(chǎn)制造起到了明顯的推動作用。制造型企業(yè)正可借此“東風(fēng)”逐步導(dǎo)入自動化生產(chǎn)方式，增強生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量，以應(yīng)對復(fù)雜多變的市場，更可以此為階梯借助大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術(shù)實現(xiàn)工廠的智能制造。使企業(yè)自身產(chǎn)品的知名度與企業(yè)形象得以提升，讓企業(yè)在時代的洪流中屹立不倒。

公司全稱：鄭州科慧科技股份有限公司成立時間：1996年新三板掛牌企業(yè)，擁有28項國家專利，6項軟件著作權(quán)國家高新技術(shù)企業(yè)、智能焊接自動化河南省工程實驗室依托單位、河南省博士后研發(fā)基地、OTC焊接機器人河南技術(shù)中心、河南省機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長單位、鄭州市智能焊接自動化裝備工程技術(shù)研究中心、鄭州市智能焊接裝備工程研究中心。業(yè)務(wù)領(lǐng)域：智能制造整體解決方案。以智能焊接及工藝為切入點，整合產(chǎn)業(yè)鏈資源，為客戶提供數(shù)字化、智能化工廠整體解決方案。