產業追蹤/企業拚轉型 機器人幫大忙

疫情全球大爆發,造成工廠貨倉庫停工,改變許多產業短期或中期規畫,甚至影響協作機器人的產能。路透
疫情全球大爆發,造成工廠貨倉庫停工,改變許多產業短期或中期規畫,甚至影響協作機器人的產能。路透

疫情全球大爆發,造成工廠貨倉庫停工,改變許多產業短期或中期規畫,甚至影響協作機器人的產能;欲採用廠商也對投資更為保守,導致訂單延後甚至取消的情況。然而,整體而言,2020年機器人新安裝量較前一年微幅成長1%,來到38.4萬台,係為2019年美中貿易衝突後觸底的溫和回升,得益於主要客戶電子產業需求增加,並超越汽車產業,成為工業機器人最大客戶。

有關協作機器人市場驅動因素有三大項,一、人與機器人協作的需求急遽增加:隨著技術發展,對於協作機器人需求有所增加,產業需要並非僅是取代人類勞動的機器人,而是能讓人與機器人可各自發揮專長,進而達到互補協同生產。工人的彈性高、生產力較機器人低;機器人彈性低,但擅長處理一致性、重複性高的任務,兩者具互補性,因此未來若要朝向少量多樣、具彈性的生產模式,勢必要讓一般工人從人機協作獲得生產力提升。

二、提升生產力並輔助執行高風險任務:協作機器人能細緻完成人類難以做到或是危險而且辛苦的工作,讓工人能在安全環境下處理沒有危險的工作。例如在疫情爆發下讓工廠重啟,必須遵守復工規範,如增加室內社交距離,若能在產線導入協作機器人,可降低產線工人染疫風險;部分工人也能移轉到安全地方進行遠距監控或操控等工作。

將協作機器人導入產線能避免工作流程中斷,並降低生產製造過程潛在的損失,工人無須時時緊盯相關流程運作概況。目前製造業難以招工的情況,以人機協同提升生產力,能緩解部分人力不足情境;也能因生產力增加、降低工時,或避免執行高風險工作,提升人才招募與留任的機率。

三、人機創新融合有望提高產業競爭力:協作機器人將產生雙位數成長,主因強調人與機器人協作,讓人類得以發揮專長,例如運用創造力到人與機器人創新融合的過程,帶動流程或製程創新,促進產業或企業取得關鍵競爭力。

另外,已開發國家逐步邁向少子化、高齡社會,亦有薪資上漲和人力不足等壓力,機器人是克服低勞動生產率的解決方案。協作機器人成為機器人領域重要的創新融合技術領域,為持續探究其發展潛力,也吸引許多廠商投入整機製造或開發相關感測技術及零組件。

協作機器人相較傳統工業機器人,能與物聯網(IoT)、巨量資料、感測器和驅動技術等數位科技更緊密融合,進而讓機器人更智慧化。也就是在機器人硬體設計、製造、出廠後,還有透過軟體加值、升級、智慧化的空間。

協作機器人功能按其設計的機械手臂運動方式略有不同,整體來說,通常具備九種功能,包括取放料件、堆棧卸棧、模具搬運、組裝應用、設備維護、品質檢測、配發分送(包含塗膠噴漆)、拋光研磨與包裝包裹。

協作機協作機器人空間占用比傳統工業機器人小,可與工作台桌分離,無須綁定在機台基座,使安裝位置變得更多,也更適合安裝在移動機器人平台上,大幅提升部署彈性。隨著搭載適配的運算設備或感測器,將可擴充機器人的功能與應用。

近年亦有技術採用者注意到協作特性而讓現有工業機器人具備協作能力,促使廠商投入開發力感測器或視覺辨識人類動作的解決方案,期望讓傳統工業機器人升級為協作機器人,也讓相關的安全標準與安全規範需要對應調整,讓技術更為便利同時也能保障使用者安全。

傳統工業機器人教學介面複雜,且各家廠牌程式皆不同,導致教學成本較高;當機器人學會特定動作或技能後,若要改變動作的轉換成本亦高。然少量多樣的生產方式通常需要調整機器人部分參數或動作,因此多數協作機器人支援手拉的直覺教導功能,讓作業員可以手拉機器人到定點完成指定動作。

協作機器人廠商也提供對應的教學設備或無編程教學介面,例如Fanuc提供以末端搖桿操控的設備,可直接在手動模式中操控或教學,使作業員能輕鬆上手、完成對機器人的教學示範。

觀測協作機器人市場驅動因素,共享的工作空間節省以及安裝空間限制消失,有利生產現場空間、動線等資源再分配,提升空間運用成效。透過機器人接手重複性或有危險的工作,也能讓人類應對臨時狀況,甚至是運用創造力帶動流程創新,最終創造企業競爭力,這些皆讓協作機器人的發展成為未來機器人領域。

(作者是資策會MIC產業分析師)

工業機器人 感測器

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