新质生产力，作为当代生产力的前沿形态，其核心在于创新的主导作用。根据权威界定，新质生产力指的是一种以创新为引领的、具备先进性的生产力模式。它不仅代表着生产力的优质化，更代表着生产力的前沿性、绿色化和可持续发展性。与传统经济增长方式和生产力发展路径相区别，新质生产力展现出了高科技、高效能、高质量等显著特征。这些特征源于技术革命性的突破、生产要素的创新性配置以及产业的深度转型升级。其内涵在于劳动各要素的优化组合与跃升，标志是全要素生产率的显著提升。新质生产力的特点在于其创新性，关键在于其质优性，本质则在于其先进性，而其作用则体现在高效性上。从当前科技发展的趋势来看，人工智能被视为最符合新质生产力特征的未来技术。特别是人工智能与人类之间的协同与协作，被认为是未来科技发展的重要方向，将极大地推动新质生产力的发展与应用。
人机协同(human-machine synergy)是指人类与计算机或机器人之间的协同与协作，是人工智能的一种实现方式。这种协同旨在将人类智能和人工智能的优势结合起来，以实现更高效、更准确的完成生产任务。人机协同将涉及到人类和机器人之间的数据交换、任务分配、决策制定和协同工作等多方面的工作。在物料搬运的细分领域内，人机协同的融合将如何塑造其未来的发展前景，并有哪些具体的实践应用？同时，我们又将面临哪些潜在的挑战与难得的机遇？本文将针对这一热点议题分享一些初步见解与探讨。人机协同是物料搬运技术智能化和数字化发展的基本模式
为什么要采用人机协同的智能化模式？至少有两点是目前已知的理由：其一是实际的生产过程可能过于复杂，单纯依靠人工智能能系统（如机器人系统）完成所有工作在短期内还无法实现，或实现难度太大，代价太高（性价比太低），需要时间太长等，需要人与机器人分工协同作业，以降低难度；其二是在目前的认知前提下，人类是为主的，机器人是为辅的，而且在实际操作中会出现由于信息交流的障碍导致的冲突等。人机协同则强调人机平等，协同作业。机器人在完成一项任务的过程中，它是与人类通过协同与协作共同完成的。各自发挥自己的特长，大幅度提升效率，不存在谁先谁后，谁为主谁为辅。这一模式符合人类对未来智能世界的预期。
人机协同的表现形式是多样的。往往在一个给定的系统或环境中，将存在很多的场景（Agent）,每个场景都是不同的。每一个场景中，根据实际需要，有些工作会分配给人去完成，另一些工作将分配给机器人完成。人和机器人各擅胜场，各自发挥自身的优势，共同协作。这是一种情况；另一个典型的情况是利用仿生学原理，通过穿戴设备，人类远程遥控，机器人同步完成作业（除肢体连接外，未来还可以实现脑机连接，实现意念控制）。但这种情形还属于人机协同的初级阶段，即还是以人为主的来决策，机器人不过是一个工具而已。
在物料搬运领域，其运作环境及所遇挑战呈现高度的复杂性。以智能起重机为例，其不仅需应对沉重的工作负荷，这些负荷往往超出了人类体能极限；更要在恶劣的环境中作业，如垃圾吊起重机或核废料起重机等，这类环境对人类直接参与构成极大风险。因此，人机协同在此领域的重要性愈发凸显。尽管机器人已拥有先进的视觉识别与数据处理能力（目前仍主要基于大数据分析进行形势判断），但在许多应用场景下，人的介入仍是确保准确高效完成判断与分析的关键因素。例如，机器人能够在具有核辐射的环境中执行任务，或在动车车厢组装工厂内搬运大型设备或零部件，以及在缺氧、高温、高压、高加速度等极端环境中作业，均展现了其独特的适应性。然而，人类在某些方面仍具有显著优势。至今为止，人类的灵感、情感、综合判断能力等仍远胜于计算机，且短期内难以被机器所替代。在工业应用中，特别是在复杂场景下的文字识别，人类往往能展现出更高的效率和准确性。同时，机器人在某些方面的表现仍不及人类。例如，在需要灵巧操作的场景中，如抓取柔软的皮球等动作，机器人尚难以达到人类的灵巧程度。因此，在物料搬运领域，人机协同将是实现高效、安全作业的关键所在。未来的发展方向应致力于进一步提升机器人的智能水平，同时充分发挥人类的优势，共同应对复杂的作业环境与挑战。
总体而言，人类与机器各自在特定环境中拥有其独特的优势。在需要灵感、创新思维和高度复杂工件安装等任务中，人类凭借其创造力、判断力和经验，往往能够展现出卓越的性能。然而，在需要执行重复动作、承受高强度或高危险工作场景时，机器人则凭借其高精度、高效率以及无疲劳、无情感干扰的特性，表现出更为明显的优势。在这种背景下，人机协同的理念显得尤为重要。人机协同不仅能够有效结合人类与机器的优势，实现优势互补，而且能够极大地提升工作效率，降低操作难度和风险。这种协作模式使得物料搬运过程更加高效、精准和安全，同时也为物料搬运领域带来了新的发展机遇。未来物料搬运领域的人工智能发展方向，必然是朝着人机协同的智能化模式迈进。通过不断的技术创新和应用实践，人机协同将在物料搬运领域发挥越来越重要的作用，推动该领域向更高水平、更广泛领域发展。
人机协同在物料搬运领域中应用的未来场景将会非常普遍，以下是几个典型的未来场景示例：1、人工智能辅助设计和制造将取代现在的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）。人工智能在大数据分析，方案设计，以及系统仿真方面，将具有明显优势。人类工程师在人工智能的协作下，不仅可以轻松的完成大型物流装备设计，并且是更高质量的完成，或者可以提供更多方案供人类挑选。而以前这种工作，要么效率很低，要么质量水平低或参差不齐，要么缺陷太多，要么成本太高。未来，在人工智能的帮助下，新产品新技术的创新将进入到一个新的阶段。新产品的迭代周期将大幅度缩短。人机协同将具有无可比拟的优势；2、在智能生产车间，机器人不仅可以完成绝大部分的生产与加工作业，还可以参与生产排程，质量检测等工作，人机协同还可以实现物流系统在智能工厂的应用，自动、高效、准确的完成生产过程的物料管理和配送。人机协同将突破传统的生产模式，使生产更高效，产品质量更高，生产成本更低；3、在物流仓储和配送中心，无人仓和无人车的应用将更加广泛。目前我们还只能局部的实现生产自动化和智能化，如配置了3D机器视觉的自动码垛机系统，自动装/卸车系统，自动存储系统（自动化立体库），自动拣选系统（如货到人拣选），自动包装系统，自动分拣系统，自动集货系统等。未来的人机协同场景，情况会有很大不同，机器人与人一样，将会自主的完成上述大部分工作，如重复性工作，而只有少量的工作，会由人工来完成，如异型品的储存和拣选（在有些情况下，当然也可以由机器人完成）。机器人与人存在事先约定的分工协作。对于具体如何分工协作，将由系统配置决定。人机协同的另一场景，是人机共同作业，共同完成一项任务。4、在机场、港口的物料搬运系统，同样会看到人机协同的作业场景。目前，集装箱码头已经可以实现无人化作业，未来实现人机协同作业将是大概率事件。特种机器人（特种无人机、门式起重机、装卸岸桥、斗轮堆取料机、门座起重机、人形机器人等将成为特种机器人的雏形）将自主完成港口集装箱的装卸、储存等复杂和繁重的工作。随着技术的迅猛发展，人机协同的应用场景已逐步成熟。在物料搬运领域，自动驾驶和无人车的应用已成为常见实践，特别是在工厂内部，由于环境的高度规范性，人机协同的实现显得尤为简便。在这一过程中，机器人的智能化和自动化水平不断提升，许多原本由人类执行的繁重、脏乱的工作正在被逐步取代。人机协同将深刻改变物料搬运行业的面貌，在机器人的辅助下，人类将能够彻底摆脱低端、繁重、脏乱的作业，转而专注于发挥自身的灵动性和创造力，以更高效、更智能的方式完成任务。人机协同的应用还有望解决困扰人类已久的物资短缺、资源贫乏等问题。通过优化资源配置、提高生产效率，我们有理由相信，在不久的将来，这些问题将得到有效解决。物料搬运行业产品系列众多，智能化发展程度各异。人机协同在物料搬运行业的应用，将遵循由低到高、由点到线、由线到面、由浅到深的发展路径。大致的过程如下：从机械化到自动化，人机交互（Human-Computer Interaction）：这是我们过去和现在已经在做，并且已经比较成熟的阶段。物料搬运主要涉及起重运输机械、散料运输机械、仓储配送机械、工业车辆、工程机械等大的门类。各门类之间差异很大。其中，起重运输机械面对的主要是各种形式的起重机，单机载荷从小到大，既有数百千克的起重量，也有数百吨甚至数千吨的起重量，面对这样的场景，人力已经显得力不从心，机械化是其关键基础。自动化和智能化面对的问题是，如何完成自动识别、自动定位（3维场景）、自动挂钩、自动运行、自动脱钩等作业。有些场合需要人机交互，有些场合需要人机协同。比如垃圾搬运起重机，现场环境恶劣，污染严重，但垃圾的处理并非简单的搬运即可，而是要求更多的细节，如搅拌，分拣，破碎等工作，这些工作都需要自动完成，难度极大，如果加入人机交互，人在远程控制终端，完成识别、判断等工作，可能问题将变得相对简单。人机交互对于处理复杂混乱的现场情况，具有非常好的效果。从人机交互到人机协同：人机交互是人机协同的初级阶段，也是人机协同的最初表现形式。对一个物料搬运场景来说，人机交互和人机协同在很多情形可能是同时出现的，这是因为物料搬运场景存在多变和复杂化。以智能生产车间为例，既有重型物料的搬运问题，也有物料智能存储与配送问题，还有室外自动搬运、自动装卸等问题。人机协同的目标就是通过任务的合理分配，从而高效的完成任务。人机协同中，人与机器人是平等的，并没有什么主次之分，这一点特别重要。人机协同在技术层面要解决的几个主要问题包括：1、用户界面设计：用户界面即人和机器人的界面，使人和机器能够顺利地进行双向交流，完成信息传递。由于两者具备的天然的差异，这种信息实时同步目前还存在巨大障碍。2、任务分配与协调：即解决任务分配问题。哪些工作分配给人，那些分配给机器人，可以是事先约定，也可能需要临场决策。比如图像识别，一般会由机器人识别，但当机器人无法完成识别时，人就必须介入，而这种介入并非完全是事先约定的。3、信息交换与共享：很多行动都要根据现场信息才能决策，而人和机器人如何共享信息就显得极为重要。人优于机器人的，在目前看来，主要是直觉，或可以借助其他工具，而机器人的存储、记忆、查询、运算的能力，比人类要高出几个数量级。但这并不妨碍人与机器人的协同作业。而信息交换和共享是协同的基础和前提。4、决策与问题解决：机器人的优势在于快速运算，海量记忆（存储），以及基于大数据的判断，其在很多限定条件下可以穷尽方案和路径。但人的直觉和判断力往往优于机器人。在人机协同的场景下，更多的是人和机器共同参与决策，制定方案，解决问题，从而使复杂问题变得相对简单。5、自我学习，自我适应：毫无疑问，人和机器人都需要通过学习获得新的知识。人工智能的瓶颈之一是自我学习和自我适应这一环节。面对浩如烟海的知识和数据，即使机器人也会望而生畏。在ALPHA GO围棋中，自我对弈成为一道亮丽的风景。两台配置完全一样的计算机对弈，可以在一夜之间产生数万次对弈，这是人类无法想象的。更为有意思的是，对弈的结果表明，没有两盘棋是一样的，而且它们互有胜负。计算机也在不断优化和迭代。从人机协同到人机共生：这是人机协同的最高境界。人机共生的积极意义在于共同提升。人和机器人通过人机协同的锻炼，互相印证，互相学习，共同提高。双方都将变得越来越聪明，越来越强大。以前不敢想的方案，因为有了机器人的助力，将变成现实。计算机在不断纠错的过程中，使得更多的创新方案得以实现。以围棋为例，自从ALPHAGO在2016年横空出世，世界范围的围棋水平显著提升，同时各种人工智能技术也不断迭代进步，短短几年，人类棋手的水平几乎可以达到围棋的天花板。这主要归功于人机交互的智能系统。从技术发展趋势讲，人工智能的未来模式主要是人机协同模式。人机协同中的协同关系，指的是人和机器人的平等关系，并非以人为主机器人为辅，或以机器人为主人为辅。这一点，与过去的自动化、计算机辅助、人机交互等具有重大差别。“我们并非在创造替代人类的机器，我们在创造扩展人类潜力的工具”，丹尼尔·纽曼（Daniel Newman）和奥利弗·布兰查德（Olivier Blanchard）的这句话，是对人工智能和人机协同最恰当的表述。人机协同的目的，简单来说就是充分发挥人与机器人各自的优势，从而大幅度提升生产效率和产品质量。这正是新质生产力所要表达的内容。需要引起注意的是，人机协同不仅表现在生产的产品上，也反映在生产过程本身。物料搬运行业的创新，主要是技术、产品（包括系统）的创新，同时也包括生产管理、生产手段、生产工艺的创新。人工智能的应用也表现在这两个方面，而且密不可分。长期以来，我国的物料搬运行业与其他行业都存在低端产能严重过剩，行业内卷非常严重的问题。高能耗、低效率、低效益、低品质是其突出表现，产品同质化严重，价格战愈演愈烈，导致大量企业疲于应付，甚至生存困难。在这种严峻的形势下，一方面，需要设计出新的高品质的产品，以满足市场不断变化的需求。智能化的物料搬运系统和设备是未来的发展方向，但智能化只是一个概念，具体到产品本身，如桥式起重机，如何创新新的产品型式，创造出新一代的智能型起重机，大幅度提升用户企业的效益，从而提升企业的竞争力，乃至大幅度降低社会物流费率，需要完成许多原创性的发明、专利。原创性和颠覆性的发明创造，曾经是我们的短板，也是我们必须迈过去的一座座高山，有人工智能的加持，将有望彻底改变这一状况。另一方面，从创新手段和工具上，我们需要大量运用人工智能和智能制造的手段，以达成目的。比如运用大数据、计算机仿真、虚拟制造、数字孪生、3D打印等技术手段，进行新产品的创新设计，通过人机协同，高效的获得原创性的创新成果。在生产过程中，人机协同不仅可以高效的完成大型机械设备的生产制造，而且可以大幅度提升产品品质。所谓产品品质，主要决定于材料，加工工艺和手段，加工精度，装配精度，实验措施，以及配套零部件的品质等。此外，新技术、新工艺的应用，将大幅度降低生产成本，从而增强市场竞争力，走出价格战的泥潭。在物料搬运行业中，定制化不仅是一项严峻的挑战，也是市场发展的必然趋势和潜在增长点。在当前环境下，人员素质参差不齐和人工成本高昂成为制约行业发展的瓶颈，而定制化带来的额外成本无疑进一步削弱了企业的市场竞争力和盈利能力。为解决这一问题，引入人工智能与人机协同技术，实施高度柔性化的生产工艺流程，已成为行业内的共识和有效手段。这种策略的核心在于通过智能化和自动化的手段，提高生产效率和灵活性，以应对定制化带来的复杂性和多样性。初步的实践已经验证了这一策略的有效性。展望未来，以人机协同为特征的智能化模式将深刻改变物料搬运行业的面貌和发展态势。它将为企业提供更高效、更灵活、更经济的生产方式，帮助企业实现定制化生产，满足市场的多样化需求。人机协同在物料搬运领域的应用将成为新质生产力的典型代表和具体体现。它将推动物料搬运行业向更高效、更智能、更绿色的方向发展，为行业的可持续发展注入新的动力。
