產業缺人，這是近來喊得震天價響的議題，逼得廠商加速自動化進程，加上工業 4.0及智慧工廠的趨勢帶動，自主移動機器人（Autonomous Mobile Robot, AMR）聲勢大漲。根據美國研究機構 Inkwood Research 報告，AMR 市場預計在 2021 年至 2028 年間將以 23.43% 複合成長率持續擴大，吸引眾多現有及新創企業積極布局。
然而，機器人開發並不容易，稍一不慎，製造業者即可能因為動作太慢而失去江山。凌華科技 （ADLINK）看到企業的痛點，提供一機器人軟硬體解決方案 ，除了機器人控制器外，亦搭配Software EtherCAT + ROS 方案，使得業者可以輕鬆快速地整合機器手臂、馬達及感測系統的三方控制，且協助降低對於特定供應商的依賴，擁有更靈活的選擇。
Panasonic看重此優勢，利用僅 2 個月的時間成功將此一解決方案導入其所開發的 AMR 機器人中，於三月在日本展會首次亮相。
馬達、機械手臂、感測整合關卡多、成本高昂
不同於自動導引車系統（Automated Guided Vehicle, AGV）多是藉由地面鋪設的磁軌或色帶引導，在固定路線上運行，性質類似有輪子的搬運車，自主移動機器人擁有自主導航能力，因為它能同時控制機器手臂及感測元件等，是業界正在積極投入的新一代移動式機器人。
問題來了，該如何整合馬達、機械手臂、感測元件的控制？綜觀目前的機器人解決方案，這三大元件皆由專屬控制器來操作，「也就是說，馬達控制方案來自於某供應商、機械手臂方案來自另一家供應商，不僅成本壓不下來，機器人製造商還必須想辦法整合，以達到精準的控制，」凌華科技智能機械事業中心經理林衛瑞說明。
林衛瑞進一步提出「因此我們針對此一痛點，將三大元件專屬控制器集合成一台，不論手臂或是馬達，皆統一由 EtherCAT 來串接控制以方便整合並降低整體控制器成本，且由於 EtherCAT 具有實時性與高同步性等特性，因此馬達與IO 控制都能精準且標準化，避免延遲。」
機器人體積趨小，是業者面臨的另一挑戰
製造大廠在考慮導入機器人方案時，往往因為廠房面積有限，導致於必須尋找體積較小的機種。有鑑於這類需求，機器人製造業者面臨新一挑戰：必須將各式控制設備以及作業系統，整合進更小的平台上。
針對上述難題，凌華透過軟體定義 EtherCAT+ROS 技術一次解決企業煩惱。「我們將機械手臂、馬達與感測元件的三方控制整合在一台控制器中，不僅縮小了控制器的尺寸以滿足 AMR 小型化需求，更增加電池使用空間提升續航力。」林衛瑞說。
開發時間過長、供貨不穩 易錯失商機
過去導入開源機器人作業系統（Robot Operating System, ROS），雖然可以透過演算法解決不同供應商軟體端系統整合的問題，但是與硬體設備的整合，卻相當耗時，導致開發時間過長，錯失商機。
此外，馬達及機械手臂由特定業者供應，業者還必須面臨供應鏈風險，尤其近年 COVID-19 疫情蔓延，斷鏈也非不可能，「從去年（2021）年開始出現相關元件缺料問題，供貨時間拉長或是供貨不穩幾乎已經是常態。所以，如果仰賴特定供應商，在方案選擇受限的情況下，業者可能無法履行對客戶的交期承諾，對於公司信譽不是好事。」凌華科技自主移動事業中心產品經理王健豪提出他的觀察。
關於軟體及硬體難以整合的問題，凌華科技已幫 AMR 開發業者解決此困擾，開發人員只需要正確運用 ROS 套件，即可控制馬達與手臂。加上EtherCAT 為開放式通訊協定，開發商可將其所配合的機械手臂或馬達廠牌輕鬆整合導入 AMR 內，增加了彈性選擇，又可方便做維護與未來更新。
獲 Panasonic 青睞 助其縮短開發時間
- 凌華方案解決了許多業者的開發痛點，推出後市場反應極佳。日本大廠Panasonic 已採用凌華提供的 EtherCAT + ROS 方案，搭配自己的伺服馬達，在短短 2 個月內就完成了相關的開發與測試。
據悉，若是使用一般工業電腦做為控制器，再自行整合 ROS 作業系統，產品開發時間約需 4~6 個月。兩相對照，凌華方案能大幅縮短開發時間，協助業者提升市場競爭優勢。
在智慧製造的世代裡，彈性選擇與投入市場速度快為搶占訂單的先決條件，透過提升技術，而提供給客戶與供應商更好的服務，也成為決勝關鍵點。凌華在AMR 開發整合的技術優化案例上，即證明了智慧製造搶快與快速整合的重要性。
（首圖來源：Shutterstock）
