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探访德国工业4.0的大众样本 3万台机器人秒速造车

与以往机器和人分处彼此割裂的空间不同,智能机器人实现人类和机器直接同步合作将不再是奢望,背后是因为机器人可以对人的每一个手势都做出反应。大众汽车集团总部 IT 部门智能生产实验室正在为未来的汽车生产制定解决方案。其中一个项目就是智能机器人。人类和机器将首次可以真正携手合作。而之所以能实现这一点,是因为机器人拥有了识别和考量人类想法的能力。

目前,集团IT 部门智能生产实验室主任沃尔夫冈·哈肯贝格博士(Dr.Wolfgang Hackenberg)正带领他的团队与著名的人工智能研究中心——德国人工智能研究中心 (DFKI)的专家们共同研发这一技术。

哈肯贝格博士对记者解释,在此之前,人类和机器人的工作步骤或者工作空间必须是分开相互独立的,这并不是真正意义上的合作。而在智能生产实验室中,情况则完全不同。“我们通过软件将机器人和传感器整合,使人类和机器人能够避开危险,在同一个空间工作,甚至互相协作。如此,我们首次实现了人类与机器直接同步合作。”

另外,运用人体工程学原理,提高人类的体能效率这一此前的世界级难题也有望被攻克。对于工业机器人来说,这意味着巨大的节能潜力。大众汽车集团数字工厂工作组(Digital Factory Working Group)成员之一、能源效率团队负责人迪特尔·格克勒(Dieter Geckler)博士对记者说:“通常为了节省体能,举重运动员通过换脚的方式在开始举重前找到理想的平衡点。像举重运动员一样,机器人如果处于正确的位置,也能够节省大量的能源。”

格克勒博士和他的团队偶然发现,机器人在错误的位置执行错误的动作会浪费能源。他们自发地在弗劳恩霍夫研究所开姆尼茨基地的机器人上对他们的理论进行测试——他们这一独特的想法得到了证实。基于这些发现,Geckler博士和他的团队与Ostfalia应用科学大学合作开发了一种软件,用于计算机器人最节能的位置。该软件目前处于测试和优化阶段,只需点击几下,即可计算机器人所有节能操作的位置。

格克勒博士表示,与人体工程学相似,位置优化软件使机器人能平均节省10%到15%的能源,同时减少机器人维护次数,从而延长使用寿命。目前,在大众集团 120个工厂中约有3万台工业机器人,这将节省大量的能源。

但这款易于使用的软件还不是最终产品,位置优化只是第一步,团队目前正在研究机器人路径优化,以节省更多能源。该步骤将计算机器人最节能的动作。第三步也是最后一步,软件将能够优化机器人的加速度和速度。这个优化软件使机器人的位置,路径和速度最优化,将节省高达30%的能源,预计将于2018年开始投入使用。

秒速造车

在大众的斯洛伐克工厂,目前生产(总装)3辆车仅需要2.5分钟,也就是说每辆车的生产时间为0.83分钟,约合50秒。生产汽车以秒计,真正地进入秒速造车阶段。但是在大众方面看来,这一效率仍然不够,他们的终极目标是要实现完全自主生产,所谓自主生产并不是指完全不需要人类,而是由人来告诉需要生产什么,随后由工厂里的机器人自行组合成生产线进行生产。

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