工业机器人

AI与工业机器人相互融合:如何重新定义智造新范式

ainet.cn   2025年09月17日

当前,全球制造业正面临转型升级的关键节点。随着市场需求日益多样化、个性化,传统生产模式已难以适应新的发展要求,工业机器人正在成为制造业向高端化、柔性化、智能化升级的重要解决方案之一。

然而,传统工业自动化解决方案存在一定的局限性。以工业机器人编程为例,多数工业机器人作业采用预编程模式,无法适应动态变化的生产环境。当产品换型或工艺调整时,需要专业人员重新编程,影响生产效率。

其次是生产终端的数据打通问题,在现代工厂中,不同品牌、型号的设备之间往往难以实现有效协同,形成一个个"自动化孤岛"。这种碎片化的自动化模式,无法实现生产系统的整体优化。

此外,专业人才短缺问题突出。随着老师傅群体逐渐退休,其宝贵的经验难以有效传承。而新一代技术人员需要时间成长,这期间设备维护质量可能受到影响,导致意外停机时间增加。

这些困境反应了中国制造业转型升级的普遍痛点,其本质在于传统自动化架构已触及天花板,行业亟需一个能感知、决策、执行并进化的新范式。

从自动化困境,到智能体破局

AIGC的爆发为制造业的转型破局提供了关键拼图。它带来的不是单一技术升级,而是三大范式的根本性转移:

首先,生产终端需要实现自主决策与自适应优化能力。例如,在精密装配作业中,视觉传感系统可实时检测零部件的位姿偏差,机器人依据这些数据自主调整抓取路径与装配力度,确保在动态环境下的高精度作业。例如,在注塑生产过程中,机器人能够根据模具温度、材料粘度等实时工艺参数,自主调整保压时间与注射速度,以维持最佳成型质量。

其次,面对数据孤岛带来的协同问题,工厂端应建立基于多智能体协同的中枢系统。例如,在柔性加工产线中,当数控机床完成一道工序,其会向物料系统自主发送就绪信号,移动机器人AMR依据实时系统指令和当前物流状态,自主规划最优路径运送工件,上下料机器人同步接收指令完成对接操作,实现跨设备的协同生产。在多机器人协同焊接场景中,各焊接机器人通过实时共享工件状态与 thermal data,自主协调焊接顺序与速度,避免热变形,提升整体质量。

再次,针对编程语言快速迭代的难题,工业机器人须构建人机协同的知识沉淀与复用机制。例如,工程师在调试设备时的操作偏好与参数微调逻辑可被系统记录,并通过机器学习生成工艺优化知识库,用于辅助新手工程师进行决策。在设备故障诊断中,系统可将历史维修记录、专家处理方案转化为规则库与预测模型,实现故障的自主研判与处理建议的精准推送,从而降低对个别专家经验的依赖,提升系统整体认知水平。

行业需要怎样的“具身智能解决方案”

眼下,将AI与工业机器人相互融合,正逐渐成为中国制造业升级的重要解决方案。而基于对行业痛点的深入理解,库卡在美的洗衣机荆州工厂,打造出一个多品类、全场景覆盖的“AI+工业机器人”解决方案,被落地部署。该方案也助力美的荆州工厂成为全行业首个“智能体”工厂。

“智能体”并不等同于“智能”,一般来说,智能是一个抽象的“能力”,而“智能体”是一个拥有该项能力的同时,且能够自主“行动”的实体。以“工业机器人智能体”为例,其结合视觉感知系统(眼睛)、中枢决策系统(神经)、末端执行系统(手脚),可以在一个目标在环境中自主地行动,实现自主执行感知-决策-行动的闭环,同时结合上一次的循环,不断实现进化。

以螺丝锁付场景为例,库卡为KR SCARA机器人配备了一套库卡自研的智能视觉定位系统,AI生成最优锁付策略,并自主调整作业程序。这项技术使生产线换型时间大幅缩短,有效提升了生产效率。

在工厂物流运输环节,其线路面临效率、成本、安全、环境、协同等挑战,库卡将 AI导航应用与视觉激光雷达相互融合,不仅能够实时共享位置信息和任务状态,还能在前方突现障碍时,启动毫秒级避障,自主规划最优路径,实现高效协同作业。同时,当某台设备急需物料时,系统则会自动优先调度最近机器人执行配送任务。

随着人工智能技术在制造业的深度应用,传统生产模式正在发生根本性变革。技术迭代迅速的同时,也对工业机器人的操作技能提出了更高的挑战。而将AI应用于编程,能有效的将需求语言转化为应用代码。工程师只需库卡开发的“小库AI”输入“抓料程序”等需求,即可获得AI生成的编程代码。 同时,依托智能问答系统将“老师傅”的编程经验转化为数字化指导程序。新员工在操作时,可通过智能设备获得实时指导,显著降低了新员工上手的培训成本和时间成本。

此外,针对数据互联问题,库卡建立了设备IOT管理系统KUKA Connect,通过实时监测设备运行数据,预测潜在故障,提前安排维护,有效减少了意外停机时间。融合连接工厂的人、机、料、法、环等众多因素。

业内专家指出,人工智能与工业机器人的深度融合,将推动制造业向更高水平的智能化发展。未来,工业机器人将不仅具备执行能力,更将拥有感知、学习和决策能力。

美的荆州工厂,为行业打造了“智能体”应用的新范式,是制造业转型升级的里程碑。2025工博会期间,库卡将于9月23日正式发布“工业机器人智能体”,正式官宣AI与工业机器人深度融合——它意味着机器人领域正在从智能制造,到“感知环境、自主决策、持续进化”的进化。未来,从柔性产线的无缝重构,到工艺知识的自学习沉淀,从整厂资源的全局调度到人机协作的自然智能,更简单的生产,将不再依赖固定程式,而是由会思考、能协同、自优化的智能体重新定义。

(转载)

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