智能制造典型場景是智能工廠的基本組成單元，為指導(dǎo)企業(yè)掌握工信部《智能工廠梯度培育行動》涉及的40個智能制造典型場景的核心思想，現(xiàn)對每個典型場景進行解讀。智能制造典型場景參考指引（2025年版）原文，生產(chǎn)作業(yè)-人機協(xié)同作業(yè)：面向產(chǎn)品加工、裝配、包裝及設(shè)備巡檢、維護等業(yè)務(wù)活動，針對傳統(tǒng)生產(chǎn)方式作業(yè)效率低、勞動強度大等問題，部署協(xié)作機器人、巡檢機器人、智能穿戴設(shè)備等智能制造裝備，構(gòu)建人機協(xié)同作業(yè)單元和管控系統(tǒng)，應(yīng)用視覺識別、具身智能、自主規(guī)劃和安全保護等技術(shù)，實現(xiàn)加工、裝配、包裝、巡檢等過程人機高效協(xié)同。

人機協(xié)同作業(yè)典型場景解讀：

一、

概念定義

人機協(xié)同作業(yè)（Human-Robot Collaboration, HRC）是指人類與智能機器（如機器人、AI系統(tǒng)）在共享工作空間中協(xié)同完成任務(wù)，通過互補優(yōu)勢提升效率、安全性和靈活性的技術(shù)模式。人機協(xié)同作業(yè)具有互補性、動態(tài)交互、安全共存等特征，互補性指人類負(fù)責(zé)創(chuàng)造性決策、復(fù)雜操作和異常處理，機器承擔(dān)重復(fù)性、高精度或高危任務(wù)；動態(tài)交互指通過實時數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)任務(wù)分配、動作協(xié)調(diào)和環(huán)境感知的同步優(yōu)化；安全共存指設(shè)計物理防護（如力反饋）與虛擬邊界（如電子圍欄）確保人機安全交互。

二、關(guān)鍵技術(shù)

1、人機協(xié)同技術(shù)（新一代機器人）

在生產(chǎn)線上，深化加強機器人集成，機器和人共享作業(yè)環(huán)境，協(xié)同工作。人和機器人一道進行常規(guī)復(fù)雜勞動，發(fā)揮各自優(yōu)勢（人類--靈活性，機器人--速度和精度）進行裝配任務(wù)，并從人因工程角度提高人機協(xié)同的安全性和高效性，做到人機協(xié)同優(yōu)化，提高整個生產(chǎn)線的運行效率，保障員工的安全性和舒適性。

2、智能交互技術(shù)

集成視覺（圖像識別）、聽覺（語音處理）、觸覺（力反饋）等多模態(tài)感知，開展人機智能交互，能夠基于NLP和知識圖譜實現(xiàn)認(rèn)知智能、意圖理解，并根據(jù)用戶行為畫像實時調(diào)整交互策略。

3、AR/VR輔助技術(shù)

通過AR/VR技術(shù)應(yīng)用來指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)。例如：在用戶遇到現(xiàn)場問題時，施工人員在現(xiàn)場佩戴AR 眼鏡，可通過遠(yuǎn)程呼叫和視頻直播，讓異地專家進行遠(yuǎn)程指導(dǎo)工作，讓協(xié)作更精準(zhǔn)、更高效。

4、智能決策與規(guī)劃

基于強化學(xué)習(xí)的自適應(yīng)調(diào)度算法開展動態(tài)任務(wù)分配，或基于AI算法、RRT（快速探索隨機樹）開展動態(tài)路徑規(guī)劃，例如：在設(shè)備PLC數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，額外加裝傳感器，通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，對關(guān)鍵部件的狀態(tài)進行采集、分析與監(jiān)控，基于振動分析+溫度監(jiān)測綜合分析電機的質(zhì)量狀態(tài)，同時根據(jù)過程參數(shù)的變化趨勢，通過大數(shù)據(jù)來判斷設(shè)備的健康狀態(tài)，提前14天預(yù)警設(shè)備故障，從而提前介入，減少70%非計劃停機。

三、實施成效

人機協(xié)同作業(yè)正從“機械替代”向“認(rèn)知融合”演進，其價值不僅在于效率提升，更在于創(chuàng)造新型生產(chǎn)范式。在效率提升方面，汽車裝配線的人機協(xié)作使單工位效率提高30%-50%（寶馬萊比錫工廠案例）；倉儲物流應(yīng)用自主移動機器人（AMR）減少人工揀選步行距離70%。在質(zhì)量改進方面，電子制造業(yè)應(yīng)用協(xié)作機器人焊接精度達(dá)±0.02mm，缺陷率降低90%。在成本優(yōu)化方面，富士康深圳工廠引入機器人后，單線人力成本下降40%，ROI周期縮短至18個月。在安全方面，礦山工作現(xiàn)場引入遠(yuǎn)程操控機器人使高危作業(yè)人員傷亡率下降85%。

四、典型案例

案例1：基于5G 的AR 輔助作業(yè)系統(tǒng)

為解決現(xiàn)場生產(chǎn)作業(yè)存在專家稀缺，與設(shè)計部門辦公場所距離遠(yuǎn)，設(shè)計人員下現(xiàn)場進行指導(dǎo)往返路程耗時長，成本高等問題，在作業(yè)現(xiàn)場引入AR 輔助作業(yè)系統(tǒng)，AR 眼鏡連接5G 網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)與辦公室設(shè)計人員遠(yuǎn)程交互。例如：在用戶遇到現(xiàn)場問題時，作業(yè)人員在現(xiàn)場佩戴AR 眼鏡，設(shè)計人員在辦公室登錄遠(yuǎn)程協(xié)作軟件平臺，通過第一視角的畫面多方共享，使設(shè)計人員如同親臨現(xiàn)場；施工人員在AR 眼鏡中可以看到設(shè)計人員標(biāo)注的問題信息、展示的圖紙和三維模型等，讓協(xié)作更精準(zhǔn)、更高效；現(xiàn)場人員通過AR 眼鏡也可以觀察到設(shè)計人員在電腦上打開的圖紙，并可通過AR 眼鏡自帶的語音功能向設(shè)計人員反饋問題，設(shè)計人員在辦公室可以看到現(xiàn)場施工人員視角的畫面，并可以通過語音功能給施工人員發(fā)出指令。

案例2：生產(chǎn)作業(yè)-人機協(xié)同作業(yè)

針對石化行業(yè)的長輸油管線、廠際管線和高壓線采用人工巡檢的方式，存在危險和盲區(qū)的問題，采用全自主無人機與自動機庫相結(jié)合的形式，通過集成無人機、人機交互平臺等智能裝備，應(yīng)用機器視覺等技術(shù)，實現(xiàn)巡檢作業(yè)的高效組織協(xié)同。機庫內(nèi)機械臂可為無人機自動更換電池和吊艙，無人機電量低狀態(tài)時可降落到附近機庫更換電池，實現(xiàn)蛙跳式巡檢；機庫配有氣象站，無人機可判斷天氣自動執(zhí)行周期性巡檢任務(wù)；巡檢畫面回傳后進入后臺AI 智能識別服務(wù)器進行分析，并將實時報警推送給相關(guān)管理人員。

無人機自動巡檢

案例3：生產(chǎn)作業(yè)-多品種小批量模式下人機協(xié)作系統(tǒng)全流程數(shù)字化管控

針對多品種小批量的離散型制造，打造集成信息系統(tǒng)與智能工具的人機協(xié)作系統(tǒng)。人機協(xié)作系統(tǒng)根據(jù)步驟作業(yè)需求，通過人員-硬件-系統(tǒng)間的適用性調(diào)整和優(yōu)勢發(fā)揮，支撐生產(chǎn)作業(yè)過程的數(shù)字化管控的實現(xiàn)。通過作業(yè)過程參數(shù)的實時管控、采集及追溯，取消人工過程記錄操作，直接減少檢查作業(yè)人員的投入 11 人；同時， 降低對員工作業(yè)技能的依賴，新員工上崗熟悉期由原來的 3 個月降為 2 周，通過短期工應(yīng)對波峰波谷產(chǎn)能沖突，降低人力成本。此外，可提升關(guān)鍵質(zhì)量合格率 99.5%以上，保障過程質(zhì)量的一致性；并通過過程數(shù)據(jù)的實時采集及反饋，為上層的可視化及決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

來源：精益智造達(dá)人