2006年，世界正處于智慧型手機革命開端。當時人們只能想像此市場的發(fā)展情況。現(xiàn)在，許多人展望的未來，將會是個急需經(jīng)濟實惠且小型化行動電子產(chǎn)品的世界。
十八世紀至今，每一場技術(shù)革新都帶來生產(chǎn)力的大躍進。第四次工業(yè)變革親臨你我的生活現(xiàn)場，在列強簇擁下的國家制造升級政策，沒有停歇的空間。
這場由物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引發(fā)的虛實世界模糊化趨勢，將改變制造體系并產(chǎn)生新商業(yè)模式。
自2011年德國首先提出“工業(yè)4.0”的概念后，各國競相推出制造業(yè)升級的政策計畫，比方像是美國的“先進制造”、日本的“工業(yè)4.1J”、韓國的“制造業(yè)創(chuàng)新3.0”以及臺灣近期發(fā)布的“生產(chǎn)力4.0”等。
除此之外，中國也在今年5月頒布了“中國制造2025”，加上去年10月中國國務院總理李克強與德國總理梅克爾共同發(fā)表了《中德合作行動綱要：共塑創(chuàng)新》，首次將工業(yè)4.0納入雙邊合作的課題，令紅色供應鏈的后續(xù)發(fā)展充滿無限想像，也讓人思考對臺灣可能造成的沖擊與影響。
制造業(yè)升級有其階段性進程與門檻，從工業(yè)1.0逐漸邁向4.0。根據(jù)德國顧問公司Roland Berger表示，演化進程從工廠自動化開始，接著工廠數(shù)位化，工廠資訊科技(IT)與操作技術(shù)(OT)整合，進而擴大到供應鏈體系的互聯(lián)，最后達到人、物體與服務系統(tǒng)的互聯(lián)共享。
美、德兩國顯然正在3.0到4.0的路上較勁中，而中國則懷具雄心地同步發(fā)展各項技術(shù)，希望直接從2.0躍進4.0之列。臺灣在這場列強爭奪賽中，仍然有其角色，并提出生產(chǎn)力4.0。知己知彼，明確定位，在這場突破虛實界限的智慧制造競爭中，好好地上演一出以小博大的反攻。
近十年前已有機器人制造商譬如ABB開始重新審視其在工業(yè)機器人與自動化方面的努力，尤其著重于以靈活敏捷的系統(tǒng)取代復雜繁復的制程。
隨著時間的推移，這些進展統(tǒng)稱為綜合產(chǎn)業(yè)，或是所謂的第四次工業(yè)革命。資訊物理系統(tǒng)、生產(chǎn)場景和真正的人機協(xié)作，是成功管理由于這場革命而不斷成長的人、事物及服務生態(tài)系的關(guān)鍵。另外，此種新形態(tài)協(xié)作必須提供平衡解決方案，以永續(xù)、高效且可獲利的方式利用此生態(tài)系最大優(yōu)勢。
以人為本提供主動式設(shè)備維護服務
市場調(diào)查數(shù)據(jù)指出，在萬物互聯(lián)概念驅(qū)動下，至2020年全球聯(lián)網(wǎng)裝置數(shù)量預計將會超過三百億個，并創(chuàng)造高達14.4兆美元的商機(圖1)。但不論串連的設(shè)備有多少，只關(guān)注在硬體的連結(jié)數(shù)是不夠的，因為所有串連起來的“物”其實是要回饋給“人”進行相關(guān)決策，進而提供所需或必要的“服務”，因此唯有將三者同時納入規(guī)畫的“Internet of Things、Services、People”才是完整演繹物聯(lián)網(wǎng)之應用。
圖12020年全球聯(lián)網(wǎng)裝置數(shù)量預計將超過三百億個，并創(chuàng)造高達14.4兆美元的商機。
“技術(shù)”并不是唯一，“人”才是須關(guān)注的重點；以ABB積極讓機器人成為聯(lián)網(wǎng)設(shè)備為例，隨著網(wǎng)際網(wǎng)路與無線網(wǎng)路的普及，設(shè)備供應商所提供的技術(shù)支援與售后服務也產(chǎn)生了巨大的變革，新服務已從過去有問題才被動反應、派員處理之作業(yè)模式轉(zhuǎn)變成主動式服務。
因此產(chǎn)品提供聯(lián)網(wǎng)與遠端存取將是必然的趨勢，而透過可確保資訊安全之應用平臺收集所有資料的監(jiān)控服務，則能為客戶提供更多的產(chǎn)品附加價值。
譬如ABB目前安裝于各國的機器人中，已經(jīng)有五千臺是聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，而該公司設(shè)在印度的全年無休之后勤工程團隊則能針對這些連線的機器人進行相關(guān)運作狀況之監(jiān)測。
藉由此種遠端服務(Remote Service)且持續(xù)的監(jiān)控來提供客戶主動式與預防性之設(shè)備維護，不僅能早期發(fā)現(xiàn)機械異常避免生產(chǎn)線意外停機，就算臨時出現(xiàn)任何突發(fā)狀況，也能在極短的時間內(nèi)進行診斷并迅速排除故障，而各種資料收集后所形成的大數(shù)據(jù)將累積成資料庫，做為日后改善與管理之用。
聯(lián)網(wǎng)機器人是ABB因應物聯(lián)網(wǎng)趨勢從使用者與客戶的角度出發(fā)所提供的服務，該公司并訂下聯(lián)網(wǎng)機器人要在五年內(nèi)翻倍成長的目標，從而實踐以人為本的服務理念(圖2)。
圖2聯(lián)網(wǎng)機器人加速工業(yè)智動化發(fā)展腳步。
與時俱進迎接新經(jīng)濟世代考驗
隨著網(wǎng)路資訊發(fā)達、產(chǎn)品生命周期縮短、少量多樣及客制化等成為消費主流，各國政府為取得主導地位而紛紛推出了工業(yè)4.0、先進制造、產(chǎn)業(yè)重振等制造業(yè)升級計畫。
臺灣除了面臨開發(fā)中國家分食量產(chǎn)市場、歐美工業(yè)大國搶占客制化市場的雙重夾擊之外，根據(jù)國家發(fā)展委員會發(fā)布的人口推計報告，臺灣勞動人口每年平均以十八萬人速度遞減，總勞動人口的問題更讓本土制造業(yè)者面臨著迥異于以往的競爭壓力。
為此，經(jīng)濟部工業(yè)局副局長呂正華表示，政府在過去輔導產(chǎn)業(yè)自動化的基礎(chǔ)上，提出“生產(chǎn)力4.0”之計畫(圖3)，做為未來十年推動臺灣制造業(yè)升級的主要發(fā)展方向，期能在善用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智慧機器人、智動化設(shè)備等技術(shù)，并運用資金融通、研發(fā)補助和投資抵減等政策工具，先期以中堅企業(yè)建置示范工廠來帶動包括電子、金屬、機械、食品、紡織、農(nóng)業(yè)和零售等產(chǎn)業(yè)升級，同時推動臺灣制造業(yè)朝創(chuàng)新、高值化與關(guān)鍵技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)展。
圖3生產(chǎn)力4.0推動作法示意圖
人機協(xié)作改變機器人/自動化的未來
如今，市場的轉(zhuǎn)變已超乎機器人制造商最大膽的預期，遠比其所想像的還要復雜，且需要不可思議的龐大人工組裝需求。由橫跨幾千條裝配線數(shù)以百萬計的勞工，構(gòu)建出這個世界越來越依賴的電子產(chǎn)品。這些產(chǎn)品類型呈爆炸性成長，且生命周期極為短暫，再加上勞工對更多報酬的工作、更高的薪水及更佳生活品質(zhì)的需求提升，表示目前的系統(tǒng)最終既無法擴展亦無法永續(xù)。
回顧2006年，在機器人制造商開始研發(fā)解決這些問題的小零件組裝解決方案概念時，并不知道需求將會變得這么龐大。機器人制造商了解這些手工組裝線將必須加以自動化，而此轉(zhuǎn)變可能需要數(shù)十年時間，且必須在不中斷復雜、龐大且根深蒂固的現(xiàn)有小零件裝配基礎(chǔ)架構(gòu)的情況下發(fā)生；正因如此，無論機器人制造商開發(fā)出哪些解決方案，本質(zhì)上都必須是機器人，并能在人類身旁安全作業(yè)。
近來機器人制造商譬如ABB將此概念稱為人類與機器人協(xié)作，但當時ABB單純只想創(chuàng)造固有安全的解決方案。
而此市場需要靈活度，才能處理生命周期僅幾個月且仍持續(xù)縮短的不斷變化產(chǎn)品。 解決方案必須方便攜帶且易于安裝于生產(chǎn)線上，并能符合現(xiàn)有生產(chǎn)線上的規(guī)畫，此外還必須采用相當直覺性使用的創(chuàng)新程式設(shè)計方法，毋須特殊訓練任何人都能上手。然而，最重要的是必須足夠安全與作業(yè)員并肩作業(yè)，無需安全圍籬且無威脅感。
YuMi增進自動化戰(zhàn)力
藉由引進全球第一部真正協(xié)作式雙臂工業(yè)機器人--YuMi(圖4)，ABB工業(yè)機器人再次擴展機器人自動化未來的樣貌，且將從根本上改變可采用機器人自動化的工業(yè)制程類型。
圖協(xié)作型機器人有助提升工廠作業(yè)安全性。
就字面的意義而言，YuMi在英文中代表“You & Me”，意指你和我共同創(chuàng)造自動化的未來。據(jù)了解，這項突破性的解決方案是經(jīng)過多年研究與開發(fā)的成果，預示能像人類一樣并肩合作，藉以完成同一個任務的全新時代，同時仍可確保周圍人員安全。
小零件組裝領(lǐng)域正在經(jīng)歷日新月異的變革。尤其是在電子產(chǎn)業(yè)，高速成長的需求已遠遠超過熟練勞動力工作的生產(chǎn)數(shù)量。隨著傳統(tǒng)裝配工藝越來越無法滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需求，制造商無論從策略角度還是經(jīng)濟性考慮，都必須進行投資和尋找新的解決方案。
盡管YuMi的設(shè)計是為滿足消費電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)對彈性生產(chǎn)和靈活制造的需求，但它同樣可應用于任何小零件組裝環(huán)境中(圖5)；這得益于其雙臂設(shè)計、多功能智慧雙手、通用零件進料系統(tǒng)、基于機器視覺的零件定位、引導式程式設(shè)計，以及一流的精密運動控制。
圖5 ABB新款協(xié)作型機器人具有十四軸設(shè)計，可靈活執(zhí)行生產(chǎn)線上的組裝作業(yè)。
乍看之下將手工裝配線上的制程自動化似乎相當簡單，但實際上要復制人類能力并不容易。
協(xié)作型機器人須要擁有能靈巧精確處理細膩事物的觸感和馬達控制，并能判斷在特定組件上用力多少才不會過猛，并能看到物件在哪里，十分容易將它撿起，并能毫不遲疑處理種類極為繁雜的零件；此外，協(xié)作型機器人還擁有空間感，因此能與作業(yè)員共同完成工作。
采用YuMi所須要面臨的挑戰(zhàn)，在于決定如何以基本符合成本效益的方式，重現(xiàn)至少像人類一樣安全所必要最低限度的感官和能力。
復制所有這些人類特質(zhì)，但仍能提供自動化實質(zhì)好處。透過遠多于機器人所需，且基于各種用途所構(gòu)建的設(shè)計，已創(chuàng)造固有安全的組件系統(tǒng)，提供小零件裝配未來所需的精度、容易使用、速度、靈活性及投資回報。
這款智慧型產(chǎn)品，從規(guī)畫之初就以與人共同合作為主要設(shè)計概念，因此產(chǎn)品經(jīng)過ANSI/UL 1740安全認證，以及符合ISO-13849人機協(xié)同之安全標準，所以不再像傳統(tǒng)機器人必須留下空間設(shè)圍籬或光柵護欄才能確保機器人與現(xiàn)場工作人員的安全。
此外，雙臂總共十四軸手臂的YuMi不但能平順地多工運作，而且不會出現(xiàn)兩手打架的情況，還有將控制器整合在手臂內(nèi)部的設(shè)計也免除了原本需要控制箱的需求，而透過平板電腦的教學控制，并拉著此款機器人的手動作，即可讓機器人快速學會所須執(zhí)行的操作。
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