在当前阶段,工业机器人已经在德国获得了广泛且深入的应用以及高度成熟的运作模式,覆盖汽车制造、金属材料加工、电气电子等多个工业领域。根据国际机器人联合会发布的数据表明,2014年度,德国制造行业中平均每一万员工即配置有292台工业机器人,仅次于韩国和日本位列世界第三。值得一提的是,德国在该领域的自主研发及制造水准同样处於全球领先地位。
近年来,德国提出了工业4.0的创新理念,为未来的工业机器人设定了全新的发展方向和更高的性能要求。德国机械设备制造业联合会机器人与自动化部门的负责人,帕特里克·施瓦茨科普夫先生指出,在工业4.0的新时代,机器人将会实现高度的智能化、联网化,通过物联网技术与其他设备实现更加灵活、高效便捷的交互。同时,机器人的移动能力、与人协同作业的能力等方面都需要得到显著提升。
德国汉堡大学的教授、著名机器人专家张建伟博士认为,未来的智能工厂并非完全无人化的工厂,而是需要人类与机器紧密配合、协同作业。相较于传统的工业机器人,新一代的工业机器人必须具备柔性化、安全性高、易于操控等特性,同时还需兼顾高速运行和精准控制,这无疑给技术研发带来了巨大的挑战。
除此之外,工业4.0时代的机器人不再仅仅是孤立的个体,它们需要具备与其他智能设备进行有效沟通、对周围环境进行准确感知,甚至能够整合复杂信息并据此做出明智决策等多种能力。
张建伟博士表示,工业4.0的发展趋势要求我们将众多先进的智能机器人技术融入到更为庞大的生产体系之中。基于云计算和大数据的知识建模、物理仿真、多传感器感知预测等技术,不仅是工业4.0的核心技术,同时也是工业机器人技术发展的重要方向。因此,工业机器人技术的进步与工业4.0的发展进程是相互促进、相辅相成的。正是因为这个原因,德国政府在积极推进工业4.0发展的同时,对于机器人相关技术的投入和扶持力度也将持续加大。
近期,德国联邦经济部推出了一系列与工业4.0相关的技术发展计划,吸引了来自工业界和学术界的约100家机构共同参与其中,涵盖了生产、物流、机器人、服务等多个领域。以“快速工厂”项目为例,该项目旨在让人类与机器人在同一环境下协同工作,实现从设计到成品的低成本、个性化生产,实现效率的最大化。
虽然德国政府并未从国家层面对机器人产业制定专门的发展战略,但是其对机器人产业的支持却体现在长期而稳定的资金投入中。多年以来,德国科学基金会、联邦教研部、联邦经济部等机构纷纷推出各类科研资助项目,全力支持机器人相关技术的研发。目前,德国政府对于工业机器人的资助重点主要集中在那些能够满足工业4.0需求、具有前瞻性的新一代机器人技术领域。