工业4.0下，工业机器人在智能工厂的角色

佘睿杰

制造业是国民经济的重要支柱，目前我国制造业正处在转型升级的重要关口上，而“中国制造2025”规划的出现让面临转型困难的制造业看到了新机会。“中国制造2025”被业内视为中国版本的“工业4.0”，其主线就是信息技术与制造技术的深度融合。在“工业4.0”时代，工厂生产机器将会通过物联网技术实现高度互联，并最终将人和机器连接起来，结合软件和大数据分析，为制造商和客户带来更高效、更自动化、更节约成本的解决方案。因此要实现制造强国的目标，意味着需要制造业提升效率和效能，实现生产智能化的突破。

工业机器人是工业4.0的重要一环

工业4.0是采用智能化方式完成从需求产生到产品交付行为的全过程。从产业链的角度看，工业机器人在生产制造环节中扮演重要角色，比如常见的串联机器人、SCARA机器人、新兴的并联机器人再到工厂内部的移动AGV，工业机器人贯穿生产各个领域，属于生产设备执行层的一个智能终端。

在工业制造的过程当中，大量使用工业机器人是近几年来制造业企业转型升级的一个重要突破点。根据有关部门的统计显示，自从2013年以来，中国已经成为世界上最大的工业机器人市场，在生产制造领域使用工业机器人的数量大幅度攀升。又随着近年来，工业机器人产业与“中国制造2025”及工业4.0等战略方针的深度绑定，已成为我国十三五规划战略的重要组成部分，这在一定程度上促进了我国工业机器人产业的快速发展。面对工业制造不断提出更高要求、自动化工厂不断升级的今天，工业机器人作为自动化设备已成为工业4.0时代的重要标志之一。

工业4.0从数字化工厂到智能工厂

智能化和网络化是未来工业4.0的未来发展方向。智能工厂是工业4.0的最终形态，而实现智能工厂的前提是数字化工厂的建立和整合。

数字化工厂是实现工业4.0的第一步，它是以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。数字化工厂是产品设计和产品制造之间的主要桥梁，它的出现给我国制造业注入了新的活力。不过，数字化工厂并不等于完全用自动化设备取代人，而是以自动化信息搭建帮助企业提高生产效率。

智能工厂是在数字化工厂的基础上打造出信息数据融合的智能生产系统。数字化工厂重点在于如何改善质量，控制成本，提高效率等。而智能工厂则更多的强调智能决策，人机交互，虚拟仿真等，构建端到端自動化交付流水线，实现企业价值链的业务集成。

智能制造，不是简单粗暴地在工厂里添置机器人，也不是打造无人工厂。智能制造的核心是用户能够通过人性化的服务从繁冗的工作流程中抽身出来专注于创新。据悉，众多国内外机器人企业如ABB、FANUC、安川、库卡以及勃肯特等都在打造智能工厂，在未来以智能化工厂为载体，通过实时智能化决策，管理复杂的生产，实现动态、自主生产模式，满足客户个性化需求。

工业机器人在未来工厂中的地位如何？

在不久的将来，工厂自动化生产线上将有大量组装机器人旁边的工人，他们将和机器人一起完成工作。

工人和机器人将在零距离合作，这就是我们所说的人机合作。

这是未来智能工厂不可缺少的一部分，也是未来制造业发展的趋势。在大规模生产不断减少的时代，定制化生产逐渐发展起来。在制定生产过程中，每个生产步骤都应尽可能灵活。人机合作提供了这种灵活性，可以快速调整生产.工人与机器人之间的零距离接触，虽然提高了生产效率，但人与机器之间可能存在“摩擦”或“伤害”。因此，安全已成为首要考虑因素。作为安全功能的一个组成部分，控制部件（如扭矩监测或速度监测）必须符合国际标准的要求。

人机之间有四种不同的合作形式：第一种是监控和停止安全。如果员工进入共享工作区，则机器人停止工作，当员工离开共享工作区时，机器人可以自动重新启动二是手持式指导.机器人的运动由人工手持来引导和控制。第三，速度和距离监测。当机器人和工人互相靠近时，机器人的速度会降低，当两边之间的距离被拉近时，机器人会再次提高速度。第四，电力和压力限制，这是最新的工作方式。在这种情况下，工人和机器人的移除仅限于通过技术手段不造成伤害。