【投稿】協作型機器人具有彈性高、投資回收快優勢,是工業機器人的發展趨勢

協作型機器人。圖片來源:Universal Robots FB 粉專

【為什麼我們要挑選這篇文章】早在 1960 年代,機器人就已經應用於工業製造上;隨著自動化技術的提升,機器人的靈活性與安全性增加,能夠與員工近距離工作的「協作型機器人」因此誕生。

協作型機器人有運用彈性高、低成本、投資回收快等特性,是中小企業的寵兒。預計 2027 年,協作型機器人的銷售額將占工業機器人的 30%;而在協作型機器人的加持下,也有助於中小企業數位轉型,向生產自動化、智慧化邁進。(責任編輯:郭家宏)

英文中機器人「robot」這個字來自古斯拉夫文的 Rabota,意思為強迫勞動或奴役,這個字的普及源自 1920 年代一位捷克劇作家 Karel Čapek 所創作的科幻作品《R.U.R》。在劇中,一間叫做 Rossum’s Universal Robots 的公司以生物科技做出人造工人,但這和現在的機器人可說是相差甚遠,真正的機器人在超過 30 年後才被發明出來。1954 年,George Devol 發明了機器人手臂,這個被他形容為「可程式化物件傳遞」的器械於 1961 年獲得專利,堪稱現代機器人的雛形。

一次雞尾酒派對,開啟了機器人產業的開端

如同台灣 IC 產業的起點是在 豆漿店的早餐會 上,機器人產業的開端則是在一次雞尾酒的派對上。1956 年,被譽為機器人之父的 Joseph Engleberger 遇到 George Devol,兩人暢談 Devol 所發明的機器人手臂,發現彼此對科幻與創業都有莫大的興趣,藉此成為事業夥伴,並大幅改寫了機器人的未來。

左為 Joseph Engelberger,右為 George Devol,攝於約 1960 年。

1959 年,全世界第一個工業機器人在 Engelberger 的努力下誕生,由 Devol 獲得專利的機器人手臂設計構思而成,Devol 和 Engleberger 將其命名為 Unimate #001。接著,兩位志同道合的商業夥伴一起創辦了全球第一個機器人公司 Unimation,代表著「Universal Automation」(通用自動化)。第一部機器人安裝在美國紐澤西州的通用汽車工廠,用於協助熱壓鑄機,Unimation 持續開發各類型的機器人,在快速成長的汽車產業中協助焊接與其他應用。1966 年,Unimation 授權芬蘭的諾基亞(Nokia)和日本的川崎重工(Kawasaki)進行 Unimate 的製造和行銷,讓可程式化機器人手臂的應用擴展到全球市場。

雖然全球第一部機器人在發明之初是移動物料用的通用型機械,但 Engelberger 和 Devol 很快就察覺到此裝置對製造業來說深具潛力。事實證明,機器人的應用不僅止於移動物料,時至今日,除了汽車產業是機器人自動化的最大市場,許多產業包括電子組裝、生命科學、食品飲料及金屬塑膠製造等也在加速部署機器人,積極邁向自動化。

協作型機器人具有成本低、彈性高等優勢,是中小企業的新寵兒

隨著自動化技術的安全與創新提升,傳統的工業機器人已經普遍運用在製造業環境中,但是協作型機器人(Collaborative robot,也稱「Cobot」)的出現徹底改變了機器人的歷史。Universal Robots 在 2008 年將全球第一台協作型機器人出售給了工業用科技塑膠及橡膠供應商 Linatex,這種類型的機器人不必被隔離在安全圍籬後方,真正實現了機器人和人類員工近距離共同協作的工作模式。

傳統工業機器人和協作型機器人之間有著顯著差異:

傳統工業機器人:多為大型且定點的設備,以高速的運作模式和極高的作業精準度,將大量且無變化的產線加以自動化。因此,這類型機器人在整合和程式編寫上都很複雜,安裝完成後也無法和作業員互動,傳統工業機器人必須深鎖於安全圍籬(一個有門的大籠子)中,以免人類員工受到危險機械的威脅。簡而言之,力量和速度是傳統工業機器人的最大優勢,它們「取代」了人類員工,以較低的成本,更有效率地交付產品。

協作型機器人:屬於較輕巧靈活的自動化工具,適合用在產品少量多樣的生產環境中。程式編寫簡易的協作型機器人可快速轉換於不同製程之間,單一台協作型機器人即可進行多種任務,讓「家庭工廠」級的小企業在有限的預算下,仍能具備大型製造業者所擁有的各種生產能力。此外,設計目的是為了與人類員工「一起」作業的協作型機器人,可安全地與作業員近距離共事,幫助他們擺脫太危險、太操勞或太繁瑣的工作,轉而從事更有意義的任務並遠離職業傷害。

從實際的統計數字上來看,在 2019 年,Universal Robots 成長最快速的客戶族群就是中小企業,由於運用彈性較高、價格低、投資回本更快(許多客戶只要 3 到 4 個月即可回收成本)等種種因素,皆帶動了我們的事業在中國、巴西、印度及墨西哥等地區有顯著成長,也為非典型製造環境的企業提供了更有效的解決方案。

儘管這些幫助對各級企業來說是個好消息,但另一方面,我們在推動協作型自動化以來,勞工們擔心機器人對就業威脅的討論也時有耳聞。隨著部分技術性和非技術性的工作被自動化或簡化,許多勞工將機器人視為「來搶工作」的機械勞動力。有趣的是,實際上市場中的情況是,對於人力的需求遠大於供給,當嬰兒潮世代臨屆退休年齡,X、Y 及千禧世代對製造及倉儲類工作不感興趣,市場上根本沒有充足的人力可供運用,易取得且可負擔的協作型機器人,讓許多中小企業運用先進科技輔助一人、兩人或十人的工作團隊,藉此獲得一線生機。所以,機器人是來搶工作的嗎?是,也不是。

協作型機器人市場成長強勁,銷售額將占工業機器人的 30%

綜觀 12 年後的今日,協作型機器人市場呈現爆炸性的成長,單就 2018 年,協作型機器人市場即成長超過 60%,全球銷售額直逼 5 億美金(約新台幣 150 億元)。協作型機器人做為工業機器人領域中成長最快速的一塊,預估在 2027 年,其全球年銷售額可達 56 億美金(約新台幣 1680 億元),佔總工業機器人的 30%。

台灣身為全球前十大自動化的國家,在汽車零組件、LCD 製造、半導體、金屬加工與塑膠射出等製造業的自動化發展動能強勁,觀察製造業導入協作型機器人的原因,我們發現企業的痛點主要為人力短缺、傳統工業機器人很難因應產量或產線的調整等。

以服務歐洲知名家具零售商、屬於一條龍「全製程」的塑膠射出廠商百泰齊為例,他們原先導入的大型自動化生產設備除了有噪音、所需安裝空間龐大、安全距離設置等風險,也難以因應產量增加後,公司須彈性調度的營運策略;此外,工廠人才招聘困難、嚴重缺工等問題,都讓產線面臨嚴峻考驗。因此,百泰齊在搬運、堆疊跟夾取商品進行檢測等產線上導入了四支 UR5 協作型機器人,代替員工在巨大噪音和充滿工業用大型自動化機具的環境中工作,協助百泰齊省下超過 35% 的人力成本,解決了作業環境導致作業員流動率高、人力不足的燃眉之急。

在窗簾桿頭批量裝盒環節導入 UR 協作型機器人,僅花費 4 小時即完成程式設計與測試

不僅是製造業,近年來就連民生消費產業也能看見協作型自動化解決方案的蹤跡。手搖飲料品牌 Babo Arms 看準服務業流動率高、人員訓練耗時等現況下,無人店鋪所帶來的商機和效益,同時也希望在自動化餐飲服務時,仍保留與客人「有溫度」的接觸。他們選擇導入設定快速、安裝位置靈活且能在較小空間中作業的協作型機器人,協助飲料製作等環節,讓員工可專心在招呼來客與傾聽需求等服務優化上,打造兼具科技、趣味與互動的創新商業模式。

協作型機器人的角度靈活、應用多元,可協助手搖飲料店鋪執行備料、飲品製作等業務

機器人能辦到的事情著實讓人大開眼界,在我每日的工作中,都能看到各行各業的客戶將協作型機器人應用於各種新任務中,而最讓我興奮的,是看著客戶的企業一夜轉型,了解到我們的工作為整個社會帶來更多價值。而這些應用場景,也說明了我們真的已經邁入了「協作型機器人的時代」,很榮幸能站上第一線,一同見證下個十年將實現的成就。

作者:
Adam Sobieski 蘇璧凱,Universal Robots 大中華區總經理

(本文經投稿作者 Adam Sobieski 蘇璧凱 授權刊登,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈歡迎來到協作型機器人的時代〉。意投稿者可寄至:[email protected],經編輯檯審核並評估合宜性後再行刊登。首圖來源:Universal Robots FB 粉專

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