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制造業(yè)正在不斷創(chuàng)新，尋求更安全、更高效且更具成本效益的大規(guī)模生產方式。因此，該行業(yè)成為最早采用機器人技術、人工智能（AI）和機器學習（ML）的領域之一。如今，許多制造商都受益于先進的  “協(xié)作機器人”（cobots）。 據(jù)統(tǒng)計，2023 年全球協(xié)作機器人市場估值已達1.2 萬億美元，且預計還將持續(xù)顯著增長。盡管協(xié)作機器人正在改變整個行業(yè)，并將帶來新一輪的創(chuàng)新浪潮，但制造商要想充分獲益，就必須綜合考量和有效應對以下七大挑戰(zhàn)。

是德科技產品營銷經理Choon-Hin Chang

利用協(xié)作機器人賦能制造業(yè)

憑借內置傳感器、人工智能和 ML 算法，協(xié)作機器人可以安全高效地與人類互動，分擔對精度、強度要求比較高的工作或者自動執(zhí)行重復性任務。這種協(xié)同作用能夠將人從體力要求高或比較危險的任務環(huán)境中解放出來，同時提高了生產速度、質量和靈活性。此外，通過承擔更多勞動密集型工作，協(xié)作機器人還能幫助工人釋放出更多的時間和精力，使其做出明智的決策。基于這種平衡，汽車、電子和消費品等行業(yè)正在迎來一個機器人與人類優(yōu)勢互補、以及將人類的直覺與機器人的高精度完美融合的新時代。

裝配線、焊接和檢測是制造業(yè)中最常見的機器人應用場景之一。與專用的裝配設備相比，裝配機器人可以根據(jù)需要快速進行重新配置，從而提高效率并縮短生產時間，為當前已經被大幅縮短的產品生命周期提供支持。此外，機器人還能提高安全性，并在焊接等人類難以涉足的特殊環(huán)境中工作，幫助人類擺脫任何潛在的危險任務。在生產線上，機器人可以在精準的操作下出色完成工作，而無需考慮人為誤差。

有些物理部件對于人工檢測而言過于復雜。機器人可以在質量控制過程中安全地處理精密或復雜的零件，并準確評估復雜的工件。由于機器人更加準確和可靠，與需要人工檢查的傳統(tǒng)質量控制方法相比，它們能更早地發(fā)現(xiàn)錯誤，從而減少潛在的產品召回，并促進業(yè)務增長。

邁向智能工廠

人工智能、5G/6G 連接和邊緣計算等先進的新技術有望進一步增強協(xié)作機器人的能力。先進的人工智能技術將促使協(xié)作機器人從周圍環(huán)境中學習并實時做出決策。同時，5G 和 6G 連接將確保機器人與其他設備之間實現(xiàn)更加快速可靠的通信。邊緣計算是一種分布式計算模式，可以將計算和數(shù)據(jù)存儲能力遷移到更靠近用戶需求的位置 ，這也使得協(xié)作機器人能夠在本地處理數(shù)據(jù)，減少延遲并提高響應速度。這意味著協(xié)作機器人可以更快地做出決策，從而提高效率和生產力。

這一切都推動了協(xié)作機器人的持續(xù)增長，據(jù) Statista 預計，到 2030 年，協(xié)作機器人的市場規(guī)模將達到70 億美元。協(xié)作機器人帶來了諸多好處，隨著技術的不斷創(chuàng)新，它正在為智能工廠的未來鋪平道路。然而，機器人的開發(fā)和集成也面臨一些挑戰(zhàn)。許多制造商還需要考慮通信/協(xié)作、安全性、成本和互操作性等問題。

通信是關鍵橋梁

通信是確保機器人成功部署的關鍵之一。人機協(xié)作利用自然語言處理和直觀交流，讓人類和機器人之間的交互更加流暢。這使得工作環(huán)境更加高效以及用戶體驗友好，因為機器人無需經過專門培訓就能遵從人類指令，從而讓更多人可以使用這項技術。此外，協(xié)作機器人還能理解人類的手勢并做出反應，從而加強溝通和交流。制造商可以為協(xié)作機器人編程，以執(zhí)行復雜的任務，從而優(yōu)化工作流程，并確保協(xié)作機器人能夠與其他設備之間實現(xiàn)無縫協(xié)同。這種編程包括定義任務，將其分解成更小的步驟，然后指導協(xié)作機器人如何執(zhí)行每個步驟的操作任務。

機器人還需要與其他非生命體進行溝通和交流，才能正常運行。例如，當機器人與其他機器人進行無線通信時，它們需要語音和文本信息才能與人類進行溝通和交流。同樣，它們也需要執(zhí)行器和傳感器來與其他設備和物體進行通信。

安全性至關重要

還必須考慮到任何安全隱患。盡管協(xié)作機器人可以通過承擔危險的工作任務來提高工人的安全性，但制造商必須確保相關程序和流程準備到位，以防止任何危險后果的發(fā)生。這意味著要為人機協(xié)作配備先進的安全功能，例如緊急停止按鈕、速度和力度限制，以及檢測人類存在的傳感器。這些功能有助于防止事故發(fā)生，并降低受傷風險。

部署成本高是瓶頸

盡管協(xié)作機器人可以帶來長遠的效益，能夠改善當前和未來的制造業(yè)，但其高昂的部署成本也是無法回避的問題。最初的集成過程可能是漫長、艱苦和昂貴的。因此，制造商在將機器人技術應用到生產制造過程中之前，必須仔細評估潛在的效益，并評估在預期的投資回報內需要維持的生產量和銷售水平，以收回初始投資。

跨越“互操作性”考驗

工業(yè)機器人之間難以實現(xiàn)協(xié)調和配合是產業(yè)面臨的另一個挑戰(zhàn)。硬件和軟件來自不同的制造商，因此很難實現(xiàn)互操作性。跨設備協(xié)調需要許多應用編程接口，有時甚至需要定制軟件。在靈活性、適應性和決策方面的局限性限制了機器人技術的潛力。更大的靈活性將使機器人系統(tǒng)能夠更加迅速地集成甚至重新集成，并提高機器人的可重用性。此外，它還可以實現(xiàn)可重新配置的生產線，并為多品種、小批量的生產提供機會。

智造新時代，未來已來

機器人已經從無法移動的機械發(fā)展成為智能互聯(lián)的系統(tǒng)，這也是向工業(yè) 4.0 過渡的核心。未來十年，機器人技術在制造業(yè)中的不斷進步將重新定義該行業(yè)，使得協(xié)作機器人（cobots）成為工廠車間不可或缺的合作伙伴。協(xié)作機器人能夠提高效率、確保工人安全并適應動態(tài)的生產需求，是制造業(yè)走向更加創(chuàng)新和可持續(xù)未來的基石。