晨星机器人“吸睛”：高度融合新IT技术的智能制造新实践
2021世界制造业大会于11月22日在合肥落下帷幕。为期四天的大会中,作为向世界展示智能制造全面能力的窗口,联想展示了一系列让人惊喜的创新产品。现场展示的ThinkPad X1 Fold整体重量仅有1公斤,折叠起来之后的厚度大约为24毫米。当保持半开状态时,可以像拿本书一样握住,并且能同时运行两个应用程序。使用固定在中间的键盘之后,瞬间变成一台小巧迷你的笔记本电脑,屏幕尺寸为7英寸,基本上相当于现在的旗舰级大屏手机。
另一个颇受瞩目的“黑科技”便是联想晨星机器人,它会用机械臂向参观者挥手问好,现场参观者可以戴上AR眼镜,使用手柄控制,它的机械臂就会模仿体验者的动作,从而达到人机协同。
在世界制造业大会期间,这些“黑科技”也受到了包括央视在内的数十家媒体争相报道。不管是折叠屏笔记本还是晨星机器人,都只是联想智能制造硬实力中的冰山一角。作为智能制造的引领者和赋能者,联想实力到底如何?或许我们可以透过联想晨星机器人等技术,一探究竟。
5G+AR加持晨星机器人以“智能化+人机交互”引领“智造”新趋势
当今,在5G和AI技术加持下,人和机器人的关系发生了变化,不同于以示教再现技术为核心的一代机器人和以自适应为核心技术的二代机器人,最新的三代机器人具备具有感知、决策和规划能力,能够自主行动实现预定目标,完成复杂任务。
晨星机器人就是一款典型的以视觉智能技术为基础,融合多种能力模块的第三代智能机器人,它可以针对不同的复杂工业场景,配置不同的能力组合,演化出不同的产品形态,形成了多种解决方案。
首先,在技术架构上,其“手眼脚脑一体、端边云网智融合”的创新架构就是为了高端制造智能化的柔性生产需求天然而生。它融合“手脚眼脑”,以一体化设计和强大的能力组合赋能多种复杂工业应用场景。“手”即灵活的多关节、多自由度机械臂和执行末端,“脚”是机器人的可移动性,“眼”就是机器人的各种相机和传感器,“脑”更是机器人的智能水平。端侧的机器人本体主要负责任务的执行,比如定位与导航、运动控制、末端动作、数据采集与上传等。边缘侧扮演了机器人“小脑”的角色,为端侧的机器人本体提供更强大的算力协同和存储补充,把具体知识抽象化成通用模型提供到云端,把通用知识具体化到应用场景中,像识别、检测、建模、渲染、数据聚合与分发等对于机器人本体相对繁重一些的计算和存储都转移到边缘侧进行,这样可以发挥边缘侧在动态资源感知、新知识增量训练、端-边协同推理、能力就近分享等优势。而云端的“大脑”主要负责更高层面的知识通用化沉淀,进行海量数据的训练,形成更通用的AI模型、更全面的知识和更完整的数据给边缘侧和端侧调用,为机器人实现更高层次的数据复用、知识共享和能力调配。
在智能车间里,联想晨星机器人已在充分发挥其智能化、柔性化的能力,实实在在地为高端智能制造贡献力量、为用户创造价值。它不仅可以给飞机零部件喷漆、可以处理异物、会根据颜色等对物体进行分类、能执行智能巡检等。上述在实际场景中部署的示范应用,均基于5G网络进行,一经部署即成为了5G赋能高端智能制造的最佳实践和典型案例。
总得来说,晨星机器人是联想融合了信息技术、通信技术、生产技术后面向工业 4.0做出的智能转型新实践,而随着工业互联网时代的到来,向智能制造转型也将成为大型工厂的新趋势,注重智能化、人机交互的复合型机器人将会在制造业中扮演更加重要的角色。
新IT全要素铸就5大核心力领航制造业全链智能
晨星机器人仅仅只是联想智能制造的核心技术之一。一直以来,致力于做智能化变革的引领者和赋能者,联想在智能制造的全价值链各环节都拥有领先的核心技术能力,这来自于联想新IT“端边云网智”的技术全架构优势。
具体来讲,在“端”侧,包括制造生产过程涉及到的工业设备/机械臂、标签/RFID、传感器、AR/VR设备等。根据智能制造过程中数据流的计算过程,可以将智能设备分为数据采集类终端,数据传输类终端,数据处理类终端3大类7个产品系列。正是这些“端”所产生的数据为制造业智能化变革提供着取之不竭的“燃料”。
“边”即边缘计算与物联网。联想边缘计算与物联网平台主要分为感知控制技术、边缘计算技术、信息处理技术和安全管理技术。基于多年的制造业赋能实践,联想还自主研发了工业物联网平台LeapIOT,该平台针对用户的设备连接、系统协同、数据分析等需求,提供边缘接入、数字孪生、数据可视化等能力,从而为制造企业提供从现场设备、传感器、仪表接入到智能应用服务的端到端解决方案。在边缘计算方面,联想拥有可以满足边缘端低功耗、高性能,以及严酷环境适应力边缘服务器产品和联想边缘计算平台(LECP),满足在智能制造场景中对于近端实时计算,实时反馈的需求。
“云”端,混合云与大数据平台为企业智能制造在后端提供网络、存储、计算服务。联想大数据平台LeapHD中平台、工具域主要面向工业大数据采集、存储管理、分析等关键技术,提供多源、异构、高通量、强机理的工业大数据核心技术支撑;应用、服务域则基于平台域提供的技术支撑,面向研、产、供、销、服等多场景,通过数据可视化、应用开发等方式,满足用户应用和服务需求,形成业务价值。
“网”侧,则有5G与区块链。5G是推动制造智能化各要素发展的催化剂,它使得端-边-云可以更加紧密联系,协同工作。联想的5G网络针对制造行业场景,可以定制网络的覆盖范围、性能、安全性和可靠性,以满足不同制造场景的需求。联想支持NFV网络功能虚拟化,可以大大降低5G建设成本,增强网络的灵活性。除了5G外,联想很早便开始在区块链技术研发进行布局,并研发了联想区块链平台B-Connected,同时基于这个平台构建了大量的区块链赋能智能制造的应用案例。
融合了“端边云网”之后,“智”便发挥了“大脑”的作用,进而在产品的设计、生产、物流等智能制造全价值链上,在企业的流程及决策上面都发挥重要的作用,从而实现提升效率、质量和客户满意度。其中,联想构建的联想大脑一方面集成了联想的核心AI算法和计算能力,另一方面可以灵活部署,并作为一个强大的开放创新平台,支持广泛合作和生态建设。
基于上述“端-边-云-网-智”全要素覆盖的“新IT”能力下,联想通过制造实践总结出智能制造5大核心能力:“互连互通、柔性制造、虚实结合、闭环质量、智能决策”,从而在智能制造领域实现“研、产、供、销、服”全价值链智能化。
从引领者到赋能者,联想智造持续领跑中国制造
具体到智能制造具体实践,联想不断大力拓展人工智能、AR、云计算/边缘计算、5G、区块链等前沿技术在制造实践中应用,并在自身武汉工厂、合肥工厂等率先实践。
其中,基于联想自有云网融合技术的5G专网,武汉工厂自主开发的5G﹢IoT自动化产线“量子线”,通过5G网络和联想边缘计算、云计算平台的协同,加上3D仿真、数字孪生等先进技术,不仅提高了产品质量,还使产品交付效率提高了20%以上。
此次世界制造业大会上,联宝科技发布的全新的智能化生产线———“水星线2.0”更值得一说。“水星线2.0”经过5G技术加持后,两条产线上的160台设备和50台机械手全部通过5G技术接入生产管理系统,可以根据不同的订单需求实现快速换线,灵活切换,进而实现更加柔性、高效的生产,其自动化率达到了行业领先的50%。
除了构筑自己领先的智能制造,联想也为其他的中国制造型企业提供赋能,共同助力各行各业加速走进数据智能大时代,共享智能化带来的红利。截至去年底,联想已面向全价值链500多个场景开发了大量的智能化应用,为包括中石化、国电、陕重汽、潍柴等在内的近200个大型企业客户提供服务。以工业互联网为例,联想已经搭建了全球统一工业互联网平台,同时面向500多个场景开发出大量的智能化应用。
5G大带宽、低时延、广连接的特性为工业互联网提供了坚实的基础,而5G边缘计算的应用,更是让工业互联网如虎添翼。联想与全球领先的印刷设备制造商高斯合作的案例是一个很好的证明。联想深入调研高斯(中国)在各类场景中的痛点和需求,将联想IoT设备和Leap IoT物联网平台整合到高斯现有印刷解决方案中,推出“高效,安全,灵活”的智能化印刷解决方案。从印刷生产良品率的提升,到后期维护成本的降低,联想帮助高斯实现降本增效。
其实,晨星机器人就是典型的联想对外赋能实践,它是在与某高端制造公司合作中诞生的杰作。未来,联想还将和合作伙伴共同打造全连接的5G车间。
当然,这些案例只是联想外化能力的一个缩影,联想的外化赋能案例远不止如此。如今,在中国制造向中国智造升级的过程中,联想已经成为支撑产业数字化转型的重要力量。
