机器人进入协作时代 多机器人协作大行其道 （中）

接昨天的文章《机器人技术2015年展望：协作、连接、融合（上）》，今天继续探讨机器人技术在2015年的展望，本文要讲的是网络融合与大数据、社会机器人。 智能自动化 随着传感器的价格不断下降，以及被设计用于处理所有数据的软件越来越强大，我们将看到这项技术渗透到机器人产业。 “先进的传感器很适合机器人，但他们需要在其它行业中大范围的应用，”Keay说。“机器人不能通过自己来增长能力，但是如果让他们可以更容易感知和阅读这个世界，那么我们就会有更多能力强大的机器人。我认为未来五年，将迈向一个机器可读的世界。”

配备静电夹持器的小型六轴机器人通过EtherNet/IP进行协同控制（图片来源：DENSO Robotics） “如果我们看看广泛使用的智能手机，你就可以想象它的可能性，”她说。“我们将在更多的地方有这类技术。我发现一些非常有趣的工业互联网创业公司，他们关注的不止是物联网在家庭中的应用，也将目光放在了工业领域，大量传感器和数据可以让工作更得心应手。Sight Machine和Nightingale Analytics就是这样的公司。” “这对机器人真的很重要。我们现在可以看到工业自动化过程中每个阶段的大数据和相关分析，这可能是未来五年的最大趋势之一。我认为它已经发生在我们身上了。这就是智能自动化。” 工业物联网 智能自动化，机器对机器（M2M）通信、云计算、物联网（IOT）—都和连接相关。信息高速公路正在加速最新的工业革命。制造商将需要完善他们的信息架构、确保网络安全不受攻击和破坏、规范数据系统，要知道拥有可执行洞察力才能在全球经济中保持竞争力。智能制造将会是焦点。 “物联网技术正在不断帮助驱动和改变操作，特别是在制造业，”罗克韦尔MikeHannah说。“连接到网络中的新技术和各种设备正在帮助客户从产业物联网 (IIOT)中获取价值。” “2013年思科系统为他们所称之为的万物互联做了一项价值指数研究。”他解释说。“他们看到了万物互联在未来10年将有约19万亿的市场价值。其中，制造业传感器份额最大，会有大约4万亿美元的市场机会。” Hannah指出重要领域的制造商开始杠杆化物联网的价值：资产利用率、员工的工作效率、横向合并、客户体验和创新周期。 罗克韦尔的功能安全专家George Schuster，认为整合与安全将是机器人和IIoT普及的推动者。 “我们有能力简化用户体验和规范我们用来设计和调试的工具以及操作更复杂和灵活的制造系统，机器人是其中一个重要组成部分，它能够非常有效的提高普及率，”Schuster说。“对那么多没有长期竞争力和从不接触机器人技术的夫妻店或者小型制造商进行复杂的整合是我们的障碍。当我们能够克服这个障碍的时候，机器人普及率会快速上升。” “机器人安全方面的改进和技术改革是另一个关键推动因素，”他说。“其中一个技术是协作机器人。另外一个是同步机器人。协作机器人正在完成一些过去闻所未闻的应用。机器人不会疲倦且可以无限重复，而人类有智力，适应性和柔韧性，在制造过程中可以利用这两个优势同时工作。” Schuster看到了包装工业中最大的增长和普及率的上升，接下来将会是金属切割、航空和装配操作中。 网络融合 罗克韦尔Hannah 说过程从网络融合和通用协议开始。 “用长远的眼光来看物联网，关键之一是网络融合。你必须让网络融合成为工厂或车间中整个基础设施的一个重要组成部分。我们必须摆脱这些不同类型定制网络协议。过去你需要有一个运动网络、安全网络、信息网络和I/O网络。你必须推动它们为开放协议。” “我们相信开放标准是以太网IP，互联网协议，”Hannah说。 “为了真正的把它作为一个融合、安全和协作的操作，我们必须远离这些不同的IT和OT网络，这样所有的物联网能够建立安全地通信。“物”可以是一个机器人，或是机器人里的传感器。为了实现物联网的价值，所有的东西都能够真正的一起通信。”

五阶关联企业成熟度模型（图片来源：Rockwell Automation） “这不仅仅是一个网络安全的问题，”Hannah补充道。 “我们讨论的安全是一种整体防御的深度方法。” 罗克韦尔 Schuster 强调整合方法的重要性。 “我们有能力直接通过EtherNet / IP网络与数据安全通信（一般是有线，但也可能是无线）。我觉得对它大体的安全缺乏了解，就像他们第一次提出可编程安全系统一样。有很多关于如何管理的问题。技术本身不能管理自己。这需要人、程序和过程三者相结合来支持技术。” “我们的安全网络，EtherNet/IP安全，是建立在“黑色通道”这个基本概念上，”Schuster解释道。“这就是为什么它通过有线或无线连接工作，因为设计假定安全性是在终端设备，而不是在网络上。黑色通道意味着网络被假定为100％不可靠。这就是罗克韦尔GuardLogix系统的安全性是在安全控制器，安全系统中有机器人控制器或安全I/O模块，或驱动器或运动装置。它们之间没有连接。” 大数据，大问题 当一个制造商的操作变得更加容易连接并且数据以多种来源开始流动，就会有数据超负荷的危险。 “人们在谈论的其中一项新技术推动者就是大数据和分析技术，”罗克韦尔Hannah说。“定义这种数据以及定义需要被连接的设备是我们需要思考和准备的部分，”他解释说。“因为一些可以连接到网络的东西并不意味着是你需要的。您必须考虑特定设备连接到网络的价值和相关的风险。数据本身并没有任何问题。它只是被放到一个特定和可操作的形式中。” 大数据也带来了重要问题。Hannah开始问自己，“谁将拥有这些数据？我们如何管理这些数据？你打算如何处理这些数据？” “数据是企业最有价值的资产之一，因为很多都是公司的知识产权所在，”他补充道。 互联企业 Hannah建议制造商开始评估他们当前的系统。 “当你考虑如何利用物联网的优势，你真正应该做的是对你的网络基础设施做基线评估。” 罗克韦尔开发了一个综合模型，它包含构建一个更智能OT/IT网络的方法和最佳实践。连接企业成熟模型的这份白皮书将引导您完成这五个阶段。 Hannah说世界上最大的自动化公司都是言行一致。罗克韦尔正是历经了这五个过程成为了互联企业。 “很多人认为我们是自动化供应商，但我们明白制造商的挑战是什么，”Hannah说。“为什么？因为我们也是一个制造商。我们有20家工厂并且出售近40万SKUs。” 如果互联企业想要成功，它要求公司所有层级共同协作。 社会机器人 当我们谈论到另外一部分机器人时，协作就会有不同的呈现形式。协作机器人是指人与机器人互动，在前不久的文章中我们也对此做过报道。 服务机器人也包括人机交互，但在工业领域之外。Keay指出一些创业公司就属于这个相对新兴的机器人领域。 “除了个人机器人，我认为很重要并且适用于各种机器人的另一个趋势是社会化机器人，”她说。 “机器人如Jibo、AldebaranPepper、或 kiosk 机器人，像是 Fellow Robots的 OSHbot 或Future Robot的Furo、Savioke’s Robot Butler和5 Elements Robotics的Budgee。”

能自主导航的零售机器人，它还能帮消费者找到商店货架上的商品（图片来源：Fellow Robots） 她说这些机器人超越了个人机器人并延伸到专业服务甚至工业机器人领域。直接与人互动意味着交互界面正在提升。越多社会机器人成为主流，我们的交互界面提高越快。新型协作机器人的目的之一就是与工人一起在工厂车间工作，要做到这一点我们需要更好的交互界面，如语音激活或更自然HRI交互界面。 Keay说我们应该停止训练人配合机器工作，而是设计机器人配合人工作。这个观点得到了认同。 易用性 用户友好性和机器人教学或者编程，依然是使用阻碍，尤其是中小规模的企业，预计未来五年内将大幅度增长。 “传统机器人产业之外，你必须使教学更容易，”安川Nieves说。 “并不是人们去的每个地方都有机器人。某种程度上你可以像训练操作员一样训练机器人。这样机器人就可以成功的应用到更多场合中。这就是大家想要的。” “我们在这个行业中只做两件事情。我们复制人的能力，一旦成功，我们会延伸这种能力，”Nieves解释。“现在，我们已经完成了复制教学的工作。在这个示教编程中，交互界面允许你描述任务，这已经超越了人类的才能。我可以演示我们够做些什么。” 安川和末端执行器制造商Robotiq合作，一起开发了用于机器人MIG焊接的Kinetiq教学机器人，它允许操作员手动引导机器人到所需的焊接位置而不是用示教编程。 “我们正在试图减轻编程机器人的初始过程，”Nieves说。“提高易用性的机器人才是正真的赢家，而不是提高速度的机器人。” 在机器人填补焊接空白这篇文章中介绍过Kinetiq教学案例。现在，该技术主要被用于电弧焊，但它可以用于其他类型的机器人工艺中。 机器人与机器人协作 关于协作机器人有很多热门话题，其中有些来源于机器人工业协会（RIA）。但协作有很多形式，不只是人与机器人之间。机器人和机器人协作一样耐人寻味并且由于先进的传感器和软件，未来我们将看到更多的机器人团队。 在这个案例中，KUKA六轴机器人团队完成了装配波音777客机机身近60,000块紧固件的装配，这个视频介绍了整个过程。 Mike Beaupre是库卡机器人公司的新市场销售总监，提供了波音FAUB项目中先进制造技术一瞥。 “他们使用激光跟踪器系统作为精准定位系统的一部分用于机器人和工作部件，”Beaupre说，提到了视频中所说到的引导系统。“机器人所做的是人工操作员在机身两侧所做的工作，创建一个杠杆进行钻孔，机器人使用具有力矩感应的专门工具。” 他说机器人被定位在机身的两侧。“敲打另一侧的铆钉（机身面板）达到紧固。机器人采用协同运动。一边敲打铆钉，一边顶撞保持铆钉紧固。在这个案例中，每个机器人都有一个控制器。他们通过以太网连接进行通信从而实现协作技术，使所有机器人都在一个共同的控制系统中。”

具备防碰撞功能的多机器人协作（图片来源：FANUC America Corporation） 他说FAUB项目仍处于研发阶段，但接近尾声了。届时，将在位于华盛顿州埃弗雷特的波音公司总部投入生产。 “该项目非常成功，”Beaupre说。“他们非常兴奋。这改变了一切。” 毫无疑问，这将引起其他飞机制造商的注意。 我们团队也在努力工作。“我们正在尝试鼓励多个机器人协作，”Chris Blanchette说，他是FANUC美国公司装配和航空部门的全国客户经理。 “多机器人组合最大的问题是相互碰撞的风险，”Chris Blanchette解释。 “可能会毁坏模具、机器人、甚至生产中断。过去，OEM厂商和系统集成商尽量避免机器人与机器人合作，因为很难保证或担保不会有冲突。传统上，碰撞避免的执行必须手动完成。” “现在FANUC有智能干扰检查，允许多个机器人在同一个工作区协同工作，”他说。 “你运行这个软件后，它通过数学方法计算可能发生碰撞的地点，然后你通过以太网把它们连接在一起，软件会自动为你监测。所以，现在你可以很放心地在项目中使用多个机器人工作，你知道不会有碰撞。” FANUCiRVision干扰检查可以避免机器人碰撞，在它们更换零部件的时候。 Blanchette为这种技术的前景和其它先进软件以及赋予机器人的感应技术感到非常兴奋。 “对于机器人而言，这是一个伟大的时刻，”他说。“我相信我们正处在一个机器人变革时期。这是全球性的，我们看到了变化，看到了机会，各种工具使机器人在制造行业的应用比以往任何时候都更加吸引人。”