生產(chǎn)線上的變形金剛

時(shí)間:2011-09-23

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語(yǔ):此后機(jī)器人的進(jìn)化朝著兩個(gè)方向:人工智能的進(jìn)化和機(jī)械臂精細(xì)化動(dòng)作的進(jìn)步

  給你一秒鐘說(shuō)出這個(gè)世界上的機(jī)器人數(shù)量……好了,答案是超過(guò)百萬(wàn),并且未來(lái)三年內(nèi)這個(gè)數(shù)字至少還會(huì)翻一倍。因?yàn)?011年7月29日,郭臺(tái)銘宣布三年后富士康擁有機(jī)器人的數(shù)量將超過(guò)100萬(wàn)臺(tái),而它現(xiàn)在只不過(guò)擁有一萬(wàn)臺(tái)左右。

  和電影里酷酷的那種人形機(jī)器人相比,這些機(jī)器人大多不會(huì)具有人體的形狀,而且也不需要。它們也不會(huì)出現(xiàn)在街頭巷尾,它們只會(huì)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(jī)械臂的形態(tài)存在—這是流水線上最常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)器人形態(tài)。

  某種程度上,這些機(jī)器人可以看成是生產(chǎn)線的一部分,不過(guò)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?yàn)樗鼈兡芡瓿苫蚝?jiǎn)單或復(fù)雜的工作,而且吃苦耐勞,無(wú)所抱怨。

  如果要用“人”的概念來(lái)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(dòng)某個(gè)具體部位,然后進(jìn)行動(dòng)作;這些生產(chǎn)線上的機(jī)器人則用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)作為大腦,由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為肌肉,然后驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂進(jìn)行作業(yè)。

  最初的工業(yè)機(jī)器人其實(shí)被稱之為自動(dòng)化機(jī)器更為合適。通過(guò)簡(jiǎn)單的指令輸入,這些機(jī)器能進(jìn)行簡(jiǎn)單操作,比方說(shuō)左右上下的搖擺。

  對(duì)于實(shí)用主義者而言,不具備人形的機(jī)器人可能不酷,但足以帶來(lái)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(tái)工業(yè)機(jī)器人后成立了一家機(jī)器人制造工廠。他們覺(jué)得這些搖擺足以完成一些工作,例如簡(jiǎn)單的噴涂,并且期待它能像蒸汽機(jī)那樣給人類的生產(chǎn)帶來(lái)飛躍。

  此后機(jī)器人的進(jìn)化朝著兩個(gè)方向:人工智能的進(jìn)化和機(jī)械臂精細(xì)化動(dòng)作的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)科學(xué)使得人們能通過(guò)編程向機(jī)器人發(fā)出較為復(fù)雜的指令,而對(duì)機(jī)械臂軸承關(guān)節(jié)等的設(shè)計(jì)則使機(jī)器人能執(zhí)行精細(xì)化程度較高的動(dòng)作。

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

  現(xiàn)在,一臺(tái)手臂承重能力為1000公斤的機(jī)器人可以從料架上抓取板料,放置在剪板機(jī)的工作臺(tái)上。機(jī)器人和一個(gè)外置伺服電機(jī)連接,這一電機(jī)會(huì)接受計(jì)算機(jī)的指令。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)出指令后,機(jī)器人就能把板料需要剪切的部位精確地推到剪板機(jī)的刀具下。信號(hào)會(huì)命令機(jī)械手的張合以及抓緊,也會(huì)告訴機(jī)械臂在推動(dòng)板料時(shí)應(yīng)該推進(jìn)多少以剪切出合乎尺寸的板料。當(dāng)板料不止一個(gè)邊需要剪切時(shí),機(jī)械臂會(huì)在一次剪切完成后迅速把材料調(diào)轉(zhuǎn)一個(gè)方向。

  “在手工作業(yè)時(shí),3個(gè)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(jī)器人只要20秒鐘。”研發(fā)出這個(gè)機(jī)器人的萊恩鋼鐵公司合伙人邁克·戈登說(shuō)。

  對(duì)于富士康而言,盡管中國(guó)擁有廉價(jià)的勞動(dòng)力成本,但在一些重復(fù)性較強(qiáng)的工種上用機(jī)器人替代也是一件性價(jià)比很高的事情?!氨热?,1個(gè)機(jī)器人可以連續(xù)工作24小時(shí),一般可以頂替2至3個(gè)人的工作量,單件產(chǎn)品所需要的生產(chǎn)時(shí)間也被大大縮短,而且生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性也很高?!鄙虾1比藱C(jī)電科技有限公司總經(jīng)理朱振友在接受《第一財(cái)經(jīng)周刊》采訪時(shí)說(shuō)。

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

  “機(jī)器人負(fù)重從0.5公斤到1.35噸不等,但能從同一個(gè)平面上,挑選不同顏色、相同形狀的機(jī)器人是目前技術(shù)含量最高的智能機(jī)器人?!鄙虾0l(fā)那科機(jī)器人有限公司總經(jīng)理錢暉說(shuō)。他說(shuō)現(xiàn)有一半的客戶都在訂智能機(jī)器人。

  人們?cè)谟?jì)算機(jī)領(lǐng)域獲得的進(jìn)步還能將不同的工業(yè)機(jī)器人放入同一個(gè)流水線,讓它們以團(tuán)隊(duì)的方式合作。軟件工程師們通過(guò)編程使得這些大家伙不會(huì)和它們的“同事”碰撞,或者擠成一團(tuán)。

  現(xiàn)在,西門子的軟件工程師開(kāi)始通過(guò)“虛擬試生產(chǎn)”來(lái)模擬機(jī)器人在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的操作,以避免具體應(yīng)用時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。這一方法在實(shí)際案例中能幫助企業(yè)縮短30%至50%的作業(yè)時(shí)間。

  研究人員努力的另外一個(gè)方向是讓工業(yè)機(jī)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(jī)械手的關(guān)鍵,大多數(shù)機(jī)械手設(shè)計(jì)都是基于有“指頭”的手爪設(shè)計(jì)。例如Vecna公司開(kāi)發(fā)的機(jī)械手每個(gè)“手指”最大負(fù)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(fù)責(zé)控制定位、施力程度,這保證了機(jī)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(jī)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(dāng)它需要抓住一個(gè)東西時(shí),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(guò)真空處理迅速變硬直接捏住物體而不需要經(jīng)過(guò)對(duì)象的反饋計(jì)算才捏住。這比普通的機(jī)械手能更牢固地抓住物體。

  ABB公司在考慮這些機(jī)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(jī)器人都是龐然大物,在應(yīng)用時(shí)通常要與人群隔離,以防止誤傷發(fā)生。這家公司開(kāi)發(fā)出一些更輕便緊湊的機(jī)器人,它可以由一個(gè)人用頂部的把手來(lái)方便移動(dòng),電機(jī)也有限制運(yùn)行功率,甚至機(jī)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(shí),讓它們和人類同事很容易就做好配合?!盇BB的發(fā)言人說(shuō)。

  富士康在這三年中生產(chǎn)的百萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人或許不會(huì)應(yīng)用那么前沿的技術(shù)。它之前遇到的問(wèn)題是工人們無(wú)法像機(jī)器人那樣工作,因此試圖用機(jī)器人來(lái)替代工人。它給自己的標(biāo)準(zhǔn)是,一條生產(chǎn)線上假如60%至70%的操作由機(jī)械完成,就可以被認(rèn)為是全自動(dòng)化。

  對(duì)于富士康而言,工業(yè)機(jī)器人是否足夠先進(jìn)遠(yuǎn)不是問(wèn)題,機(jī)器人是否替代了太多工人這才是問(wèn)題。如果按照1個(gè)機(jī)器人可以替代2到3個(gè)員工的比例計(jì)算,100萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人就可能意味著200萬(wàn)到300萬(wàn)個(gè)勞動(dòng)力將被替代。曾經(jīng)在英國(guó)和美國(guó)都有工人們抗議機(jī)器搶走了自己的飯碗,甚至因此砸毀機(jī)器,現(xiàn)在,輪到中國(guó)了。

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

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