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隨著“工業(yè)4.0”與“中國(guó)制造2025”等概念的持續(xù)升溫，傳統(tǒng)制造企業(yè)也面臨著一場(chǎng)全新的升級(jí)變革挑戰(zhàn)。

“智能工廠、無(wú)人工廠的概念愈演愈烈，然而，這并不意味著人完全被機(jī)器所取代，未來(lái)的工廠世界應(yīng)該是人與機(jī)器和諧共處所締造的。” 優(yōu)傲機(jī)器人公司中國(guó)總經(jīng)理James Taylor如是表示。

Enrico Krog Iversen(左）、 James Taylor（右）

在James Taylor看來(lái)，日益成熟的自動(dòng)化、智能化制造固然是一大趨勢(shì)，然而在某些領(lǐng)域與生產(chǎn)線上仍離不開人力操作。“給制造企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值，讓企業(yè)能夠更快更靈活的調(diào)整，更有效地生產(chǎn)，這些都離不開人的參與。因此在工業(yè)4.0的大環(huán)境下，協(xié)作機(jī)器人將扮演越來(lái)越重要的角色。”

人機(jī)協(xié)作緣何能夠站上風(fēng)口？

在實(shí)現(xiàn)“工業(yè)4.0”智慧工廠的道路上，自動(dòng)化與智能化生產(chǎn)無(wú)疑是至為關(guān)鍵的一環(huán)。

可以預(yù)見，在實(shí)現(xiàn)智能制造的這盤大棋中，智能機(jī)器人將扮演重要的角色。而縱觀機(jī)器人在汽車行業(yè)的應(yīng)用情況，可以發(fā)現(xiàn)，其實(shí)汽車制造業(yè)從70年代起開始便已經(jīng)開始使用常規(guī)的工業(yè)機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。然而，隨著汽車制造業(yè)步入成熟期，諸多全新的挑戰(zhàn)也接踵而來(lái)：大規(guī)模定制、靈活生產(chǎn)、成本等等。

在此背景下，協(xié)作型機(jī)器人便應(yīng)運(yùn)而生了。據(jù)James Taylor介紹，常規(guī)機(jī)器人鮮有能應(yīng)用到組裝或者裝配部分，而組裝又需要人與機(jī)器共同協(xié)作，因此協(xié)作型機(jī)器人的出現(xiàn)可以說(shuō)填補(bǔ)了全自動(dòng)生產(chǎn)線與全手動(dòng)裝配生產(chǎn)線間的市場(chǎng)空白，這也就是人機(jī)協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用空間所在。而除了組裝，協(xié)作機(jī)器人也可被廣泛應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線上執(zhí)行拋光、涂膠、噴漆、上調(diào)料等多樣化的操作。

此外，在如今的制造市場(chǎng)上還有一個(gè)特殊的需求——大規(guī)模定制。“以前，制造商生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品，可以面向很大很廣的市場(chǎng)。而現(xiàn)在，制造商需要生產(chǎn)多樣化的產(chǎn)品，來(lái)滿足一個(gè)市場(chǎng)。這給制造商生產(chǎn)線造成巨大壓力可想而知。生產(chǎn)線不再是長(zhǎng)期固定在同一個(gè)位置、大批量地做同一款產(chǎn)品。現(xiàn)在制造企業(yè)需要非常靈活、快速地變化生產(chǎn)線，而且是在有限的空間內(nèi)，利用現(xiàn)有的員工，就能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的快速調(diào)整，還需要比較快的投資回報(bào)。這就是人機(jī)協(xié)作機(jī)器人發(fā)揮其作用的時(shí)候。”

隨著制造業(yè)市場(chǎng)人力成本的不斷攀升，減少成本也成為了企業(yè)亟須解決的一大課題。對(duì)此，協(xié)作型機(jī)器人的降本優(yōu)勢(shì)更為凸顯。James Taylor表示，減少成本的核算除了機(jī)器人硬件之外，還包括了軟件、安裝和集成的工作、安全方面的設(shè)備 (比如安全圍欄) 等等。這一切可能產(chǎn)生的費(fèi)用，都是成本。

“使用人機(jī)協(xié)作機(jī)器人，第一，它是安全的，大部分不需要安全圍欄，這個(gè)成本可以節(jié)省。第二，它的軟件比較簡(jiǎn)單，不需要額外購(gòu)買軟件包。第三，也是最主要的一個(gè)原因，就是它操作簡(jiǎn)單。人可以在現(xiàn)場(chǎng)做編程，做非常快速的安裝、編程、調(diào)試，時(shí)間成本得到了顯著的節(jié)省。綜合來(lái)說(shuō)，安裝一個(gè)人機(jī)協(xié)作機(jī)器人的自動(dòng)化方案可以節(jié)省很多成本，從而讓投資回報(bào)更快。”

汽車領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用

人機(jī)協(xié)作機(jī)器人在機(jī)器人市場(chǎng)上似乎還是一個(gè)新興的產(chǎn)物，然而據(jù)James Taylor介紹，人機(jī)協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用范圍十分廣泛，鑒于其無(wú)可比擬的靈活度，它可廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)、電子行業(yè)、消費(fèi)品行業(yè)、醫(yī)療器械等諸多行業(yè)。

在汽車行業(yè)，汽車制造集團(tuán)大眾汽車(Volkswagen)早在2013年就已將UR機(jī)器人整合投入其薩爾茨吉特引擎生產(chǎn)工廠的大規(guī)模生產(chǎn)線中。據(jù)了解，UR5自重18公斤，負(fù)載高達(dá)5公斤，工作半徑85cm，可被部署在汽缸蓋裝配線上，負(fù)責(zé)處理精細(xì)的電熱塞工序，員工只需要負(fù)責(zé)固定電熱塞并對(duì)缸蓋進(jìn)行隔熱處理，為下一道工序做好準(zhǔn)備。

另外，在汽車零部件供應(yīng)商李爾公司(Lear Corporation)的生產(chǎn)線中也已經(jīng)運(yùn)用到UR5。據(jù)了解，UR5機(jī)器人可通過(guò)定位、測(cè)量以及擰緊車座螺絲等作業(yè)組裝汽車座椅。每天，這些機(jī)器人完成約8,500次螺絲安裝任務(wù)。座椅上安裝了一個(gè)包含個(gè)體識(shí)別數(shù)據(jù)的應(yīng)答器，一旦座椅到達(dá)機(jī)器人下面，應(yīng)答器則被讀取，機(jī)器人執(zhí)行擰緊座椅兩側(cè)若干螺絲的操作。如果座椅上缺少螺絲，機(jī)器人會(huì)立即將該產(chǎn)品揀出并發(fā)出警告信息。UR5 具有直觀的用戶界面，任何工人能夠通過(guò)將標(biāo)準(zhǔn)程序拖放至觸控屏的腳本上，從而實(shí)現(xiàn)編程，或者直接握住機(jī)器人手臂，來(lái)展示并指引它執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)的移動(dòng)路徑。

對(duì)于UR機(jī)器人在汽車制造業(yè)的應(yīng)用，James Taylor表示：“我們期待看到越來(lái)越多的UR機(jī)器人出現(xiàn)在中國(guó)汽車生產(chǎn)線上，幫助廠商實(shí)現(xiàn)更加智能、靈活、合理的制造流程；為員工打造健康、安全的工作環(huán)境；同時(shí)有效提高生產(chǎn)效率和良率。”

未來(lái)工廠的理想世界：人機(jī)協(xié)作

當(dāng)前，工業(yè)4.0的浪潮正在席卷全球，“智能工廠”、“無(wú)人工廠”的落成已不是一個(gè)概念。這是否意味著現(xiàn)代工廠自動(dòng)化發(fā)展的最終目標(biāo)就是無(wú)人工廠呢？未來(lái)人是否將被機(jī)器完全取代呢？

對(duì)此，Enrico Krog Iversen表示，未來(lái)的工廠世界是人與機(jī)器和諧共處的所締造的。

“無(wú)人工廠其實(shí)更像一個(gè)概念，這個(gè)概念是否能帶來(lái)真正的價(jià)值尚未可知。采用無(wú)人工廠生產(chǎn)，不一定是能幫助制造企業(yè)提高效率和靈活性的有效方法。我認(rèn)為，永遠(yuǎn)都會(huì)有讓人和設(shè)備、人和機(jī)器在一起工作的需求。”

Enrico Krog Iversen認(rèn)為，從機(jī)器人和自動(dòng)化行業(yè)的整體技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可以看出，每一步改進(jìn)都是為了給企業(yè)提高效率、提高質(zhì)量控制和生產(chǎn)的靈活性。對(duì)于這些需求，人機(jī)協(xié)作可帶來(lái)十分明確的價(jià)值，“它會(huì)讓制造企業(yè)離市場(chǎng)越來(lái)越近，減少整個(gè)物流線的成本，產(chǎn)品運(yùn)費(fèi)、供應(yīng)速度。未來(lái)的趨勢(shì)是協(xié)作機(jī)器人將會(huì)從一個(gè)‘機(jī)器’的概念轉(zhuǎn)變到一個(gè)‘工具’的概念，這個(gè)趨勢(shì)會(huì)持續(xù)。未來(lái)我們會(huì)看到越來(lái)越多簡(jiǎn)單、易操作、更靈活的協(xié)作型機(jī)器人出現(xiàn)。”