全球最大工業(yè)機器人市場(chǎng) 制造工廠(chǎng)仍處在工業(yè)2.0-3.0階段 電子設計模塊
早在2013年，中國已超越日本成為全球最大的工業(yè)機器人市場(chǎng)，當年中國共銷(xiāo)售3.7萬(wàn)臺工業(yè)機器人，占全球銷(xiāo)量的20.67%。2014年，工業(yè)機器人行業(yè)銷(xiāo)售收入占GDP的比重由上午的0.01%上升至0.02%，行業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位愈發(fā)重要。然而，深圳市機器人青年專(zhuān)家委員會(huì )秘書(shū)長(cháng)杜政志表示，經(jīng)過(guò)行業(yè)調研發(fā)現，中國的制造工廠(chǎng)整體處于工業(yè)2.0-3.0之間，離工業(yè)4.0仍有很長(cháng)的路。
深圳市佳士科技股份有限公司機器人總經(jīng)理關(guān)政強談到，從珠三角機器人應用市場(chǎng)采樣分析，目前占比較大的機器人應用為搬運，弧焊，組裝及打磨。他同時(shí)表示，國產(chǎn)機器人的應用占比仍然較低，只有在核心零組件如控制、馬達、減速器等核心技術(shù)突破之后，才能真正推動(dòng)國內工業(yè)機器人行業(yè)的大發(fā)展。
工業(yè)4.0核心即數字化技術(shù)
德國最先提出工業(yè)4.0的口號，德國公司西門(mén)子打造的工業(yè)4.0核心即是數字化工廠(chǎng)核心技術(shù)，也稱(chēng)為Digital Twin數字化雙胞胎。
西門(mén)子（中國）先進(jìn)制造中心主任汪銳表示，工業(yè)機器人將從單臺設備的需求變成一條生產(chǎn)線(xiàn)，“以前可能是一個(gè)單臺機器人替代一些工種，將來(lái)集成度會(huì )非常高，機器人與其他設備配合，例如與自動(dòng)化的封裝進(jìn)行配合。設備的性能要提升，并與機器人的通訊接口連接，更加復雜的工序需求集成度高的機器人。”
這就對機器人的本體和設備的結構提出要求，機器人技術(shù)還有生產(chǎn)線(xiàn)軟件調試及控制，提出更高要求。如何將結構、控制、電機以及現場(chǎng)調試等問(wèn)題解決，這也是智能裝備面臨的問(wèn)題。
“西門(mén)子希望能夠以數字的方式，從產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、設備搭建到最后投產(chǎn)，都用數字化手段將生產(chǎn)線(xiàn)和產(chǎn)品融合在一起。在工業(yè)4.0里面有一個(gè)非常核心的概念，叫做數字化雙胞胎，或者叫數字化雙生，意思是在產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)階段都需要有一個(gè)數字化的產(chǎn)品，工藝和制造技術(shù)。數字化對我們未來(lái)制造業(yè)產(chǎn)生重要影響。” 汪銳說(shuō)道。
以后你只需坐在辦公室里，通過(guò)電腦里各式各樣的數據就能夠知道你的產(chǎn)品和生產(chǎn)線(xiàn)的情況。這個(gè)愿景將通過(guò)數字化制造實(shí)現。
西門(mén)子工業(yè)軟件，從產(chǎn)品研發(fā)到生產(chǎn)自動(dòng)化等都能提供相應方案。從概念工廠(chǎng)開(kāi)始，用數字化手段進(jìn)行規劃。對工廠(chǎng)的條件進(jìn)行模擬，包括產(chǎn)能要求，設備利用率等。搭建的虛擬工廠(chǎng)，虛擬裝備，呈現未來(lái)工廠(chǎng)需要的各種組件。
同樣的，機器人也用數字化手段進(jìn)行規劃，各種機器人以一個(gè)模型的方式放在系統當中，各種應用可以在仿真系統中完成。通過(guò)仿真的結果，切換到實(shí)物操作中，驅動(dòng)未來(lái)的生產(chǎn)制造。
機器視覺(jué)助力工業(yè)機器人的智能化
中國制造2025的目標中提出，到2020年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域智能化水平顯著(zhù)提升，試點(diǎn)示范項目運營(yíng)成本降低30%，產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短30%，不良品率降低30%。到2025年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域全面實(shí)現智能化，試點(diǎn)示范項目運營(yíng)成本降低50%，產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短50%，不良品率降低50%。
這其中涉及到四大關(guān)鍵技術(shù)，包括制造信息互聯(lián)互通標準與接口技術(shù)，工業(yè)傳感器核心技術(shù)，人工智能技術(shù)，增強現實(shí)技術(shù)。
北京凌云光技術(shù)有限公司總經(jīng)理楊藝表示，后三項與機器視覺(jué)技術(shù)緊密相關(guān)。預計未來(lái)五年機器視覺(jué)行業(yè)的復合增長(cháng)率將達到19%。2016年亞洲（除日本外）將會(huì )成為機器視覺(jué)收入最大的地區，而中國市場(chǎng)將成為其中增長(cháng)最快的區域之一。
現場(chǎng)演試：利用視覺(jué)技術(shù)實(shí)現無(wú)人機彈鋼琴1
工業(yè)機器人成為中國工業(yè)視覺(jué)發(fā)展的重要驅動(dòng)因素。自動(dòng)化裝配中機器人工程將徹底推動(dòng)視覺(jué)圖像技術(shù)在工業(yè)機器人上的應用，機器視覺(jué)對自動(dòng)化機器人的影響將體現在多維空間控制及3D信息技術(shù)方面，預計增長(cháng)率將達到15%-20%。
2004年國內企業(yè)開(kāi)始控索機器視覺(jué)器件的研發(fā)。10余年的發(fā)展，從相機、采集卡、光源、鏡頭到圖像處理軟件，涌現了眾多技術(shù)實(shí)力雄厚的機器視覺(jué)器件研發(fā)廠(chǎng)商。相機作為核心成像器件，長(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口，但近幾年隨著(zhù)國內視覺(jué)企業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，國產(chǎn)化比例逐年提高。2015年相機市場(chǎng)總體市場(chǎng)規模9億元，銷(xiāo)量達18.5億臺。而國產(chǎn)品牌市場(chǎng)占有率達26%。核心器件國產(chǎn)化仍是機器視覺(jué)行業(yè)的重要發(fā)展方向。
現場(chǎng)演試：利用視覺(jué)技術(shù)實(shí)現無(wú)人機彈鋼琴2
從技術(shù)來(lái)看，視覺(jué)與信息的交互是促成工業(yè)機器人智能化的關(guān)鍵。楊藝表示，視覺(jué)的前五個(gè)等級均已實(shí)現，包括初級視覺(jué)，即二維，檢測，引導，測量；通過(guò)視覺(jué)進(jìn)行遠程跟蹤；雙目視覺(jué)，形成對表面，立體，深度的認識；高精度的三維重建，在2.5D，3D達到微米精度；
對機器人的運動(dòng)軌跡，包括手臂的微小動(dòng)作進(jìn)行捕捉。然而如何將視覺(jué)與信息形成真正的交互，做到智能化的機器人，是機器視覺(jué)行業(yè)與機器人行業(yè)共同面臨的挑戰，尚待完全突破。
移動(dòng)設備訪(fǎng)問(wèn)
