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9月23日，歷時5天、參展規模和專業觀眾數量均創歷史新高的第20屆中國國際工業博覽會在國家會展中心（上海）圓滿落幕。本屆工博會共吸引境內外專業觀眾17.4萬人次，較去年同期增長3.6%。澎湃新聞在本屆工博會上看到，人機協作、機器視覺識別、定制化柔性生產、 工業互聯成為關鍵詞。 據羿戓設計所了解，隨著電子行業市場需求的快速增長，與傳統工業機器人相比個頭和載荷更小、精度更高的人機協作型機器人在本屆工博會上持續升溫、新品頗多。帶有機器視覺功能以實時檢測產品的合格率，成為此類機器人的標配。依靠壓力和電流感知，人機協作機器人可以在接觸到人類時自動停止工作，這令它們擺脫了傳統生產車間里用于人機隔離、保護工人的護欄，也不必再刷上醒目的色彩用于警示。小批量、個性化生產需求的涌現和擴大，令制造業傳統的生產方式與組織管理形式面臨新的變革。本屆工博會上，與未來數字化工廠有關的智能制造場景和應用正在成為可觸碰、可驗證的現實呈現，從虛擬仿真到智能制造工作站，再到工業數據的云端信息交流，一切都可以實現實時進行，最大程度縮短停機時間、提高生產效率。 機器人展館：走出護欄的人機協作 人機共舞的工業機器人展館，是工博會最熱鬧的區域之一。各大機器人廠商紛紛把自家的招牌產品，乃至整條流水線頒上展臺，以顯示智能制造的力量。位于行業第一陣列、被稱為“機器人四大家族”的發那科（fanuc）、安川電機（Yaskawa）、abb和庫卡（kuka）是本屆工博會的最大亮點之一。 盡管絕大多數機械臂仍在圍欄乃至玻璃柜里工作，但相當一部分機械臂已經可以走出隔離區域，充分與觀眾互動。人機協作的大趨勢，或許是對“機器威脅論”的最好回擊。 世界四大機器人公司之一的庫卡（KUKA）此次帶來的新品，就是輕型機械人LBR iisy。總部位于奧格斯堡的庫卡曾是德國的國民品牌，美的集團于2017年1月斥資37億歐元完成收購。 KUKA六軸協作機器人LBR iisy。本文圖片均由澎湃新聞記者 虞涵棋 楊漾 攝 展臺上的LBR iisy可以按要求從盒中揀出不同牌子的餅干，并輕輕放置在指定的方框中。這吸引了不少參會觀眾駐足，在一旁放置的pad上點擊“下單”。只要在桌上劃定的圓圈范圍內，不管餅干盒和方框被移動到何處，機械臂都能精準裝載后卸載。 該六軸協作機器人重18.8千克，伸臂范圍600毫米，有效載荷為3千克。庫卡工作人員告訴澎湃新聞（www.thepaper.cn），機器人的每個軸上都安裝了傳感器，一旦在工作中觸碰到阻力，就會輕輕彈開。此外，傳感器可以記錄壓力的變化，在人類的牽引下學習一套工作路線。 LBR iisy將于2019年正式進入市場。這種用戶友好度高的輕型機器人可以適應狹窄空間內的人機協作，并且幫助只受過少量培訓的半熟練人員，避免面對復雜編程手忙腳亂的情況。開放、非結構化和充滿變數的環境，最能展現LBR iisy的游刃有余。 KUKA機械臂在倒啤酒 ABB的緊湊型協作機器人單臂YuMi也在工博會上完成了中國首秀。它與雙臂YuMi具備相同的安全性、精度和易用性，并進一步提升柔性，可滿足多品種、小批量、短節拍的生產需求。 ABB YuMi單臂機器人 發那科（FANUC）公司則展示了一款無護欄的汽車擋風玻璃涂膠機器人系統，通過DCS功能和區域傳感器的組合，實現高速工作模式與協同工作模式的自動切換。 該機器人系統具有觸碰停止和退避動作功能，充分保證協作人員的安全。 除了小巧靈活的機械臂，“大塊頭”也能參與人機協作。中科新松有限公司的“新松HSCR20復合機器人”摘得了此次的工業設計金獎。這是一款擁有完全自主知識產權的全球最大負載級人機協作型移動作業機器人，采用輪廓導航方式，導航精度達到±10mm；采用6軸20公斤大負載機械臂，精度高達±0.05mm，且具備牽引示教功能。 包括手動牽引在內的機器示教是人機協作的重要方式之一，日本不二越株式會社（NACHI）以一種更生動的方式讓觀眾“隔空”示教：觀眾拿起手中的畫筆在玻璃板上涂寫，玻璃板對面的機器人同樣舉著畫筆，模仿人類畫畫。 NACHI機器人 NACHI工作人員表示，這些示教動作與軌跡會被計算機記錄，并復制到旁邊的一臺拋光機器人上，以實現一些更精細、更復雜的機器拋光。 對于機器人來說，視覺不僅能幫助人機協作，更是所有智能生產環節中的重要“感官”。其中，3D視覺系統就像是人的眼睛，除了看到物體之外，還可以得到多維信息。3D視覺可以適應散亂無序環境中的定位，對復雜物體進行立體識別和快速抓取。 發那科展示的高速視覺分揀陣列系統，能迅速將方形和圓形餅干分揀，速度令人眩目；最新款緊湊型SCARA機器恩同樣能對紅黃雙色球實現高速準確的拾取和放置。 發那科高速視覺分揀整列系統和最新款scara機器人 此外，發那科還將一條雙色杯注塑包裝智能流水線搬上展臺，觀眾通過微信下單后，數臺機器人在各自工位各司其職，相互協作，配合智能拆垛，AGV（自動導引運輸車）搬運，最終完成定制化商品，宛如一個微型的智能工廠。整個迷你工廠采用可視化管理。 ABB還展示了基于3D視覺技術的質量檢驗，可以檢測出微小的缺陷，代替低效、易錯的人工離線質量檢驗。這在多品種、小批量的制造環境中尤其重要。ABB認為，通過使質檢工序數字化，企業能夠對生產零件進行100%檢驗，確保零缺陷。 未來工廠：智能制造全產業鏈生態雛形已現 智能制造、互聯工廠與數字化理念，在本屆工博會的自動化展館有著淋漓盡致的體現。 未來手機如何裝配？德國西門子公司展出的與博眾精工聯合開發的手機裝配線，通過數字化雙胞胎技術達到虛實結合的效果，實現事半功倍。在虛擬世界中完整地模擬出設備的研發、生產制造和運營維護過程，并且在模擬過程中不斷進行調整和優化，可以減少物理調整時間。比如，在該案例中，在正式投產前進行虛擬仿真，令產線調校的時間縮短了一半。生產過程中，通過連接西門子工業云MindSphere實現預測性系統維護和更多的遠程服務。 西門子、博眾精工裝配線 由日本三菱電機自主研發設計的智能制造解決方案e-F@ctory，獲得了本屆工博會金獎。該系統能夠實現生產現場的“全面成本降低”，將生產現場和信息系統無縫連接，實現貫穿開發、生產和維護的全生命周期“人、機器與IT”的有效管理。 在三菱電機展臺，現場工作人員對澎湃新聞介紹稱，e-F@ctory源自該公司設計的一套概念，從2003年開始在三菱電機內部工廠進行試驗，目前已升級到第四代，從最初以節能減排、提高效率為主要功能的方案逐漸演變為包括產線布局、生產技術、場內物流在內的整體規劃。鑒于工業用戶的數據敏感性，e-F@ctory可以部署在公有云，也可以進行本地部署。目前，三菱電機以咨詢公司的身份，為有意規劃數字化工廠的客戶設計3-5年的分布實施路線圖。 e-F@ctory 在傳統制造中，一條產線只生產一個規格的產品，但多樣化、小規模定制產品的出現對產線的靈活性提出挑戰：如何根據訂單要求不同，同時生產不同產品，又要保持成本與批量生產時相類似？在奧地利貝加萊公司展臺，兩條柔性輸送系統作出了演示。據現場工作人員介紹，此次展出的柔性輸送系統ACOSPOStrak，其分流與匯流的能力令產線組織更為靈活多變，將大批量生產的經濟性延伸至批量為1生產。比如三種不同顏色的果汁從不同的產線生產出來，可以根據需要設定組合方式，進入ACOPOStrak匯流后，可以包裝為3種不同顏色為一盒的組合，也可以是2+1的組合。 貝加萊展示的另一條柔性電驅輸送系統SuperTrak 德國博世集團旗下的博世力士樂公司，是德國工業4.0戰略的重要發起者之一。博世力士樂公司在今年工博會上展出了一款可移動式的人機協作機械臂。據博世力士樂液壓及自動化有限公司工作人員介紹，傳統機器人在工廠布局結束之后很難移動，該公司展出的APAS人機協作智能系統是移動式的，在一些生產節拍不是很高的地方，一臺機器人可以適用于幾個工作站或者幾條產線來降低成本，并且通過重新布局，可以快速適應新產品的要求。 該工作人員稱，大多數人機協作機器人通過電流感應，也就是說，要等到碰到人之后機械臂才能感應到并停下工作。“但有時候它已經對人造成損傷。APAS人機協作機器人在工人靠近到一定距離之內就能感應到，比如距離30厘米之內就會自動停止動作。這樣完全不會對人工造成損傷，這款技術是博世獨有的。除此之外，三個夾爪當中配有攝像頭，抓取物品的同時會進行圖像識別，來判斷產品是否合格。” APAS人機協作智能系統，機械臂來自發那科，博世力士樂在此基礎上集成了感應系統和視覺識別系統 在自動化展區逛一圈下來，可以大致勾勒未來互聯工廠的圖景：生產線上任何功能設置和調整都可以事先在虛擬仿真中進行測試，如果測試成功，就能快速無縫地在實際生產線上投入應用。“以不變應萬變”的靈活產線即便要進行大規模重構也十分便利，通過快速編程和新功能虛擬測試，可以將新模塊快速集成到實際生產線上。最重要的是，有了開放的標準，上述過程將變得十分便利。 在互聯工業時代，每個產品都帶有一個“身份證”，可以告知每個工作站應該做什么。與該產品有關的能耗、耗材和質量數據，都記錄在“身份證”上。這些信息在云端實時流動，生產過程實現了自主化、智能化。一旦出現任何隱患和問題，系統能很快識別問題原因并給出解決方案。 
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