作為在機(jī)械設(shè)計(jì)及理論、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造等領(lǐng)域有著幾十年研究的資深教授，中國工程院院士、博士生導(dǎo)師譚建榮在國內(nèi)的學(xué)界已經(jīng)享有無數(shù)盛譽(yù)。從一個(gè)機(jī)械工人到學(xué)術(shù)界的泰斗，譚建榮院士說支撐自己向前走的是對(duì)科研和學(xué)習(xí)的熱愛精神。

　　譚建榮院士在不斷地研究和學(xué)習(xí)中總結(jié)出來的研究成果已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)人士的“精神食糧”和企業(yè)發(fā)展的“向?qū)А薄Ｔ?017年，譚建榮院士對(duì)機(jī)器人又有哪些研究成果，《高工機(jī)器人網(wǎng)》整合了其關(guān)于機(jī)器人的五個(gè)重點(diǎn)論斷，總結(jié)起來就是：三大趨勢、四大難點(diǎn)、五大技術(shù)、六大問題、七大路徑。

　　值得一提的是，2018年1月11-12日，以“新時(shí)代?新機(jī)會(huì)?新使命”為主題的2017高工機(jī)器人年會(huì)將在東莞?觀瀾湖度假酒店會(huì)議中心隆重舉行，屆時(shí)，譚建榮院士將出席并發(fā)表精彩演講。

　　三大趨勢

　　機(jī)器人已歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，在譚建榮院士看來，主要有以下三大趨勢。

　　一是軟硬融合。機(jī)器人軟件比硬件更為重要，因?yàn)槿斯ぶ悄芗夹g(shù)體現(xiàn)在軟件上，數(shù)字化車間的軌跡規(guī)劃、車間布局、自動(dòng)化上料都需要軟硬件相結(jié)合。因此，機(jī)器人行業(yè)的人才既要懂機(jī)械技術(shù)，又要懂信息技術(shù)，尤其是機(jī)器人的控制技術(shù)。

　　二是虛實(shí)融合。通過大量仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)，能夠把虛擬現(xiàn)實(shí)與車間的實(shí)際加工過程有機(jī)結(jié)合起來。

　　三是人機(jī)融合。人、機(jī)器和機(jī)器人這三者如何有機(jī)融合值得業(yè)界的深入思考。

　　四大難點(diǎn)

　　譚建榮院士指出，從技術(shù)上看，當(dāng)前企業(yè)在應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)時(shí)，主要面臨著四大難點(diǎn)問題。

　　第一，運(yùn)動(dòng)精確性問題。機(jī)器人操作的精確性比不上人工操作，其實(shí)運(yùn)動(dòng)精確性問題，從技術(shù)上看就是如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)精確建模與求解。

　　第二，作業(yè)平穩(wěn)性問題。理論上機(jī)器人的關(guān)節(jié)是一個(gè)點(diǎn)，實(shí)際上機(jī)器人的關(guān)節(jié)有間隙，所以這需要考慮運(yùn)動(dòng)副間隙影響下的機(jī)器人平穩(wěn)作業(yè)問題。

　　第三，布局的多樣性。具體是如何考慮布局設(shè)計(jì)快速地適應(yīng)公司的新產(chǎn)品、新工藝。

　　第四，操作易用性。機(jī)器人的操作、控制開關(guān)和日常維護(hù)、保養(yǎng)等，所需高等技術(shù)人員的工資比不用機(jī)器人時(shí)普通操作工工資高。這就需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的示教，提高機(jī)器人的易用性。

　　此外，他還指出工業(yè)機(jī)器人也面臨著系統(tǒng)協(xié)調(diào)性和應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性問題。針對(duì)這些問題，譚建榮及其團(tuán)隊(duì)做了研究，取得了一些突破。其提出的一些技術(shù)也申請(qǐng)了國家發(fā)明專利。如根據(jù)焊接線的工藝需要，進(jìn)行三臺(tái)機(jī)器人高度異面布置和工作雙工位旋轉(zhuǎn)的布局方案。通過仿真，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)車門快速化焊接，實(shí)現(xiàn)56秒的生產(chǎn)節(jié)拍。

　　五大技術(shù)

　　譚建榮院士指出，機(jī)器人學(xué)是一個(gè)多學(xué)科交叉的高技術(shù)領(lǐng)域，其有五大關(guān)鍵技術(shù)，即伺服電機(jī)、減速器、運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)、控制器以及執(zhí)行器，而目前中國機(jī)器人最需要突破的領(lǐng)域也就在這五大關(guān)鍵技術(shù)之上。

　　六大問題

　　由于有了機(jī)器人的應(yīng)用，使得制造業(yè)更加向數(shù)字化、智能化、擬人化和綠色化的方向發(fā)展。鑒于自己對(duì)于一些工業(yè)機(jī)器人企業(yè)的調(diào)研，譚建榮院士總結(jié)出目前企業(yè)在機(jī)器人應(yīng)用上面還存在的六大問題。

　　第一，如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的配制顯型?比如說如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的配置設(shè)計(jì)?同樣一個(gè)汽車的配置不一樣，價(jià)格也就不一樣。這個(gè)機(jī)器人的配置夠不夠，完備不完備，是否需要再提高?這都是需要考慮的問題。

　　第二，如如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的布局設(shè)計(jì)?通過作業(yè)流程設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)以及它的精確性和平衡性的設(shè)計(jì)，從而讓機(jī)器人變得更加柔性化，能夠適應(yīng)不同的產(chǎn)品生產(chǎn)模式。

　　第三，如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)規(guī)劃?具體來說，要設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人實(shí)行作業(yè)突破，機(jī)器人路徑規(guī)劃，使得機(jī)器人工作周期的時(shí)間盡量短。

　　第四，如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)分析?實(shí)現(xiàn)機(jī)器人精確的定位，精確的軌跡要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)具有平穩(wěn)型就要進(jìn)行動(dòng)力學(xué)的分析。機(jī)器人靈巧運(yùn)動(dòng)控制，如何減少機(jī)器人關(guān)節(jié)間隙帶來的沖擊與振動(dòng)，確保機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的精確性和操作的平穩(wěn)型。

　　第五，機(jī)器人應(yīng)用中如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真?這個(gè)問題需要解決的技術(shù)難題是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人示教點(diǎn)位姿優(yōu)化，虛擬示教運(yùn)動(dòng)偏差的檢測和校正，虛擬示教的路徑和值與時(shí)間最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)則，如何在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)過程當(dāng)中人文、人流的協(xié)調(diào)性。

　　第六，如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)的問題?機(jī)器人的效率和質(zhì)量最終都要體現(xiàn)在系統(tǒng)的集成應(yīng)用上。這也是目前譚建榮院士一直在研究的課題。

　　七大路徑

　　從機(jī)器人發(fā)展的趨勢，譚建榮院士也總結(jié)出了機(jī)器人的七大發(fā)展路徑。

　　第一，從串聯(lián)機(jī)器人到串并混聯(lián)的機(jī)器人。串并混聯(lián)機(jī)器人同時(shí)具備并聯(lián)結(jié)構(gòu)的剛性強(qiáng)和串聯(lián)結(jié)構(gòu)的控制空間大的優(yōu)點(diǎn)。

　　第二，從剛體機(jī)器人到剛?cè)狍w機(jī)器人。通過柔體機(jī)器人的末端或者本體實(shí)現(xiàn)可達(dá)性和靈活性，利用柔性機(jī)器人可以在航空構(gòu)建上解決鉆孔和打孔的難題。

　　第三，從單機(jī)器人作業(yè)到多機(jī)器人協(xié)同工作。在制造空間的分布性、功能的分布性、任務(wù)的并行性，以及任務(wù)作業(yè)的融觸性受到限制時(shí)，構(gòu)建數(shù)字化車間或智能化車間的空間是有限的，并涉及到執(zhí)行任務(wù)的先后時(shí)序問題，因此憑借單臺(tái)機(jī)器人是不能達(dá)到目的的。

　　因此，多機(jī)器人的信號(hào)傳遞，即達(dá)成機(jī)器人之間的通訊，公共工作空間的互屬，互不干涉，以及整個(gè)作業(yè)任務(wù)的協(xié)同問題正逐漸引起業(yè)界的廣泛重視。

　　第四，機(jī)器人技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合。通過工業(yè)機(jī)器人和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，催生出智能柔性的自動(dòng)化裝配焊接。通過物聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)機(jī)器人具有感知的能力，也就是具有了視覺、觸覺，能夠?qū)崟r(shí)采集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)。

　　第五，虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合。虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合系統(tǒng)可以降低對(duì)機(jī)器人依賴，降低生產(chǎn)成本，提高效率，進(jìn)一步消除機(jī)器人的安全隱患。通過虛擬現(xiàn)實(shí)的模擬，機(jī)器人的每一個(gè)軌跡和位置，都能在使用者的預(yù)料和控制當(dāng)中，防止出現(xiàn)意外。

　　第六，機(jī)器人技術(shù)與模式識(shí)別技術(shù)的結(jié)合。模式識(shí)別用于機(jī)器人的檢測特別有效，機(jī)器人在加工零件時(shí)，能夠檢查出有沒有質(zhì)量的瑕疵、不符合的技術(shù)條件等。

　　第七，機(jī)器人技術(shù)與人工智能的結(jié)合。機(jī)器人與人工智能相結(jié)合后，機(jī)器人將不再被固定在圍欄內(nèi)，而是人機(jī)協(xié)同與人機(jī)融合。這是機(jī)器人最本質(zhì)的特征，但是真正要做到這一點(diǎn)，難度還很大。

　　譚建榮院士經(jīng)典語錄：

　　1、 無論是美國先進(jìn)制造計(jì)劃，還是德國工業(yè)4.0，還是中國制造2025，都是圍繞三個(gè)核心，一個(gè)是互聯(lián)網(wǎng)+，二是智能制造，第三個(gè)是機(jī)器人應(yīng)用。

　　2、 智能制造和機(jī)器人應(yīng)用是兩個(gè)相互的概念，有三項(xiàng)技術(shù)對(duì)智能制造的支撐是非常大的，第一個(gè)就是大數(shù)據(jù)，第二個(gè)是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，第三個(gè)是機(jī)器人。

　　3、 機(jī)器人做的好不好，和原來產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝熟悉不熟悉有很大的關(guān)系，如果熟悉就有很好的基礎(chǔ)，所以要用自動(dòng)化去實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線，基于機(jī)器人的特點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品的工藝進(jìn)行重組和重構(gòu)，根據(jù)現(xiàn)在的技術(shù)條件和技術(shù)水平重構(gòu)原來的產(chǎn)品。

　　4、 用機(jī)器換人，還做原來的產(chǎn)品，附加值不高，要通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)，用機(jī)器人技術(shù)做新產(chǎn)品、新工藝，這才是機(jī)器人應(yīng)用的最大價(jià)值。

　　5、 制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合，需要解決“異構(gòu)集成”、“實(shí)時(shí)共享”、“知識(shí)推送”三大瓶頸。

　　6、中國國內(nèi)企業(yè)必須要先練好內(nèi)功，而要練好內(nèi)功，就必須從基礎(chǔ)研究開始，將機(jī)器人的結(jié)構(gòu)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、控制技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)等理論研究深入，才能真正形成有競爭力的自主品牌。

　　7、制造業(yè)發(fā)生了深刻的變化，現(xiàn)在全球制造業(yè)變化主要是兩個(gè)部分，一個(gè)來自企業(yè)外部的變化，過去以產(chǎn)品為中心，現(xiàn)在要過渡到以市場為中心，進(jìn)一步要過渡以顧客為中心。

　　8、智能制造有兩句話簡潔概括：一是智能技術(shù)與制造技術(shù)的融合，二是用智能技術(shù)解決制造的問題。

　　9、對(duì)一家生產(chǎn)制造型的企業(yè)來說，必須要實(shí)現(xiàn)人、機(jī)器、機(jī)器人的合理分工和協(xié)同作業(yè)，才能最大幅度的提高生產(chǎn)效率，而并不是只盯著自動(dòng)化程度的高低。

　　10、目前制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)主要面臨四大障礙：勞動(dòng)力、資源、污染、管理等四個(gè)方面密集的制造模式。