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协作型机器人:适用於各种规模企业的自动化进程
[作者 Esben H. Ostergaard]   2018年06月13日 星期三 浏览人次: [1656]


产业创新的推手━协作型机器人

随着科技演进,发展出能与人类协作而非取代人力的机器人,自动化生产的商务模式渐趋成熟。根据2018年2月公布的《GE全球创新趋势》(GE Global Innovation Barometer)报告,全球企业主管认为,过去5年有40%的创新为公司盈亏状况带来正面影响;同时有近75%主管认为所处产业面临技术不足的问题,另有64%表示技术不足的问题限制了他们创新的能力。


自2008年起,Universal Robots就持续开发并制造协作型机器人(cobot)来解决上述挑战。协作型机器人是一种经过专门设计,可以和人类近距离一起工作的机器手臂。其作业所需空间较小,操作与设定都相当简便,作为工具使用能让人类工作效果更好且更加轻松,必要时也能在无人力支援的状况下自动作业。这种由人类和协作型机器人直接合作的工作环境,Universal Robots称之为工业5.0,是继自动化「关灯」工厂之後的下一步工业革命。


图1
图1

本文将列举协作型机器人的六大优势与产业实例,说明不论制造单位规模大小或设置地点,自动化(尤其是协作型机器人)都是一种具有正面效益的投资。


成本效益与多样性

协作型机器人让一些原本没有能力大举投资工业用机器人的企业,可以依照自身条件开始推动制程自动化。


位於美国的Voodoo Manufacturing就是一个很好的例子。该公司的3D列印工厂需要扩大规模以负荷急遽增加的生产量,才能继续与射出成型等竞争技术相抗衡。Voodoo的挑战在於其所需要的机器人手臂,除了要求程式设定简易,还要能轻松整合工厂已搭载的机器人夹爪Robotiq,最後这家公司选择了Universal Robots UR10,因为它的无缝接囗能完美贴合Robotiq的双爪夹具。


该公司指出,装设Universal Robots协作型机器人的成本,比传统工业型机器人低了大约五倍。协作型机器人的组装速度快,同时具备高安全性,代表业者无须加装防护笼、安全光栅,或工业型机器人在工厂中运作时所需的其他安全措施,因而省下大量的成本支出。



图2
图2

另一家因部署协作型机器人而受惠的小型企业是捷克的Multi-Wing CZ,这家公司生产通风设备所需的轴扇解决方案,为满足逐渐增长的需求,必须在非常局限的作业空间内进行生产自动化。在拆掉旧有安全护栏,并安装Universal Robots的UR5协作型机器人後,该公司的单位生产成本下降了10-20%,年产能则增加了336小时。


弹性的设定机制

使用协作型机器人的另一个优势在於,它们符合数位商业模型公认的最隹实践典范,「寿命比工厂还长」的特点让其能够长期运转,且几??可以无限次数地设定与调整程式。此外,协作型机器人可以任意安装或移动,几??没有任何限制,还能装设各式各样的机器手臂末端工具和辅助设备,以满足持续变动的需求。


协作型机器人也能搭配各种新兴的开发中技术和软体功能,随着周边其他相关制程的改变,加以重新设计、配置与部署。每个使用协作型机器人的工作坊、工厂、服务单位、食品店或照护设施,都能自由地改变未来的使用方式,唯一的限制只在於人类的想像力。


制造端回流母国

在全球化初期,许多公司发现可以将低成本和技术相对不纯熟的劳动力,应用在各种仍以人工进行的制程上,因此,这些制程所创造的工作机会跟营利最终都流向其他国家。因应近期产业回流(re-shoring)的趋势,制造、组装和成品作业也逐渐迁回更接近终端产品市场的地点。



图3
图3

Universal Robots就曾经协助RSS Manufacturing这家美国水管及水龙头零件制造商解决类似问题。当时,这家公司必须将每月的控制阀产量从400增加到700个,其并未选择添购昂贵的电脑数值控制(CNC)机器,而是决定安装Universal Robots UR5。藉由RSS这款机器人手臂全天候不间断作业,短短11天内就为该公司生产出700个控制阀并完成出货准备;让RSS团队倍感惊讶的是,利用部署UR5将管子送入弯管机,能将原本两到三天才能完成的1,500件制品,缩短至4小时内即结束制程。不仅如此,UR5还让RSS既有机器设备增加30%产能,让公司的竞争力大幅追上海外竞争者。


改善就业


图4
图4

与一般看法相左,Universal Robots认为自动化普及并不会对就业带来负面影响,机器人并不会真的取代人力。相反地,正因人力都用来创造更高价值,导入协作型机器人更能增加职缺净值,人力「升级」的同时,公司也能拓展市场潜力。


我们已见识到了自动化技术如何创造职缺,事实上,在那些已经部署Universal Robots协作型机器人的工厂里,平均员工人数都是大幅增加而非减少。


更贴近市场


图5
图5

当制造、加工或组装的厂房,与产品或服务的收受对象处在同一国家内,就能缩短整体供应链和物流架构,不但更便於管理,对环境的冲击也较小。由协作型机器人所推行的自动化,将更方便企业在接近消费者的地方制造商品,对制造商、员工、消费者和在地社区来说百利而无一害。


找回人性化特质


图6
图6

从精酿啤酒、手工制品到完全个人化的精品,消费者越来越要求所有产品都要带有真人手作的质感,即便是量产制品也不例外。有了协作型机器人,业者就能透过机器人的技术能力,以及在重复性工作上的一致性,结合工匠和其他专业人士的独特技巧,缩短生产时程、提升准确度并改善成品品质。


人们将更有馀力将无形的技术,以及无法透过程式取代的创意,应用在更复杂的工作上,或者藉此大幅提升特定工艺及技术的生产力。如此一来,企业将能更切合强调个人化的市场新需求与消费者期??。


适合各种规模企业的自动化进程

图7
图7

由於低成本且作业所需空间较小,甚至连规模最小的公司都能藉此强化生产能力,无须大举更新厂房或添购昂贵设备。对许多小型业者来说,由协作型机器人所推动的自动化能大幅提升竞争力,还能和市场中产能、品质或成本都更具优势的大型对手一较长短。


除了成本大幅低於传统工业用机器人外,协作型机器人短短几小时内就能拆封、安装并完成设定,能立即执行一些简单任务,且不需要特别的技术来执行程式设定,这对中小企业来说都是相当重要的益处。即便是微型商店,协作型机器人都能安全地与人类员工并肩作业,每当有新需求出现,都可轻易地重新设定并针对不同任务再次部署,不仅加快资本回收速度,也提高投资报酬率。


因此,具有高度商业合理性的协作型机器人在未来只会更加普遍,企业应该开始思考如何使员工与自动化的协同效益最大化,加速产业创新并达成改善亏损的目标。


(本文作者Esben H. Ostergaard为Universal Robots 技术长暨共同创办人)


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