柳  宁

 

 

 

暨南大学教授

暨南大学机器人智能技术研究院院长

广东省工业机器人智能控制工程研究开发中心主任

广东省机器人专业委员会副主任委员

广东省自动化学会常务理事

广东省机械工程学会理事

《机电工程技术》第十二届 编委

 

 

长期致力于智能制造和智能装备领域的科研工作,主要研究领域:机器人控制系统、机器视觉系统以及基于边缘计算的制造执行系统(MES)。主持研究广东省、市课题7项。获发明专利15项,广东省优秀专利奖1项。带领团队研发出的机器人控制系统达到国际同类产品先进水品,开发的“机器人控制器+视觉”系统在3C、印刷等不同行业的大型制造企业得到广泛应用。

 
智能制造事关国家战略,智能制造也是一个大系统,其中制造装备是智能制造的主体,而工业机器人是智能制造装备的主题之一。如何响应国家战略决策,提高国产智能制造装备水平,暨南大学柳宁教授和他的研发团队积十数年如一日,在机器人控制系统和机器视觉技术领域做出了突出成绩,并在融合物联网、大数据、人工智能等最新成熟理论技术的基础上,提出了让制造更智能的创新性技术方案。近日,《机电工程技术》编辑部采访了柳宁教授及其研发团队,现把采访内容整理刊登。

 

◆ 深耕18年结硕果:机器人控制系统
随着中国制造2025战略实施、国内产业升级,以及合格劳动力日益短缺,制造领域的“机器换人”是必然趋势,也是市场刚需。然而,由于工业机器人领域的三大核心零部件:控制器(控制系统)、伺服电机和精密减速器的技术生产未能得到有效突破,其高昂的成本制约着国产工业机器人产业发展和应用普及,国外品牌的机器人系统占据着国内市场3/4以上的份额。因此,其中任何一项的技术突破都将有利于国家智能装备领域的跨越式发展,作为“大脑”的控制系统更是重中之重。
柳教授及其团队,从2003年开始,紧随行业先进理念与技术发展,十数年如一日,潜心研发机器人的“大脑”——控制系统,先后开发出三代控制系统:嵌入式控制器、融合机器视觉的控制器、基于力传感的控制器。其中第三代系统——基于力传感的控制系统是未来热点之一——协作型机器人的技术基础。融合视觉和力传感的机器人控制系统将为复杂应用场景提供一系列解决方案,也为高端制造装备提供一颗纯国产的“心”。

 
◆ 机器视觉——给工业机器人点“睛”
一般工业机器人应用是在设定的程序内重复完成既定工作。一旦有了“眼”,由于可感知的对象无限扩大,工业机器人的应用场景也得到扩展,在工业生产中一些检测、定位、勘察等工序可以代替人力工作,在节省人力的同时,也可以避免因人员疲劳、环境危险等因素给企业生产带来额外成本。

柳教授和他的研发团队至今已开发出3大类型智能相机:2D相机系列、3D相机系列、复眼相机系列,分别满足不同的应用场景使用要求。其中,3D相机系列技术性能领先国内同行,而复眼相机可同时集成多达40个2D智能相机,满足了某些特殊复杂应用场景的使用要求。与此同时,研发成果产品化,这些智能感知系统和机器人控制系统紧密集成,作为系列化解决方案应用在许多行业上。

 

◆ 让制造更“智”的MES研究
边缘计算、大数据以及人工智能与工业生产的结合将加速智能制造理论技术和工程应用的演进。机器人控制系统作为边缘计算的有效载体,通过各种传感设备感知周围环境参数:机器运行状态、人员行为状态、物料状态、能耗、温湿度等,经大数据以及人工智能分析处理,实现对企业生产人员、设备、物料、环境的精确监控,从而为企业优化生产组织、提高人员/设备利用效率提供更科学、更直观的数字依据和技术手段。

柳教授对制造企业车间生产组织有过长时间的调查研究,对部分企业生产效率难以提高的痛点有精辟论断:缺乏对设备运行状态和人员行为状态的有效分析和精确把控。柳教授以边缘计算为基点,创造性地引入人的行为因素,丰富了MES工程技术方案,并提出:基于边缘计算、5G、云计算、大数据和人工智能等新技术的发展成熟,对设备、人员、物料等生产要素进行在线实时监测与控制成为可能,通过适当建模和深度学习,可不断地优化企业生产组织形式、提高生产效率。柳教授说到也做到,通过和不同类型企业合作,践行着自己的理念。

 

◆ 一个执念一个梦
柳教授心里一直有个执念:造“经得起应用检验”的国产机器人控制系统。因此,技术研发一开始就瞄准应用,而不仅是理论研究论证。为此,柳教授和他的研发团队紧随国际先进技术,在完成理论研究和技术开发的基础上,配套建设了较为完善的检测装置、老化设备和长时间运行检验的实验室环境,甚至部分环节还提交第三方专业检验机构进行测试,为系统的“稳定可靠”提供了有力保障。目前,系统广泛应用于3C、印刷包装、激光加工以及木工行业,经受了不同市场应用环境的长时间运行检验。

柳教授和他的团队还有个梦:造“用得起”的工业机器人。“用得起”不只是性价比,还要“易使用”。柳教授预测:不久的未来工业机器人将“PC化”,就像计算机普及到个人一样,工业机器人将普及到任一层次的生产型企业。研究如何让工业机器人控制系统如同PC机操作系统Windows一样让人普遍理解并使用将是一件极其有意义工作。

 

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