與協(xié)作型機(jī)器人共筑新型態(tài)的關(guān)燈工廠

協(xié)作型機(jī)器人改變了人機(jī)之間的互動(dòng)模式，讓人與機(jī)器之間各自獨(dú)有的價(jià)值有效發(fā)揮，市場(chǎng)更因此看好，當(dāng)進(jìn)展到「工業(yè)5.0」時(shí)代時(shí)，將會(huì)是協(xié)作型機(jī)器人的天下。而現(xiàn)今市場(chǎng)為了加速協(xié)作型機(jī)器人的普及，也致力于降低其操作門(mén)檻，讓更多業(yè)者投入使用，并透過(guò)人工智能(AI)的加值，讓機(jī)器人在工廠的價(jià)值持續(xù)追趕人類(lèi)的發(fā)展水平。

工業(yè)機(jī)器人一般情況下會(huì)根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)內(nèi)容，在不同產(chǎn)業(yè)需求下進(jìn)行客制化生產(chǎn)，而操作方法與設(shè)計(jì)等基本參數(shù)因廠商而各自有一套，因此一般工廠操作員若非有機(jī)器人專(zhuān)業(yè)技術(shù)背景的話(huà)，難以單靠一己之力導(dǎo)入使用，因此工廠多數(shù)需仰賴(lài)具有此背景的人才負(fù)責(zé)協(xié)助機(jī)器人進(jìn)行調(diào)機(jī)、調(diào)教等任務(wù)。

過(guò)去機(jī)器人廠商之間因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)林立的關(guān)系，幾乎沒(méi)有統(tǒng)一操作方法，但是未來(lái)協(xié)作型機(jī)器人的賣(mài)點(diǎn)之一在于易操作且彈性更高，對(duì)于本身就缺乏相關(guān)資源的中小型企業(yè)而言，如果操作難度高，很難在該領(lǐng)域普及。

為了再降低機(jī)器人的使用門(mén)檻，日本川崎重工(KHI)與ABB也展開(kāi)合作，未來(lái)將藉由操作接口的統(tǒng)一化讓操作方式更簡(jiǎn)單，例如讓操作屏幕通用化，讓業(yè)者能更易于使用機(jī)器人。ABB表示，希望未來(lái)協(xié)作型機(jī)器人的操作方式就像3歲小孩也能輕松使用智能手機(jī)那樣，藉由簡(jiǎn)單的操作方式，不管是誰(shuí)都能簡(jiǎn)單操作機(jī)器人。

而當(dāng)協(xié)作型機(jī)器人開(kāi)始普及后，如何讓相關(guān)背景的使用者快速使用已是十分重要課題。目前手臂的操作透過(guò)教導(dǎo)盒，或者真人步驟式導(dǎo)引，紀(jì)錄動(dòng)作軌跡，讓手臂可重復(fù)執(zhí)行固定動(dòng)作，但細(xì)部動(dòng)作仍須透過(guò)程控。

臺(tái)廠達(dá)明機(jī)器人則結(jié)合AR技術(shù)發(fā)展隔空教導(dǎo)，較傳統(tǒng)機(jī)械手臂教導(dǎo)方式，此種更為簡(jiǎn)易與靈活。例如，操作人員可直接透過(guò)手機(jī)鏡頭將現(xiàn)實(shí)情境中的機(jī)器人與「虛擬」的訓(xùn)練軌跡結(jié)合，只要在手機(jī)屏幕中滑動(dòng)路徑，即可實(shí)時(shí)控制手臂的操作方向。

達(dá)明機(jī)器人表示，此種隔空教導(dǎo)方式，很適用于場(chǎng)域較大的應(yīng)用場(chǎng)景，如物流倉(cāng)儲(chǔ)，若是在高貨物架取貨，操作人員就可以在平地透過(guò)行動(dòng)裝置進(jìn)行操作。

機(jī)器學(xué)習(xí)加速協(xié)作型機(jī)器人的「智能」

AI正在觸及每一個(gè)產(chǎn)業(yè)，而制造業(yè)也不例外。但若將范圍縮小至機(jī)器人應(yīng)用，AI的發(fā)展則尚未至一個(gè)成熟的階段。目前生產(chǎn)在線(xiàn)已經(jīng)可純熟地利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，透過(guò)影像辨識(shí)找出瑕疵品，取代人眼進(jìn)行良率檢測(cè)。

而AI結(jié)合機(jī)器人的發(fā)展則未來(lái)可期。德國(guó)機(jī)器人制造商Kuka認(rèn)為，AI可協(xié)助機(jī)器人適應(yīng)環(huán)境所帶來(lái)的不確定性與任何變動(dòng)。尤其對(duì)于未來(lái)多變化的制造趨勢(shì)，機(jī)器學(xué)習(xí)將會(huì)派上用場(chǎng)，協(xié)助工廠內(nèi)的機(jī)器人對(duì)于應(yīng)用領(lǐng)域所需的專(zhuān)業(yè)技能更加熟稔并迅速適應(yīng)制造環(huán)境。

例如在Kuka的研發(fā)中，機(jī)器人能夠在停工階段提升自己的能力進(jìn)行優(yōu)化，和人類(lèi)一樣處理發(fā)生的事情，并從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，象是針對(duì)算法進(jìn)行情境相關(guān)的優(yōu)化與配置。經(jīng)由機(jī)器學(xué)習(xí)，機(jī)器人即可知道每次的動(dòng)作是成功或是失敗，亦或是移動(dòng)到哪里個(gè)位置會(huì)有更高的成功率等。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，機(jī)器人在歷經(jīng)8小時(shí)的學(xué)習(xí)后，分撿成功率可達(dá)到90%，這已和一名純熟的作業(yè)人員擁有相當(dāng)?shù)乃健Ｉ踔镣高^(guò)傳感器搜集正?；虍惓９ぷ鲿r(shí)的波型、電流等訊息，透過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)后便可以檢測(cè)到人類(lèi)難以感知的細(xì)微變化，并在機(jī)器人徹底故障前就提出預(yù)警。

與協(xié)作型機(jī)器人共筑新型態(tài)的關(guān)燈工廠

在關(guān)燈工廠里使用協(xié)作型機(jī)器人的想法，乍聽(tīng)之下似乎不太可能，因?yàn)橐话慵榷ㄓ∠笾?，關(guān)燈工廠采取無(wú)人的自動(dòng)化生產(chǎn)，因?yàn)闊o(wú)人，便不需要照明。但協(xié)作型機(jī)器可以和人類(lèi)一起工作，兩者看似不可能同時(shí)存在。

不過(guò)，丹麥協(xié)作型機(jī)器人廠商Universal Robot(UR)認(rèn)為，協(xié)作型機(jī)器人的協(xié)作價(jià)值應(yīng)并非只局限于和人類(lèi)作業(yè)，協(xié)作型機(jī)器人同時(shí)因價(jià)格合宜、彈性高且易于使用，這些恰好也可運(yùn)用于新型態(tài)的關(guān)燈工廠。

UR認(rèn)為，以臺(tái)灣制造業(yè)型態(tài)來(lái)說(shuō)，大部分都還是中小企業(yè)，但其自動(dòng)化預(yù)算有限，且工廠規(guī)模較小，雖有升級(jí)自動(dòng)化的需求或必要，但卻苦于考量投資成本而縮手。

現(xiàn)今市場(chǎng)走向產(chǎn)品多樣或應(yīng)用情境多變的制造趨勢(shì)，而許多中小企業(yè)也面臨因缺工難以達(dá)成預(yù)期的質(zhì)量和交期，更別說(shuō)因季節(jié)性大單造成的人力作業(yè)加倍。因此，UR建議中小型制造業(yè)者或新創(chuàng)公司可為特定制程導(dǎo)入關(guān)燈式的自動(dòng)化，這些制程包含不適合人類(lèi)、或?qū)θ祟?lèi)來(lái)說(shuō)不夠安全如極高溫或有毒氣體的環(huán)境等。

UR舉例，象是有3D打印公司便讓協(xié)作型機(jī)器人持續(xù)在夜間工作，負(fù)責(zé)重復(fù)性高、需要快速精準(zhǔn)的3D打印機(jī)上下料任務(wù)，而在夜間關(guān)燈仍持續(xù)運(yùn)行的情況下，讓設(shè)備使用率提高3倍。

如此一來(lái)，協(xié)作型機(jī)器人不但可在白天與人類(lèi)一同作業(yè)，又可在員工回家后的夜間仍持續(xù)運(yùn)行不歇，加上其彈性高且易于使用，即便是小型公司也可善用關(guān)燈工廠概念，創(chuàng)造更有效率的產(chǎn)出價(jià)值。