導讀

工gong業ye機ji器qi人ren的de普pu遍bian應ying用yong促cu進jin了le製zhi造zao業ye的de快kuai速su發fa展zhan，然ran而er隨sui著zhe製zhi造zao業ye走zou向xiang智zhi能neng製zhi造zao，工gong業ye機ji器qi人ren的de傳chuan統tong應ying用yong方fang式shi已yi經jing無wu法fa滿man足zu智zhi能neng製zhi造zao的de自zi感gan知zhi、柔性化
、高速度
、定(ding)製(zhi)化(hua)的(de)核(he)心(xin)要(yao)求(qiu)。本(ben)文(wen)從(cong)智(zhi)能(neng)製(zhi)造(zao)的(de)需(xu)求(qiu)模(mo)式(shi)出(chu)發(fa)，分(fen)析(xi)了(le)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)智(zhi)能(neng)製(zhi)造(zao)時(shi)代(dai)的(de)應(ying)用(yong)趨(qu)勢(shi)
，並(bing)以(yi)在(zai)泰(tai)國(guo)某(mou)汽(qi)車(che)零(ling)部(bu)件(jian)製(zhi)造(zao)業(ye)企(qi)業(ye)的(de)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)智(zhi)能(neng)化(hua)應(ying)用(yong)為(wei)例(li)
，詳(xiang)細(xi)介(jie)紹(shao)了(le)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)智(zhi)能(neng)化(hua)應(ying)用(yong)的(de)方(fang)法(fa)和(he)效(xiao)果(guo)，為(wei)智(zhi)能(neng)製(zhi)造(zao)時(shi)代(dai)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)應(ying)用(yong)提(ti)供(gong)參(can)考(kao)。

01前言

gongyejiqirenyechengzuojixiebi
，zuizaoshiyonglaidaitirenleidelaodongeryanfayingyongde。suizhezhizaoyehegongyezidonghuajishubuduanfazhan，renmenduizhizaoyexiaolvherenjigongchengdengzhujianjuyouyuelaiyuegaodeyaoqiu，yincijiqirenzaizhizaoyekaishidafanweiyingyong。jinnianlai，guojiabuduanwanshanfazhanzhinengzhizaodechanyezhengce，jiakuaituijinchuantongzhizaoyedezhinengzhuanxing，gulizhichigongyeqiyexiangzhinenghuafangxiangfazhan。《“機器人+”應用行動實施方案》提出，“到2025年



，製造業機器人密度較2020年實現翻番

，服務機器人、特種機器人行業應用深度和廣度顯著提升，聚焦10大應用重點領域，突破100種以上機器人創新應用技術及解決方案
，推廣200個以上具有較高技術水平、創新應用模式和顯著應用成效的機器人典型應用場景
，全方位支持機器人行業發展”。工業機器人的傳統應用方式，基本都是在固定程序控製下完成點到點的經過示教的固定動作，比如拾取、搬運、塗膠、機械加工等固定軌跡作業，無法擺脫既定程序的控製
，去自主探索未知環境下的作業流程。而基於工業4.0目標的智能製造，則對工業機器人的能力發出了新的挑戰，需要工業機器人從傳統的應用模式發展為智能化的應用模式。

02智能製造

2.1 智能製造與工業機器人

近年來，工業4.0概念的提出，引發了製造業製造模式的大討論和大變革，人們的認識由精益生產向智能化生產轉變

，隨之而來的“智能製造”成為這個時代的熱詞。根據國家製造強國建設戰略谘詢委員會和中國工程院戰略谘詢中心出版的《智能製造》定義，智能製造是基於物聯網、雲計算、大數據等新一代信息技術
，貫穿設計、生產
、管理
、服務等製造活動各個環節，具有信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控製自執行等功能的先進製造過程、係統與模式的總稱 。因此
，智能製造下的工業機器人應用過程需要達到自感知
、柔性化
、高速度、定製化的核心要求，通過傳感器技術及智能化的運算控製技術，使得機器人具備主動獲取外界信息並主動分析、運動控製的能力，增強工業機器人對環境的主動適應和擺脫未知環境對其作業的製約。

2.2 我國工業機器人應用現狀

根gen據ju相xiang關guan研yan究jiu資zi料liao表biao明ming
，目mu前qian我wo國guo已yi經jing成cheng為wei全quan球qiu最zui大da的de工gong業ye機ji器qi人ren應ying用yong市shi場chang，且qie市shi場chang規gui模mo仍reng處chu於yu較jiao快kuai增zeng長chang的de階jie段duan。然ran而er，雖sui然ran我wo國guo工gong業ye機ji器qi人ren應ying用yong市shi場chang巨ju大da，但dan目mu前qian多duo數shu應ying用yong還hai停ting留liu在zai低di端duan的de基ji本ben階jie段duan

，主zhu要yao是shi替ti代dai人ren力li的de簡jian單dan機ji械xie操cao作zuo，完wan成cheng簡jian單dan的de點dian到dao點dian的de基ji本ben作zuo業ye任ren務wu。這zhe種zhong現xian象xiang主zhu要yao受shou到dao以yi下xia幾ji個ge因yin素su的de影ying響xiang：

1）成cheng本ben考kao慮lv。初chu始shi投tou資zi成cheng本ben對dui於yu許xu多duo中zhong國guo企qi業ye仍reng然ran是shi一yi個ge關guan鍵jian的de考kao慮lv因yin素su。對dui於yu大da多duo數shu的de中zhong小xiao企qi業ye來lai說shuo


，相xiang對dui簡jian單dan的de機ji器qi人ren應ying用yong可ke以yi解jie決jue企qi業ye的de某mou些xie主zhu要yao問wen題ti，並bing且qie其qi投tou入ru成cheng本ben相xiang對dui較jiao低di，企qi業ye可ke以yi更geng快kuai地di實shi現xian投tou資zi回hui報bao，所suo以yi更geng容rong易yi被bei企qi業ye所suo接jie受shou。

2）技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)。盡(jin)管(guan)中(zhong)國(guo)在(zai)製(zhi)造(zao)業(ye)方(fang)麵(mian)取(qu)得(de)了(le)巨(ju)大(da)的(de)進(jin)步(bu)，但(dan)在(zai)高(gao)端(duan)智(zhi)能(neng)製(zhi)造(zao)和(he)機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian)與(yu)世(shi)界(jie)先(xian)進(jin)國(guo)家(jia)仍(reng)有(you)差(cha)距(ju)。許(xu)多(duo)企(qi)業(ye)麵(mian)臨(lin)配(pei)套(tao)技(ji)術(shu)升(sheng)級(ji)和(he)人(ren)才(cai)培(pei)養(yang)的(de)挑(tiao)戰(zhan)
，導(dao)致(zhi)在(zai)智(zhi)能(neng)化(hua)應(ying)用(yong)上(shang)進(jin)展(zhan)較(jiao)慢(man)。

3）shichangxuqiu。muqianshichangshangduiyujiandanjixiehuayingyongdexuqiurengranjiaoda
，yinweizhexieyingyongkeyikuaisutigaoshengchanxiaolv

，manzudaduoshuqiyedangqiandeshengchanxuqiu，tongshinengzaiduanqineishixianchengbenhuishou。lingyifangmian
，duiyudaduoshuqiyelaishuo，dangqiandeshengchanmoshihaimeiyouzhanshichuduiweilaifazhandezhiyue，yinciqiyegengyuanyixiantouziyuzhexiediduanyingyong。

2.3 智能製造時代工業機器人應用趨勢

在當前全球產業鏈和國際分工重構的發展趨勢下，通過智能製造提高製造業水平、推(tui)動(dong)產(chan)業(ye)升(sheng)級(ji)和(he)提(ti)高(gao)企(qi)業(ye)競(jing)爭(zheng)力(li)已(yi)經(jing)是(shi)新(xin)時(shi)代(dai)企(qi)業(ye)發(fa)展(zhan)的(de)必(bi)然(ran)途(tu)徑(jing)。隨(sui)著(zhe)技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)的(de)提(ti)升(sheng)和(he)市(shi)場(chang)需(xu)求(qiu)的(de)不(bu)斷(duan)演(yan)變(bian)
，智(zhi)能(neng)化(hua)應(ying)用(yong)將(jiang)成(cheng)為(wei)我(wo)國(guo)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)發(fa)展(zhan)的(de)必(bi)然(ran)趨(qu)勢(shi)。

1）技術創新推動。我國一直在致力於技術創新，尤其在人工智能、大數據
、機器學習等領域。這種技術進步為工業機器人提供了更多的智能化和自主性，使其能夠適應更為複雜和變化多樣的生產環境。

2）zhengfuzhengceyindao。woguozhengfuyizhizaizhichizhinengzhizaohegongyejiqirendefazhan。tongguoyixiliezhengceyindaohejilicuoshi，zhengfuguliqiyetouziyuzhinenghuajishu，tigaochanyehuashuiping，zengqiangzhizaoyeshili
，guliqiyeyou“製造”向“智造”轉變。

3）市(shi)場(chang)需(xu)求(qiu)變(bian)化(hua)。隨(sui)著(zhe)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)的(de)加(jia)劇(ju)和(he)勞(lao)動(dong)力(li)成(cheng)本(ben)的(de)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)
，企(qi)業(ye)對(dui)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)和(he)增(zeng)加(jia)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)利(li)用(yong)率(lv)的(de)需(xu)求(qiu)也(ye)在(zai)增(zeng)加(jia)。智(zhi)能(neng)化(hua)應(ying)用(yong)能(neng)夠(gou)更(geng)好(hao)地(di)滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)需(xu)求(qiu)，從(cong)而(er)在(zai)市(shi)場(chang)上(shang)獲(huo)得(de)競(jing)爭(zheng)優(you)勢(shi)。

4）產業升級需求。中國製造業正在經曆從傳統製造向智能製造的升級過程，整個製造業的設計、生產
、售後、管理和服務模式都在發生變化。這意味著企業需要更靈活
、更智能的生產方式，因此推動了對工業機器人智能化應用的需求。

5）guojijingzhengxuyao。zhongguoqiyezaiguojishichangshangyuelaiyuehuoyue
，erguojikehuyijingbuzaidanchundemanzuyuchuantongshengchanmoshihefuwumoshi
，suoyiweilezaiquanqiujingzhengzhongbaochijingzhengli，bixujiadaduizhinenghuajishudeyanjiuyuyingyong。

綜zong合he來lai看kan，雖sui然ran目mu前qian我wo國guo工gong業ye機ji器qi人ren主zhu要yao應ying用yong於yu低di端duan的de基ji本ben服fu務wu，但dan是shi隨sui著zhe智zhi能neng製zhi造zao時shi代dai的de到dao來lai
，智zhi能neng化hua應ying用yong將jiang逐zhu漸jian成cheng為wei中zhong國guo工gong業ye機ji器qi人ren發fa展zhan的de主zhu流liu方fang向xiang。這zhe對dui於yu提ti高gao製zhi造zao業ye水shui平ping、推動產業升級和提高全球競爭力都具有積極的影響。

03基於智能製造的工業機器人應用實踐

3.1 企業設備智能化應用的規劃原則

qiyefazhandegenbenmudeshiyingli，erzhinengzhizaoshirangqiyezaixinfazhanshidaishixianyinglidetujing。gegeqiyedejibenqingkuanghefazhanmubiaobutong，yincizhinengzhizaozaigegeqiyedeshijianfangshiyeshibuxiangtongde，meigeqiyexuyaogenjuzishendefazhanmoshiqujianshefuhezishendezhinengzhizaoxitong。danshi
，zaiqiyeyinglimubiaoyizhideqiantixia，suoyouqiyedezhinengzhizaofazhangenbenyaoqiushiyizhide，jiyijiangdishengchanchengben、提高生產效率和重塑管理方式為智能製造發展的核心價值。

1）降低生產成本。通過引入自動化、數字化和智能化技術和裝備
，可以降低人力成本、減少資源浪費，提高資源利用效率。還可以通過實時監控和優化生產過程

，降低能源消耗和原材料浪費
，進一步降低總體生產成本。

2）提高生產效率。通過先進的技術和設備，如物聯網、人工智能、5G、雲(yun)端(duan)和(he)大(da)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)和(he)快(kuai)速(su)響(xiang)應(ying)，這(zhe)有(you)助(zhu)於(yu)減(jian)少(shao)生(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)錯(cuo)誤(wu)和(he)停(ting)工(gong)時(shi)間(jian)，提(ti)高(gao)設(she)備(bei)利(li)用(yong)率(lv)
，從(cong)而(er)增(zeng)加(jia)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)。通(tong)過(guo)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)，生(sheng)產(chan)計(ji)劃(hua)和(he)調(tiao)度(du)也(ye)可(ke)以(yi)更(geng)加(jia)精(jing)準(zhun)
，確(que)保(bao)生(sheng)產(chan)能(neng)夠(gou)及(ji)時(shi)響(xiang)應(ying)訂(ding)單(dan)需(xu)求(qiu)
，提(ti)高(gao)交(jiao)貨(huo)速(su)度(du)。

3）重(zhong)塑(su)管(guan)理(li)方(fang)式(shi)。智(zhi)能(neng)製(zhi)造(zao)不(bu)僅(jin)是(shi)技(ji)術(shu)的(de)應(ying)用(yong)，還(hai)需(xu)要(yao)相(xiang)應(ying)的(de)管(guan)理(li)體(ti)係(xi)來(lai)支(zhi)持(chi)。傳(chuan)統(tong)的(de)管(guan)理(li)方(fang)式(shi)可(ke)能(neng)無(wu)法(fa)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)智(zhi)能(neng)製(zhi)造(zao)的(de)優(you)勢(shi)
，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)重(zhong)新(xin)思(si)考(kao)和(he)調(tiao)整(zheng)管(guan)理(li)模(mo)式(shi)。智(zhi)能(neng)製(zhi)造(zao)可(ke)以(yi)推(tui)動(dong)企(qi)業(ye)實(shi)現(xian)數(shu)字(zi)化(hua)管(guan)理(li)，通(tong)過(guo)數(shu)據(ju)驅(qu)動(dong)的(de)決(jue)策(ce)
，提(ti)高(gao)管(guan)理(li)的(de)科(ke)學(xue)性(xing)和(he)靈(ling)活(huo)性(xing)。

3.2 工業機器人智能化實踐背景

隨(sui)著(zhe)汽(qi)車(che)工(gong)業(ye)的(de)迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan)
，特(te)別(bie)是(shi)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)開(kai)始(shi)登(deng)陸(lu)泰(tai)國(guo)

，位(wei)於(yu)泰(tai)國(guo)羅(luo)勇(yong)府(fu)東(dong)海(hai)岸(an)經(jing)濟(ji)工(gong)業(ye)區(qu)的(de)某(mou)車(che)軸(zhou)加(jia)工(gong)企(qi)業(ye)獲(huo)取(qu)的(de)訂(ding)單(dan)在(zai)逐(zhu)漸(jian)增(zeng)多(duo)，但(dan)是(shi)這(zhe)些(xie)訂(ding)單(dan)來(lai)自(zi)於(yu)不(bu)同(tong)的(de)車(che)企(qi)，訂(ding)單(dan)的(de)產(chan)品(pin)規(gui)格(ge)
、數量、交jiao付fu周zhou期qi等deng不bu盡jin相xiang同tong，因yin此ci新xin的de生sheng產chan需xu求qiu需xu要yao該gai企qi業ye改gai變bian以yi往wang的de傳chuan統tong人ren工gong主zhu導dao生sheng產chan模mo式shi
，來lai滿man足zu不bu斷duan增zeng長chang的de訂ding單dan及ji生sheng產chan任ren務wu的de需xu求qiu。基ji於yu此ci，該gai企qi業ye計ji劃hua試shi點dian增zeng加jia一yi台tai工gong業ye機ji器qi人ren及ji管guan理li係xi統tong，用yong來lai解jie決jue主zhu要yao的de瓶ping頸jing問wen題ti。

1）建立一套管理係統
，改變傳統的“傳紙條”式的信息傳遞方式。該企業傳統生產模式下，是通過人工填寫生產任務單、記錄生產數據等紙質表格的方式完成所有數據的傳遞與反饋
，該方式效率低、容易出錯，不能滿足目前的生產任務要求。

2）zengjiayitaogongyejiqirenxitong，shixianwuxuzhuangtailingbujiandezidongshangliao。gaiqiyelingbujianyuancailiaoshiwuxudeduidiezailiaokuanglimian，erqiexinghaozhongleifanduo。chuantongshengchanmoshixia，gongrentongguoliaokuangzhongdebiaogelaiquerenchanpinxinghao，bingrengongshoudongbanyunlingbujianshixianshangliao
，laodongqiangduda，rongyichuxiancuowu，tebieshizaidachanliangdeshengchanrenwushi，wangwangxuyao 24 小時連續作業，該工位嚴重製約整條產線的生產效率。

3）該gai企qi業ye生sheng產chan車che間jian老lao舊jiu，配pei套tao的de硬ying件jian設she施shi比bi較jiao陳chen舊jiu，生sheng產chan人ren員yuan隊dui伍wu能neng力li素su質zhi不bu足zu。因yin此ci配pei套tao基ji礎chu設she施shi的de建jian設she投tou入ru和he維wei護hu人ren才cai隊dui伍wu的de建jian設she投tou入ru也ye需xu要yao充chong分fen考kao慮lv在zai整zheng個ge規gui劃hua方fang案an中zhong。

3.3 實踐與分析

（1）整體方案規劃 根據客戶生產的根本需求和智能製造的核心價值，在車間車軸機加線端部設置一台工業機器人

，實現對工人的“完整代替”。因為產品在料筐中的無序狀態
，為了實現機器人對工件的自動識別、自動抓取，為機器人配置了數據管理係統和“眼睛係統”——3D智能相機，用來引導機器人主動識別工件狀態，而 3D 相xiang機ji的de智zhi能neng軟ruan件jian係xi統tong可ke以yi主zhu動dong的de規gui劃hua機ji器qi人ren的de移yi動dong路lu徑jing
，實shi現xian最zui短duan路lu徑jing搬ban運yun，同tong時shi規gui避bi機ji器qi人ren與yu料liao筐kuang的de碰peng壁bi風feng險xian。工gong件jian在zai料liao筐kuang中zhong的de狀zhuang態tai及ji智zhi能neng相xiang機ji如ru圖tu1所示。

圖1 工件在料框中的狀態及智能相機

在控製管理係統方麵

，根據客戶整個車間設備應用狀態和生產活動的管理需求
，重新為客戶搭建了整套智能管理係統，涵蓋了銷售、設計
、生產、倉儲和運輸等全部流程環節，以及產線
、倉儲、轉運等全部設備控製，實現了全部設備各個環節的聯通。控製管理係統結構圖如圖2所示。

圖2 控製管理係統結構圖

由(you)於(yu)控(kong)製(zhi)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)涵(han)蓋(gai)了(le)收(shou)集(ji)並(bing)處(chu)理(li)整(zheng)個(ge)車(che)間(jian)產(chan)生(sheng)的(de)全(quan)部(bu)數(shu)據(ju)
，因(yin)此(ci)該(gai)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)更(geng)高(gao)的(de)傳(chuan)輸(shu)能(neng)力(li)和(he)計(ji)算(suan)能(neng)力(li)。客(ke)戶(hu)老(lao)舊(jiu)工(gong)廠(chang)的(de)通(tong)信(xin)電(dian)纜(lan)不(bu)足(zu)以(yi)支(zhi)撐(cheng)大(da)量(liang)數(shu)據(ju)的(de)傳(chuan)輸(shu)能(neng)力(li)和(he)傳(chuan)輸(shu)速(su)度(du)，而(er)客(ke)戶(hu)的(de)投(tou)入(ru)預(yu)算(suan)也(ye)不(bu)足(zu)以(yi)支(zhi)持(chi)新(xin)的(de)大(da)型(xing)服(fu)務(wu)器(qi)和(he)光(guang)纖(xian)電(dian)纜(lan)的(de)硬(ying)件(jian)投(tou)資(zi)，因(yin)此(ci)傳(chuan)統(tong)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)與(yu)計(ji)算(suan)方(fang)式(shi)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)該(gai)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)的(de)需(xu)求(qiu)。而(er)經(jing)過(guo)現(xian)場(chang)測(ce)試(shi)，客(ke)戶(hu)工(gong)廠(chang)區(qu)域(yu)已(yi)經(jing)實(shi)現(xian)了(le) 5G 網絡的覆蓋，所以該項目中通過與泰國當地通信運營商的合作，采用了 5G通信技術
，大型計算服務器采用長期租賃的方式共享華為的雲端服務器，通過設置 5G+ 雲(yun)計(ji)算(suan)的(de)方(fang)式(shi)解(jie)決(jue)了(le)大(da)量(liang)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)和(he)數(shu)據(ju)計(ji)算(suan)的(de)問(wen)題(ti)。而(er)通(tong)過(guo)該(gai)種(zhong)租(zu)賃(lin)方(fang)式(shi)，也(ye)避(bi)免(mian)了(le)初(chu)期(qi)通(tong)信(xin)光(guang)纜(lan)和(he)傳(chuan)統(tong)服(fu)務(wu)器(qi)軟(ruan)硬(ying)件(jian)巨(ju)大(da)投(tou)資(zi)可(ke)能(neng)給(gei)企(qi)業(ye)帶(dai)來(lai)的(de)困(kun)難(nan)。

（2）基於智能相機的工業機器人應用係統 為了實現機器人對外在環境變化的感知與適應
，達到無序狀態下零部件的主動識別、主動抓取和主動搬運，該工業機器人搭配了 Mech-Mind 3D Laser L 智能相機係統，使機器人擺脫了外界環境的束縛，實現了智能化。工件的 2D圖像和 3D 點雲圖像如圖 3 所示。

圖3 工件的 2D 圖像和 3D 點雲圖像

首先
，3D 智能相機通過激光掃描，獲取料筐中工件的圖片信息，並通過自身的軟件係統，形成高精度的 3D點dian雲yun數shu據ju
，從cong而er實shi現xian對dui工gong件jian狀zhuang態tai的de實shi時shi監jian控kong和he數shu據ju獲huo取qu。在zai項xiang目mu初chu期qi調tiao試shi階jie段duan，智zhi能neng相xiang機ji軟ruan件jian係xi統tong會hui主zhu動dong收shou集ji大da量liang的de圖tu片pian信xin息xi並bing通tong過guo深shen度du學xue習xi標biao注zhu訓xun練lian工gong具ju軟ruan件jian係xi統tong，對dui不bu同tong狀zhuang態tai的de工gong件jian圖tu片pian進jin行xing分fen類lei識shi別bie
，完wan成cheng工gong件jian模mo型xing識shi別bie訓xun練lian，使shi智zhi能neng係xi統tong達da到dao穩wen定ding的de
、高效的工作狀態。

係統在獲得工件狀態點雲圖像後，其軟件計算係統經過大量的數據計算，完成物理信息係統的轉換，獲取所有工件姿態
、位wei姿zi矯jiao正zheng和he選xuan取qu抓zhua取qu點dian等deng數shu據ju信xin息xi，該gai數shu據ju信xin息xi即ji為wei該gai案an例li的de工gong程cheng參can數shu。此ci時shi根gen據ju智zhi能neng相xiang機ji主zhu控kong軟ruan件jian的de參can數shu設she置zhi，係xi統tong會hui自zi主zhu的de編bian寫xie機ji器qi人ren邏luo輯ji控kong製zhi程cheng序xu，根gen據ju點dian雲yun圖tu像xiang判pan斷duan工gong件jian的de堆dui疊die層ceng級ji，規gui劃hua工gong件jian抓zhua取qu順shun序xu，並bing在zai虛xu擬ni仿fang真zhen環huan境jing下xia生sheng成cheng機ji器qi人ren運yun動dong路lu徑jing軌gui跡ji
，至zhi此ci機ji器qi人ren係xi統tong完wan成cheng了le主zhu動dong獲huo取qu外wai界jie環huan境jing參can數shu並bing主zhu動dong規gui劃hua作zuo業ye任ren務wu的de能neng力li。機ji器qi人ren係xi統tong自zi動dong生sheng成cheng的de路lu徑jing軌gui跡ji如ru圖tu4所示。

圖4 機器人係統自動生成的路徑軌跡

因為工件處於“深坑”式(shi)的(de)料(liao)筐(kuang)中(zhong)，所(suo)以(yi)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)抓(zhua)取(qu)過(guo)程(cheng)中(zhong)，需(xu)要(yao)尋(xun)找(zhao)一(yi)個(ge)合(he)適(shi)的(de)姿(zi)態(tai)完(wan)成(cheng)工(gong)件(jian)的(de)抓(zhua)取(qu)，特(te)別(bie)是(shi)靠(kao)近(jin)料(liao)筐(kuang)邊(bian)緣(yuan)的(de)工(gong)件(jian)
，一(yi)側(ce)是(shi)工(gong)件(jian)
，另(ling)一(yi)側(ce)是(shi)料(liao)筐(kuang)壁(bi)，所(suo)以(yi)很(hen)容(rong)易(yi)導(dao)致(zhi)機(ji)器(qi)人(ren)與(yu)料(liao)筐(kuang)壁(bi)發(fa)生(sheng)碰(peng)撞(zhuang)，因(yin)此(ci)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)完(wan)成(cheng)作(zuo)業(ye)路(lu)徑(jing)規(gui)劃(hua)後(hou)


，根(gen)據(ju)料(liao)筐(kuang)模(mo)型(xing)的(de)位(wei)置(zhi)參(can)數(shu)
，可(ke)以(yi)在(zai)虛(xu)擬(ni)仿(fang)真(zhen)軟(ruan)件(jian)環(huan)境(jing)下(xia)做(zuo)移(yi)動(dong)路(lu)徑(jing)軌(gui)跡(ji)的(de)仿(fang)真(zhen)計(ji)算(suan)
，確(que)保(bao)機(ji)器(qi)人(ren)自(zi)動(dong)規(gui)劃(hua)的(de)抓(zhua)取(qu)姿(zi)態(tai)和(he)軌(gui)跡(ji)路(lu)徑(jing)是(shi)絕(jue)對(dui)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)的(de)。機(ji)器(qi)人(ren)抓(zhua)取(qu)姿(zi)態(tai)和(he)路(lu)徑(jing)軌(gui)跡(ji)的(de)仿(fang)真(zhen)計(ji)算(suan)如(ru)圖(tu)5所示。

圖5 機器人抓取姿態和路徑軌跡的仿真計算

3D智zhi能neng相xiang機ji的de應ying用yong，使shi傳chuan統tong工gong業ye機ji器qi人ren實shi現xian了le智zhi能neng製zhi造zao自zi感gan知zhi和he高gao柔rou性xing的de核he心xin要yao求qiu，但dan是shi這zhe隻zhi是shi執zhi行xing層ceng麵mian的de提ti升sheng，而er管guan理li層ceng麵mian和he計ji算suan層ceng麵mian的de問wen題ti，還hai需xu要yao先xian進jin的de信xin息xi係xi統tong和he計ji算suan係xi統tong來lai支zhi撐cheng。

（3）基於5G通tong信xin和he雲yun端duan計ji算suan的de數shu據ju傳chuan輸shu和he處chu理li係xi統tong工gong業ye機ji器qi人ren的de智zhi能neng化hua應ying用yong過guo程cheng中zhong，設she置zhi了le大da量liang的de傳chuan感gan器qi來lai收shou集ji物wu理li對dui象xiang的de信xin息xi
，並bing通tong過guo信xin息xi物wu理li係xi統tong將jiang這zhe些xie信xin息xi轉zhuan換huan成cheng數shu字zi信xin號hao，機ji器qi人ren通tong過guo對dui這zhe些xie數shu字zi信xin號hao的de解jie讀du來lai實shi現xian對dui物wu理li對dui象xiang的de監jian控kong和he外wai在zai環huan境jing的de感gan知zhi，所suo以yi整zheng個ge係xi統tong的de數shu據ju傳chuan輸shu能neng力li和he數shu據ju處chu理li能neng力li決jue定ding了le該gai係xi統tong的de智zhi能neng化hua水shui平ping。本ben項xiang目mu案an例li采cai用yong了le5G的數據傳輸方式和華為雲端服務器的數據處理方式，具體邏輯架構如圖6所示。

圖6 數據傳輸與處理係統邏輯圖

機器人係統和智能相機係統將收集到的大量的數據通過5G網絡時時傳遞到工廠SAP雲端服務器，經現場測試
，5G網絡提供超過100Mb/s的(de)上(shang)行(xing)速(su)率(lv)，保(bao)證(zheng)了(le)高(gao)清(qing)圖(tu)像(xiang)和(he)機(ji)器(qi)人(ren)動(dong)態(tai)數(shu)據(ju)的(de)無(wu)差(cha)錯(cuo)傳(chuan)輸(shu)，數(shu)據(ju)傳(chuan)遞(di)過(guo)程(cheng)零(ling)數(shu)據(ju)丟(diu)失(shi)和(he)零(ling)宕(dang)機(ji)，保(bao)證(zheng)數(shu)據(ju)的(de)實(shi)時(shi)傳(chuan)遞(di)和(he)穩(wen)定(ding)傳(chuan)輸(shu)，特(te)別(bie)是(shi)數(shu)據(ju)自(zi)動(dong)加(jia)密(mi)和(he)數(shu)據(ju)自(zi)動(dong)備(bei)份(fen)
，使(shi)整(zheng)個(ge)數(shu)據(ju)係(xi)統(tong)更(geng)加(jia)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)。雲(yun)端(duan)服(fu)務(wu)器(qi)在(zai)收(shou)到(dao)數(shu)據(ju)信(xin)息(xi)後(hou)
，能(neng)夠(gou)快(kuai)速(su)解(jie)析(xi)、處理與存儲
，並通過5G將命令信息反饋給機器人執行端控製器，使機器人能夠快速、zhunquediyidong
，gaoxiaodewanchengshengchanrenwu。lingyifangmian，yunduanfuwuqitongguofenxihuoqudeguanyujiqirenxitongdongtaiyunxingshuju
，keyifanzhijiancejiqirendeyunxingzhuangtai，tigongyucexingweihuhebimiantufaxingguzhang，congertigaojiqirenxitongdegongzuoxiaolvhebaozhengchanpinzhiliang。

在工廠管理層麵，通過雲端服務器的應用，客戶可以利用共享的軟硬件資源靈活的調用雲端信息，雲端服務器可以有效地將銷售、製造、儲存甚至網絡等數據信息整合起來形成動態共享信息資源池
，從而幫助管理層實現正確決策和市場迅速響應。

3.4 實踐效果

該gai項xiang目mu的de成cheng功gong規gui劃hua和he實shi施shi，不bu但dan解jie決jue了le客ke戶hu的de生sheng產chan瓶ping頸jing問wen題ti，還hai在zai客ke戶hu有you限xian的de成cheng本ben投tou入ru內nei完wan成cheng了le工gong廠chang產chan業ye化hua升sheng級ji，幫bang助zhu客ke戶hu提ti前qian轉zhuan變bian了le生sheng產chan管guan理li模mo式shi。

1）完成了工業機器人的智能化應用，3D視覺係統和智能軟件係統使傳統工業機器人變得更加“聰明”，可以主動識別多種型號產品並完成在任意姿態下的智能拾取與自主規劃路徑的智能搬運，實現了智能製造的自感知、高柔性的核心要求，真正做到了完全替代工人
，而且遠遠高於工人的工作效率。

2）5G通信技術與雲端服務器的應用
，一方麵極大地提高了設備生產效率和企業管理效率；另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)與(yu)傳(chuan)統(tong)生(sheng)產(chan)管(guan)理(li)模(mo)式(shi)相(xiang)比(bi)，客(ke)戶(hu)以(yi)長(chang)期(qi)租(zu)賃(lin)的(de)方(fang)式(shi)獲(huo)得(de)專(zhuan)業(ye)的(de)穩(wen)定(ding)的(de)數(shu)據(ju)係(xi)統(tong)，並(bing)且(qie)隨(sui)時(shi)享(xiang)受(shou)迭(die)代(dai)升(sheng)級(ji)的(de)服(fu)務(wu)，也(ye)減(jian)少(shao)了(le)維(wei)護(hu)人(ren)員(yuan)的(de)投(tou)入(ru)成(cheng)本(ben)，同(tong)時(shi)享(xiang)有(you)更(geng)加(jia)裝(zhuang)業(ye)團(tuan)隊(dui)的(de)維(wei)護(hu)與(yu)培(pei)訓(xun)服(fu)務(wu)
，間(jian)接(jie)的(de)降(jiang)低(di)了(le)企(qi)業(ye)運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)

，增(zeng)強(qiang)了(le)產(chan)品(pin)在(zai)市(shi)場(chang)上(shang)的(de)競(jing)爭(zheng)力(li)。

04結束語

suizhequanqiuzhizaoyedekuaisufazhan
，gongyejiqirenjishuyijingdedaoleguangfandeyingyonghekaifa，dangjinmianduizhinengzhizaodefazhanyaoqiu，jiqirenhennanzaidanchundeyikaochuantongyingyongmoshilaishixianjiazhizuidahua，yincigongyejiqirendezhinenghuayingyongshizhinengzhizaoshidaibiranxuanze。3D視覺技術、信息物理係統、大數據、5G和he雲yun計ji算suan等deng新xin科ke技ji的de快kuai速su發fa展zhan為wei工gong業ye機ji器qi人ren的de智zhi能neng化hua應ying用yong提ti供gong了le可ke靠kao支zhi持chi，能neng夠gou幫bang助zhu企qi業ye在zai傳chuan統tong工gong業ye機ji器qi人ren基ji礎chu上shang實shi現xian更geng大da的de提ti升sheng生sheng產chan效xiao率lv和he優you化hua管guan理li係xi統tong
，使shi企qi業ye主zhu動dong地di占zhan據ju有you利li的de競jing爭zheng位wei置zhi和he具ju備bei更geng大da的de競jing爭zheng優you勢shi。