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借助人工智能（AI）,，西門子的研發(fā)人員開發(fā)出了一種雙臂機器人，無需編程即可用于產品制造,。機器人手臂能自主分工協作,。

“咔嗒”一聲，一只機械手將一個灰色部件準確卡入導軌,。手臂縮回去抓住另一個部件,，這次是為了將其放在位置，轉交給另一只手臂,，這樣得以協調組裝控制柜,。西門子中央研究院近日在慕尼黑演示了雙臂機器人的一部分：雙手協調操作。機器人系統是未來制造業(yè)的一個關鍵要素——它代表著工廠*自主控制生產的未來,。

自動化系統領域專家：來自西門子中央研究院的Kai Wurm（中）和Georg von Wichert（右）正在觀察雙臂機器人的行為,。

實現經濟的“單件定制化生產”

在某種程度上，自主控制在大批量生產中已經成為現實,，正如西門子德國安貝格的數字化工廠所展示的那樣,。安貝格工廠生產Simatic可編程邏輯控制器，實現了75％的自動化程度和99.99885％的質量合格率,。不過,，這些部件都是大批量生產的。每年有1200萬件Simatic控制器發(fā)往各地的6萬多個客戶,。因此,，大批量生產已經成為現實。現在制造業(yè)更為需要的是超越基本的自動化,，以自主執(zhí)行任務的能力支持小批量,、多品種生產，從而滿足用戶日益增長的定制化需求,。傳統自動化目前仍無法支持“單件定制化生產”實現盈利,。

在西門子中央研究院，Kai Wurm博士和Georg von Wichert博士率領的團隊致力于自主系統的研究,，并成功解決了這個問題,。Wurm指出：“我們的雙臂智能機器人原型證明，經濟劃算的‘單件定制化生產’是可以實現的,。將來,，機器人將不再需要花費大量時間進行成本高昂的編程,，不再需要僅能實現固定組裝操作的冗長代碼。我們只需要任務,，系統就會自動將這些指令轉換成程序,。”

過渡到語義信息

Wurm表示：“我們只需告訴機器人，把某個部件安裝到導軌上,，它就會執(zhí)行這個操作,。”作為一個簡化的例子，這項任務描述了 “單件定制化生產”的內涵,。其中涉及加工或組裝含有不同部件的多樣化產品。機器人從關聯的軟件模型中獲取制造產品的相關信息,。傳統的機器人無法理解這種CAD/CAM（計算機輔助設計和制造）模型,，但新的機器人原型可以做到。從某種意義上說,，這就好像機器人能夠理解不同的語言,，從而不必對其運動和工藝進行編程。

為此,，機器人逐層拆分任務,，如將“組裝”這一總命令拆分為“拾取”和“遞交”等可執(zhí)行動作，直到機器人終移動手臂或張開抓手,。機器人能自己決定哪個手臂應該執(zhí)行哪項任務,。為做到這一點，開發(fā)人員賦予機器人將信息從產品開發(fā)軟件提取到語義層的能力,。

重大目標：Georg Wichert（左）和Kai Wurm開展的研究證明,，經濟可行的單件生產是可以實現的。

Wurm指出：“產品部件和工藝信息在語義層面被轉換成知識本體和知識圖表,，將原本隱含的信息清楚表達出來,。到目前為止，對于將X部件卡入Y導軌這樣的任務,，人們必須以代碼的形式教給機器人,。不過，我們的原型機器人會自己分析問題并找到相應的解決方案,。”

在西門子原型的演示中,，機器人手臂右側的顯示器上以非常簡化的形式展示了這一過程。顯示器顯示兩行色塊,，每個色塊都帶有例如“組裝”（左欄）和“拾取”（右欄）等詞,。這些色塊以類似滾動網頁的方式向上移動。色塊描述每個組裝步驟,。在左邊的顯示器上,，屏幕顯示機器人手臂在生產過程開始時接收到的信息,，包括周圍區(qū)域及主體的3D描述。在演示系統上方另有兩個屏幕,，展示機器人手臂通過集成攝像頭看到的畫面,。

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向自糾正系統邁進

西門子中央研究院的原型系統還有糾錯功能，不必事先預設錯誤（之前不知道會有錯誤發(fā)生,，所以糾錯沒有被事先告知是一種選項）,。例如，如果一個部件滑落,，只要它在攝像頭的視野內,，機器人手臂就能夠找到該部件。然后,，手臂將拿起部件并調整所有后續(xù)動作,，并正確安裝。如果部件安裝在另一側,，該手臂會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）——自動化未來項目”的一部分，CCT使西門子能夠專注于關鍵創(chuàng)新領域,，如“數字化雙胞胎”,、人工智能和增材制造。

當然,，組裝控制柜只是一個開始,。西門子開發(fā)人員設想的是自組織的生產設施，可以響應自主改變的生產要求,，不斷優(yōu)化操作,，并充分利用互相協助的機器人。這些設施將是革命性的進展,，即可自我饋送設計數據,、糾正錯誤并自行計算所有動作和行為的系統。Wurm表示：“很多其他研究人員正試圖解決這個問題,，但市場上的產品都不如我們所開發(fā)的,。”

德國西門子（SIEMENS）公司生產的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金,、化工,、印刷生產線等領域都有應用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產品包括LOGO,、S7-200,、S7-1200、S7-300,、S7-400等,。 西門子S7系列PLC體積小,、速度快、標準化,，具有網絡通信能力,，功能更強，可靠性高,。S7系列PLC產品可分為微型PLC（如S7-200）,，小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等,。
西門子變頻器是由德國西門子公司研發(fā),、生產、銷售的變頻器品牌,，主要用于控制和調節(jié)三相交流異步電機的速度,。并以其穩(wěn)定的性能、豐富的組合功能,、高性能的矢量控制技術,、低速高轉矩輸出,、良好的動態(tài)特性,、*的過載能力、創(chuàng)新的BiCo（內部功能互聯）功能以及*的靈活性,，在變頻器市場占據著重要的地位,。
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