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1.5億美元，打造機(jī)器人“未來(lái)工廠”
發(fā)布時(shí)間:
2019-07-29
據(jù)了解，abb公司參與了此次盛會(huì)，其雙臂工業(yè)機(jī)器人YuMi吸引了眾多目光。此外，ABB還分享了許多厲害的“黑科技”：大數(shù)據(jù)“養(yǎng)蜂”、渡輪無(wú)人駕駛、機(jī)器視覺(jué)伺服……
7月25日，2019世界工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)暨中國(guó)（青島）國(guó)際軟件融合創(chuàng)新博覽會(huì)在山東青島拉開(kāi)了帷幕。
大會(huì)以“智聯(lián)互通，智享共贏”為主題，緊扣高端制造業(yè)+人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G等熱點(diǎn)話(huà)題，攜手眾多國(guó)內(nèi)外行業(yè)大咖共同解讀前沿技術(shù)應(yīng)用與行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。
全球500強(qiáng)企業(yè)之一的ABB公司參與了此次盛會(huì)，并攜多款明星產(chǎn)品亮相，展示了其最新的電氣、工業(yè)自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器人及離散自動(dòng)化和電力產(chǎn)品與解決方案。
機(jī)器人“抓蝦”
大數(shù)據(jù)“養(yǎng)蜂”
渡輪無(wú)人駕駛
機(jī)器視覺(jué)伺服
……
還有哪些厲害的黑科技？我們一起來(lái)看看！
AI技術(shù)：
讓機(jī)器人抓蝦不再“抓瞎”
在青島國(guó)際會(huì)展中心1號(hào)館右側(cè)C位是一個(gè)超過(guò)430平米的巨幅展臺(tái)。
展臺(tái)的最中央，是ABB第一款真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作的雙臂工業(yè)機(jī)器人YuMi。
在工作原理上，機(jī)器人正從“機(jī)器”真正轉(zhuǎn)向“人”。
YuMi能夠與人類(lèi)近距離協(xié)作，尤其能夠滿(mǎn)足消費(fèi)電子行業(yè)對(duì)柔性生產(chǎn)和靈活制造的需求，從而提高生產(chǎn)效率。
值得一提的是，在圖像識(shí)別等深度學(xué)習(xí)AI算法的加持下，YuMi等工業(yè)機(jī)器人能夠執(zhí)行此前需要人類(lèi)來(lái)做的更復(fù)雜的任務(wù)。
比如，基于深度學(xué)習(xí)與生物特征的目標(biāo)點(diǎn)識(shí)別方法，ABB成功實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人抓蝦的操作。
目前在工廠的自動(dòng)剝蝦生產(chǎn)線(xiàn)上，有一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)目前仍完全由人工操作，就是對(duì)于蝦身的抓取與精確放置。
這極大地限制了生產(chǎn)線(xiàn)的速度、精度、穩(wěn)定性與生產(chǎn)效率，而且工作本身枯燥無(wú)味，浪費(fèi)人力時(shí)間。
在傳統(tǒng)的自動(dòng)化方案中，視覺(jué)系統(tǒng)與機(jī)器人的配合至關(guān)重要。視覺(jué)系統(tǒng)單元對(duì)流水線(xiàn)上移動(dòng)的蝦身進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，同時(shí)內(nèi)置算法識(shí)別出目標(biāo)點(diǎn)位置，并引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行抓取與放置，從而替代人工操作，實(shí)現(xiàn)整條生產(chǎn)線(xiàn)的全自動(dòng)化。
然而，在實(shí)際應(yīng)用中，由于蝦的形態(tài)各異，對(duì)人來(lái)說(shuō)十分簡(jiǎn)單的識(shí)別任務(wù)，對(duì)于傳統(tǒng)的圖像特征提取算法就變得非常困難。
面對(duì)形態(tài)各異、尺寸不一，紋理顏色等特征也不同的蝦，單一的圖像處理方法只能準(zhǔn)確識(shí)別部分樣本的關(guān)節(jié)點(diǎn)，很難達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的高精度（通常超過(guò)95%）要求，而一個(gè)好的解決方案不僅要能滿(mǎn)足工業(yè)應(yīng)用的精度要求，還需要將識(shí)別失敗樣本的誤差控制在穩(wěn)定范圍內(nèi)，便于工廠的后續(xù)處理。
圖像識(shí)別的深度學(xué)習(xí)算法，為解決這一問(wèn)題提供了新的思路。
ABB的研究人員提出結(jié)合深度學(xué)習(xí)與生物特征識(shí)別的目標(biāo)點(diǎn)定位方法，并在實(shí)際數(shù)據(jù)上進(jìn)行了模型訓(xùn)練與性能驗(yàn)證。
首先將蝦的圖像進(jìn)行預(yù)處理后輸入深度學(xué)習(xí)模型得到粗定位點(diǎn)，之后對(duì)蝦的位姿進(jìn)行歸一化并提取輪廓線(xiàn)，基于對(duì)搜索域內(nèi)的輪廓擬合與特征點(diǎn)檢測(cè)以精確定位目標(biāo)點(diǎn)。
通過(guò)在蝦的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)上進(jìn)行建模與測(cè)試，發(fā)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)模型較難直接給出精確的目標(biāo)點(diǎn)位置，但可以提供與目標(biāo)點(diǎn)較接近的粗定位點(diǎn)，從而得到能涵蓋目標(biāo)點(diǎn)的搜索域。
之后利用生物特征識(shí)別，基于輪廓線(xiàn)提取與擬合，可以在此搜索域內(nèi)精準(zhǔn)地定位目標(biāo)點(diǎn)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該方法的有效性：在包含1000張實(shí)測(cè)樣本的測(cè)試集上，整體方案的識(shí)別率達(dá)到97.2%，可初步滿(mǎn)足實(shí)際工業(yè)應(yīng)用的要求。
視覺(jué)伺服技術(shù)：
低成本相機(jī)也可進(jìn)行高精度跟蹤
展臺(tái)的中央，ABB展示了視覺(jué)伺服技術(shù)高效追蹤演示站。
展柜前，演示者通過(guò)面板操控白色小球做出高速且任意的運(yùn)動(dòng)，小球上方，一臺(tái)IRB1200工業(yè)機(jī)器人能對(duì)目標(biāo)小球進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的跟蹤。
值得注意的是，該視覺(jué)伺服控制方法對(duì)相機(jī)要求極低。
即使相機(jī)幀率低至16FPS（幀/秒），工業(yè)機(jī)器人仍能對(duì)高速運(yùn)動(dòng)中的物體進(jìn)行動(dòng)態(tài)高精度跟蹤，接近采用高速相機(jī)的所獲得高速跟蹤的精度。
近年來(lái)，很多研究將視覺(jué)伺服技術(shù)用于抓取快速移動(dòng)的物體，系統(tǒng)的響應(yīng)速度之快，甚至可以用于抓取飛行中的物體。一般整個(gè)控制系統(tǒng)包括一套多相機(jī)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)、一個(gè)即時(shí)運(yùn)動(dòng)觀測(cè)器，以及一個(gè)即時(shí)運(yùn)動(dòng)重規(guī)劃控制器。
視覺(jué)伺服技術(shù)在諸多工業(yè)場(chǎng)景中都有廣泛的應(yīng)用前景，但高速相機(jī)的較高成本也使得一般工業(yè)用戶(hù)望而卻步。
如何利用低成本相機(jī)實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)地跟蹤抓取移動(dòng)中的物體，以便將視覺(jué)伺服技術(shù)用于一般工業(yè)場(chǎng)景，成為了需要解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
為此，ABB中國(guó)研究院的科學(xué)家們提出了一種新的視覺(jué)伺服控制方法，借助ABB EGM模塊，使得工業(yè)機(jī)器人只需搭配較低幀率相機(jī)，即能完成高速物體的精確跟蹤。
該方法的特點(diǎn)在于視覺(jué)伺服所需的反饋信號(hào)不僅僅來(lái)自相機(jī)采集的圖像信息，而且還融合了機(jī)器人的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)信息。
這一方法將機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)反饋與視覺(jué)傳感信號(hào)相融合，用來(lái)產(chǎn)生機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)。與傳統(tǒng)的方法相比，新方法提高了視覺(jué)伺服的控制頻率，降低了對(duì)于相機(jī)高幀率的依賴(lài)，從而提高了低幀率條件下伺服控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。
視覺(jué)伺服控制系統(tǒng)整體架構(gòu)由相機(jī)、圖像處理器、機(jī)器人控制器以及視覺(jué)伺服控制器構(gòu)成。
這一新的視覺(jué)伺服控制方法只需使用一般低幀率相機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)高幀率相機(jī)相當(dāng)?shù)乃欧阅?，從而降低了視覺(jué)伺服的使用成本，為視覺(jué)伺服在更多工業(yè)場(chǎng)景中的應(yīng)用鋪平了道路。
渡輪無(wú)人駕駛：
這些航運(yùn)黑科技不容小覷
在會(huì)場(chǎng)，ABB還展示了基于機(jī)器人、船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)和岸電技術(shù)的智慧航運(yùn)解決方案。
智慧航運(yùn)解決方案加持
世界首次遠(yuǎn)程無(wú)人駕駛海上航行測(cè)試完成
2018年底，ABB與“芬蘭堡2號(hào)”冰級(jí)客渡輪（Suomenlinna II）開(kāi)展合作，在芬蘭首都港口完成了歷史性的世界首次遠(yuǎn)程無(wú)人駕駛的海上航行測(cè)試。
這艘客渡輪配備了領(lǐng)先的ABB破冰級(jí)Azipod吊艙式全回轉(zhuǎn)電力推進(jìn)系統(tǒng)，并在2017年改造時(shí)加裝了最新的動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)——ABB Ability船舶領(lǐng)航控制解決方案。
ABB Ability Tekomar XPERT船舶發(fā)動(dòng)機(jī)性能數(shù)字化解決方案通過(guò)分析比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)和航測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可為船舶航運(yùn)客戶(hù)提供可操作的行動(dòng)意見(jiàn)，提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
ABB Azipod 吊艙式全回轉(zhuǎn)系統(tǒng)支持船舶領(lǐng)航控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高能效靠泊，節(jié)省燃油高達(dá)20%，并在世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)遠(yuǎn)程技術(shù)支持。
在遠(yuǎn)程領(lǐng)航海試中，渡輪從赫爾辛基的集市廣場(chǎng)Kauppatori出發(fā)。船長(zhǎng)在位于赫爾辛基的控制中心，利用ABB Ability船舶領(lǐng)航控制系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)遙控這艘渡輪。在無(wú)人駕駛狀態(tài)下，渡輪成功地穿越了赫爾辛基港附近的測(cè)試區(qū)域，通過(guò)了遠(yuǎn)程海試。
這一開(kāi)創(chuàng)性海試標(biāo)志著船舶行業(yè)向逐漸接納無(wú)人駕駛系統(tǒng)邁出了關(guān)鍵性的一步。
岸上充電站：減少排放，提高充電效率
為了更高效地讓這些客輪保持能量滿(mǎn)滿(mǎn)、以最佳狀態(tài)服務(wù)航線(xiàn)乘客，自動(dòng)化岸上充電技術(shù)成為不二選擇。ABB提供的電力推進(jìn)設(shè)備和自動(dòng)化岸上充電站，使得渡輪在減少排放的同時(shí)，大幅提高了充電效率。
TOSA電動(dòng)公交閃充系統(tǒng)：15秒快速充電！
展臺(tái)上，ABB還展示TOSA電動(dòng)公交閃充系統(tǒng)，這一系統(tǒng)可為無(wú)接觸網(wǎng)、大載客量和全電動(dòng)的鉸接式公交車(chē)在部分車(chē)站實(shí)現(xiàn)15秒快速充電。
大數(shù)據(jù)分析：
5萬(wàn)只蜜蜂帶來(lái)大量“甜蜜”數(shù)據(jù)
在ABB克拉科夫研究中心的屋頂，有一個(gè)5萬(wàn)多只蜜蜂的“甜蜜王國(guó)”。
蜜蜂的主人Dominik Lis既是研究中心的建筑自動(dòng)化專(zhuān)家，也是一位擁有20多個(gè)蜂巢、經(jīng)驗(yàn)豐富的養(yǎng)蜂專(zhuān)家。他一直在努力擴(kuò)大ABB蜂群的規(guī)模，雖然這不是世界上最大的蜂群，但可以算是世界上被研究得最透徹的蜂群之一了。
這些蜜蜂不但釀出了蜂蜜，更為研究人員創(chuàng)造了比蜂蜜更有價(jià)值的東西——大量的、寶貴的優(yōu)質(zhì)測(cè)試數(shù)據(jù)。
這個(gè)研究中心的專(zhuān)業(yè)研究領(lǐng)域包括計(jì)算機(jī)算法的開(kāi)發(fā)，用來(lái)分析從ABB不同類(lèi)型傳感器中提取的大數(shù)據(jù)集。為了測(cè)試這些算法，研究員們需要訪問(wèn)大量不同類(lèi)型的真實(shí)數(shù)據(jù)。
正如ABB克拉科夫研究中心負(fù)責(zé)人Marek Florkowski所解釋的，科研過(guò)程中，研究人員所面臨的最大挑戰(zhàn)就是優(yōu)質(zhì)樣本數(shù)據(jù)的獲取。在當(dāng)今這個(gè)數(shù)字化社會(huì)中，數(shù)據(jù)就等同于價(jià)值。
“我們嘗試開(kāi)發(fā)一些識(shí)別算法和分類(lèi)算法的模型并進(jìn)行優(yōu)化，加速這些算法的實(shí)現(xiàn)。有一天大家突發(fā)靈感，為什么不在屋頂上建個(gè)蜂巢呢？”
說(shuō)干就干，科學(xué)家們對(duì)研究中心樓頂?shù)姆涑策M(jìn)行了詳細(xì)的標(biāo)定，現(xiàn)場(chǎng)多臺(tái)攝像機(jī)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，這個(gè)蜂巢裝滿(mǎn)了高科技的傳感器，用于測(cè)量重量、溫度、濕度、音頻等級(jí)等等，并將這些信息不間斷地被上傳到服務(wù)器上，通過(guò)這些數(shù)據(jù)能夠追蹤蜜蜂的飛行路徑，繪制蜂群密度聚集圖。
例如，正對(duì)著蜂巢入口的攝像機(jī)捕捉的圖像，能夠幫助開(kāi)發(fā)圖像檢測(cè)系統(tǒng)和基于視頻傳輸?shù)膶?duì)象計(jì)數(shù)功能。當(dāng)一大群蜜蜂同時(shí)飛出蜂巢時(shí)，科學(xué)家會(huì)嘗試找到一種方法來(lái)計(jì)算蜜蜂的數(shù)量，同時(shí)把速度、大小和背景等因素考慮在內(nèi)，支持研究人員的實(shí)驗(yàn)。
值得注意的是，來(lái)自蜂巢的這些技術(shù)和算法正被運(yùn)用到當(dāng)今數(shù)字社會(huì)最前沿的工業(yè)環(huán)境中來(lái)。
對(duì)企業(yè)而言，價(jià)值不僅源自數(shù)據(jù)本身，更來(lái)自對(duì)數(shù)據(jù)的處理和解析，以及由此而來(lái)的算法迭代。
這些創(chuàng)意十足的實(shí)驗(yàn)醞釀出了許多新的想法，提升了現(xiàn)階段的技術(shù)水平，同時(shí)還帶來(lái)了甜蜜的副產(chǎn)品——“ABB牌”蜂蜜。
1.5億美元打造機(jī)器人“未來(lái)工廠”
目前，ABB在中國(guó)擁有研發(fā)、制造、銷(xiāo)售和工程服務(wù)等全方位的業(yè)務(wù)活動(dòng)，40家本地企業(yè)，1.8萬(wàn)名員工遍布于142個(gè)城市，線(xiàn)上和線(xiàn)下渠道覆蓋全國(guó)300多個(gè)城市。
近日，ABB集團(tuán)董事長(zhǎng)兼CEO傅賽表示：
“隨著中國(guó)擴(kuò)大對(duì)外開(kāi)放的步伐，我們將繼續(xù)投資于數(shù)字化產(chǎn)業(yè)、電動(dòng)汽車(chē)充電等充滿(mǎn)前景的市場(chǎng)領(lǐng)域?！?br style="margin: 0px; padding: 0px;">
2018年10月，ABB宣布在上海投資1.5億美元新建一座機(jī)器人“未來(lái)工廠”，該工廠預(yù)計(jì)將于2020年底投入運(yùn)營(yíng)。新工廠將采用大量機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)字化解決方案以及協(xié)作解決方案，打造為機(jī)器人行業(yè)最先進(jìn)、自動(dòng)化與柔性化程度最高的工廠，其研發(fā)中心還將加速推動(dòng)人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)新。
據(jù)悉，這一工廠將采用數(shù)字孿生技術(shù)，全面聯(lián)接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，并通過(guò)人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)及協(xié)作自動(dòng)化大幅提升生產(chǎn)柔性與效能；同時(shí)，啟用全新的機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式，利用可配置的通用接口與構(gòu)建模塊，無(wú)限擴(kuò)展定制解決方案，向全面數(shù)字化的“未來(lái)工廠”邁進(jìn)。
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