在2023年智能装备展上，工业机器人智能化应用的关键共性技术综述展示了从传统机械设备到智能制造系统的转变。随着人工智能、云计算和物联网等技术的快速发展，主要工业国家提出了面向智能制造的战略规划，如德国“工业4.0”，美国“工业互联网”，中国“中国制造2025”。这些战略规划推动了制造业从数字制造向智能制造转型升级。
工业机器人作为自动化装备，与智能技术、工艺数字化技术等先进技术融合，实现了面向不同作业场景、作业任务、作业工艺的智能化应用，加速了制造业转型升级。因此，从单台柔性工作站到大型柔性流水生产线，工业机器人已成为现代智慧生产线上的核心和主体装备，在社会发展中发挥越来越重要作用。
在传统简单重复工序上，现有的第1代（Robotics 1.0）示教再现型机器人的应用已经普遍见证，但它们缺乏真正的自主性，只能适应结构化环境。在汽车零部件、三C电子及陶瓷卫浴五金压铸等行业，还存在大量非结构化作业场景，如喷涂、抛磨、装配等，而现有的人力结合专用设备模式，不仅影响健康，也限制了生产效率与产品质量。
为了解决市场需求与效率矛盾以及人员健康问题，对现有系统进行基于smart-tech（如AI、大数据云计算）的升级改造，使其具备第2代（Robotics 2.0）、第3代（Robotics 3.0）特征，即具备高度自主性的高端自动化装备。这不仅促进了机器人的发展至更高层次，也使得他们能够适应更多多样化、小批量、高定制要求下的复杂作业环境。
本文首先介绍了一种典型的工程实践案例：将传统的手动操作过程通过引入视觉感知系统和运动控制算法替换为全自动操作过程，以提高生产效率并减少劳动强度。然后探讨了一种新的设计方法，将人类与机器人的能力相结合，以实现更加灵活、高精度的人类-机器协同工作，这种协同工作方式可以满足更复杂和多样的订单需求，并且降低对单一技能工匠依赖程度。
最后，本文总结了一些关键点：第一点是需要建立一个有效的人类-机器合作模型，该模型应当考虑到人类天生的直观理解能力以及机械手臂执行任务时所需精确控制；第二点是要开发出能够处理非结构化信息输入的情境识别算法，以及根据情境调整执行策略；第三点是需要创造一种允许人类提供指导而不是直接命令给机械手臂以完成任务的情况，这样可以最大限度地利用两者的优势，同时减少风险。此外，本文还指出了目前挑战的一些方面，比如如何确保安全性，以及如何有效地集成这两个不同的角色以达到最佳效果。
综上所述，通过这种跨学科研究，我们期望为未来可能出现的大规模定制产品需求提供支持，为消费者带来更加个性化选择，同时提高企业竞争力，并促进就业市场中的新职业产生。此外，本研究还可能激发其他领域对可编程硬件和软件工具使用创新思维的问题探索，让我们共同迈向一个更加充满可能性、新奇创意的地球。
