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西門子S7-300DODI模塊

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品牌: 西門子
單價(jià): 面議
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所在地: 上海 松江區(qū)
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最后更新: 2019-05-24
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產(chǎn)品詳細(xì)說(shuō)明

借助人工智能(AI),西門子的研發(fā)人員開發(fā)出了一種雙臂機(jī)器人,無(wú)需編程即可用于產(chǎn)品制造。機(jī)器人手臂能自主分工協(xié)作。

章明 1 3 2 1 7 4 3 0 0 1 3 

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“咔嗒”一聲,一只機(jī)械手將一個(gè)灰色部件準(zhǔn)確卡入導(dǎo)軌。手臂縮回去抓住另一個(gè)部件,這次是為了將其放在*佳位置,轉(zhuǎn)交給另一只手臂,這樣得以協(xié)調(diào)組裝控制柜。西門子中央研究院近日在慕尼黑演示了雙臂機(jī)器人的一部分:雙手協(xié)調(diào)操作。機(jī)器人系統(tǒng)是未來(lái)制造業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵要素——它代表著工廠完全自主控制生產(chǎn)的未來(lái)。

自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)<遥簛?lái)自西門子中央研究院的Kai Wurm(中)和Georg von Wichert(右)正在觀察雙臂機(jī)器人的行為。

實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的“單件定制化生產(chǎn)”

在某種程度上,自主控制在大批量生產(chǎn)中已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí),正如西門子德國(guó)安貝格的數(shù)字化工廠所展示的那樣。安貝格工廠生產(chǎn)Simatic可編程邏輯控制器,實(shí)現(xiàn)了75%的自動(dòng)化程度和99.99885%的質(zhì)量合格率。不過(guò),這些部件都是大批量生產(chǎn)的。每年有1200萬(wàn)件Simatic控制器發(fā)往全球各地的6萬(wàn)多個(gè)客戶。因此,大批量生產(chǎn)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)?,F(xiàn)在制造業(yè)更為需要的是超越基本的自動(dòng)化,以自主執(zhí)行任務(wù)的能力支持小批量、多品種生產(chǎn),從而滿足用戶日益增長(zhǎng)的定制化需求。傳統(tǒng)自動(dòng)化目前仍無(wú)法支持“單件定制化生產(chǎn)”實(shí)現(xiàn)盈利。

在西門子中央研究院,Kai Wurm博士和Georg von Wichert博士率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)致力于自主系統(tǒng)的研究,并成功解決了這個(gè)問(wèn)題。Wurm指出:“我們的雙臂智能機(jī)器人原型證明,經(jīng)濟(jì)劃算的‘單件定制化生產(chǎn)’是可以實(shí)現(xiàn)的。將來(lái),機(jī)器人將不再需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行成本高昂的編程,不再需要僅能實(shí)現(xiàn)固定組裝操作的冗長(zhǎng)代碼。我們只需要指定任務(wù),系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)將這些指令轉(zhuǎn)換成程序?!?

過(guò)渡到語(yǔ)義信息

Wurm表示:“我們只需告訴機(jī)器人,把某個(gè)部件安裝到導(dǎo)軌上,它就會(huì)執(zhí)行這個(gè)操作?!弊鳛橐粋€(gè)簡(jiǎn)化的例子,這項(xiàng)任務(wù)描述了 “單件定制化生產(chǎn)”的內(nèi)涵。其中涉及加工或組裝含有不同部件的多樣化產(chǎn)品。機(jī)器人從關(guān)聯(lián)的軟件模型中獲取制造產(chǎn)品的相關(guān)信息。傳統(tǒng)的機(jī)器人無(wú)法理解這種CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造)模型,但新的機(jī)器人原型可以做到。從某種意義上說(shuō),這就好像機(jī)器人能夠理解不同的語(yǔ)言,從而不必對(duì)其運(yùn)動(dòng)和工藝進(jìn)行編程。

為此,機(jī)器人逐層拆分任務(wù),如將“組裝”這一總命令拆分為“拾取”和“遞交”等可執(zhí)行動(dòng)作,直到機(jī)器人*終移動(dòng)手臂或張開抓手。機(jī)器人能自己決定哪個(gè)手臂應(yīng)該執(zhí)行哪項(xiàng)任務(wù)。為做到這一點(diǎn),開發(fā)人員賦予機(jī)器人將信息從產(chǎn)品開發(fā)軟件提取到語(yǔ)義層的能力。

重大目標(biāo):Georg Wichert(左)和Kai Wurm開展的研究證明,經(jīng)濟(jì)可行的單件生產(chǎn)是可以實(shí)現(xiàn)的。

Wurm指出:“產(chǎn)品部件和工藝信息在語(yǔ)義層面被轉(zhuǎn)換成知識(shí)本體和知識(shí)圖表,將原本隱含的信息清楚表達(dá)出來(lái)。到目前為止,對(duì)于將X部件卡入Y導(dǎo)軌這樣的任務(wù),人們必須以代碼的形式教給機(jī)器人。不過(guò),我們的原型機(jī)器人會(huì)自己分析問(wèn)題并找到相應(yīng)的解決方案?!?

在西門子原型的演示中,機(jī)器人手臂右側(cè)的顯示器上以非常簡(jiǎn)化的形式展示了這一過(guò)程。顯示器顯示兩行色塊,每個(gè)色塊都帶有例如“組裝”(左欄)和“拾取”(右欄)等詞。這些色塊以類似滾動(dòng)網(wǎng)頁(yè)的方式向上移動(dòng)。色塊描述每個(gè)組裝步驟。在左邊的顯示器上,屏幕顯示機(jī)器人手臂在生產(chǎn)過(guò)程開始時(shí)接收到的信息,包括周圍區(qū)域及主體的3D描述。在演示系統(tǒng)上方另有兩個(gè)屏幕,展示機(jī)器人手臂通過(guò)集成攝像頭看到的畫面。

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向自糾正系統(tǒng)邁進(jìn)

西門子中央研究院的原型系統(tǒng)還有糾錯(cuò)功能,不必事先預(yù)設(shè)錯(cuò)誤(之前不知道會(huì)有錯(cuò)誤發(fā)生,所以糾錯(cuò)沒(méi)有被事先告知是一種選項(xiàng))。例如,如果一個(gè)部件滑落,只要它在攝像頭的視野內(nèi),機(jī)器人手臂就能夠找到該部件。然后,手臂將拿起部件并調(diào)整所有后續(xù)動(dòng)作,并正確安裝。如果部件安裝在另一側(cè),該手臂會(huì)把部件交給另一只手臂。這些突破性的開發(fā)成果是“公司核心科技(Company Core Technology)——自動(dòng)化未來(lái)項(xiàng)目”的一部分,CCT使西門子能夠?qū)W⒂陉P(guān)鍵創(chuàng)新領(lǐng)域,如“數(shù)字化雙胞胎”、人工智能和增材制造。

當(dāng)然,組裝控制柜只是一個(gè)開始。西門子開發(fā)人員設(shè)想的是自組織的生產(chǎn)設(shè)施,可以響應(yīng)自主改變的生產(chǎn)要求,不斷優(yōu)化操作,并充分利用互相協(xié)助的機(jī)器人。這些設(shè)施將是革命性的進(jìn)展,即可自我饋送設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、糾正錯(cuò)誤并自行計(jì)算所有動(dòng)作和行為的系統(tǒng)。Wurm表示:“很多其他研究人員正試圖解決這個(gè)問(wèn)題,但市場(chǎng)上的產(chǎn)品都不如我們所開發(fā)的?!?

 
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