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制造業(yè)正在不斷創(chuàng)新，尋求更安全、更高效且更具成本效益的大規(guī)模生產(chǎn)方式。因此，該行業(yè)成為最早采用機(jī)器人技術(shù)、人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）的領(lǐng)域之一。如今，許多制造商都受益于先進(jìn)的  “協(xié)作機(jī)器人”（cobots）。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023 年全球協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)估值已達(dá)1.2 萬(wàn)億美元，且預(yù)計(jì)還將持續(xù)顯著增長(zhǎng)。盡管協(xié)作機(jī)器人正在改變整個(gè)行業(yè)，并將帶來(lái)新一輪的創(chuàng)新浪潮，但制造商要想充分獲益，就必須綜合考量和有效應(yīng)對(duì)以下七大挑戰(zhàn)。

是德科技產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Choon-Hin Chang

利用協(xié)作機(jī)器人賦能制造業(yè)

憑借內(nèi)置傳感器、人工智能和 ML 算法，協(xié)作機(jī)器人可以安全高效地與人類互動(dòng)，分擔(dān)對(duì)精度、強(qiáng)度要求比較高的工作或者自動(dòng)執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)。這種協(xié)同作用能夠?qū)⑷藦捏w力要求高或比較危險(xiǎn)的任務(wù)環(huán)境中解放出來(lái)，同時(shí)提高了生產(chǎn)速度、質(zhì)量和靈活性。此外，通過(guò)承擔(dān)更多勞動(dòng)密集型工作，協(xié)作機(jī)器人還能幫助工人釋放出更多的時(shí)間和精力，使其做出明智的決策。基于這種平衡，汽車、電子和消費(fèi)品等行業(yè)正在迎來(lái)一個(gè)機(jī)器人與人類優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、以及將人類的直覺(jué)與機(jī)器人的高精度完美融合的新時(shí)代。

裝配線、焊接和檢測(cè)是制造業(yè)中最常見(jiàn)的機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景之一。與專用的裝配設(shè)備相比，裝配機(jī)器人可以根據(jù)需要快速進(jìn)行重新配置，從而提高效率并縮短生產(chǎn)時(shí)間，為當(dāng)前已經(jīng)被大幅縮短的產(chǎn)品生命周期提供支持。此外，機(jī)器人還能提高安全性，并在焊接等人類難以涉足的特殊環(huán)境中工作，幫助人類擺脫任何潛在的危險(xiǎn)任務(wù)。在生產(chǎn)線上，機(jī)器人可以在精準(zhǔn)的操作下出色完成工作，而無(wú)需考慮人為誤差。

有些物理部件對(duì)于人工檢測(cè)而言過(guò)于復(fù)雜。機(jī)器人可以在質(zhì)量控制過(guò)程中安全地處理精密或復(fù)雜的零件，并準(zhǔn)確評(píng)估復(fù)雜的工件。由于機(jī)器人更加準(zhǔn)確和可靠，與需要人工檢查的傳統(tǒng)質(zhì)量控制方法相比，它們能更早地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，從而減少潛在的產(chǎn)品召回，并促進(jìn)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)。

邁向智能工廠

人工智能、5G/6G 連接和邊緣計(jì)算等先進(jìn)的新技術(shù)有望進(jìn)一步增強(qiáng)協(xié)作機(jī)器人的能力。先進(jìn)的人工智能技術(shù)將促使協(xié)作機(jī)器人從周圍環(huán)境中學(xué)習(xí)并實(shí)時(shí)做出決策。同時(shí)，5G 和 6G 連接將確保機(jī)器人與其他設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)更加快速可靠的通信。邊緣計(jì)算是一種分布式計(jì)算模式，可以將計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力遷移到更靠近用戶需求的位置 ，這也使得協(xié)作機(jī)器人能夠在本地處理數(shù)據(jù)，減少延遲并提高響應(yīng)速度。這意味著協(xié)作機(jī)器人可以更快地做出決策，從而提高效率和生產(chǎn)力。

這一切都推動(dòng)了協(xié)作機(jī)器人的持續(xù)增長(zhǎng)，據(jù) Statista 預(yù)計(jì)，到 2030 年，協(xié)作機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到70 億美元。協(xié)作機(jī)器人帶來(lái)了諸多好處，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，它正在為智能工廠的未來(lái)鋪平道路。然而，機(jī)器人的開(kāi)發(fā)和集成也面臨一些挑戰(zhàn)。許多制造商還需要考慮通信/協(xié)作、安全性、成本和互操作性等問(wèn)題。

通信是關(guān)鍵橋梁

通信是確保機(jī)器人成功部署的關(guān)鍵之一。人機(jī)協(xié)作利用自然語(yǔ)言處理和直觀交流，讓人類和機(jī)器人之間的交互更加流暢。這使得工作環(huán)境更加高效以及用戶體驗(yàn)友好，因?yàn)闄C(jī)器人無(wú)需經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)就能遵從人類指令，從而讓更多人可以使用這項(xiàng)技術(shù)。此外，協(xié)作機(jī)器人還能理解人類的手勢(shì)并做出反應(yīng)，從而加強(qiáng)溝通和交流。制造商可以為協(xié)作機(jī)器人編程，以執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)，從而優(yōu)化工作流程，并確保協(xié)作機(jī)器人能夠與其他設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫協(xié)同。這種編程包括定義任務(wù)，將其分解成更小的步驟，然后指導(dǎo)協(xié)作機(jī)器人如何執(zhí)行每個(gè)步驟的操作任務(wù)。

機(jī)器人還需要與其他非生命體進(jìn)行溝通和交流，才能正常運(yùn)行。例如，當(dāng)機(jī)器人與其他機(jī)器人進(jìn)行無(wú)線通信時(shí)，它們需要語(yǔ)音和文本信息才能與人類進(jìn)行溝通和交流。同樣，它們也需要執(zhí)行器和傳感器來(lái)與其他設(shè)備和物體進(jìn)行通信。

安全性至關(guān)重要

還必須考慮到任何安全隱患。盡管協(xié)作機(jī)器人可以通過(guò)承擔(dān)危險(xiǎn)的工作任務(wù)來(lái)提高工人的安全性，但制造商必須確保相關(guān)程序和流程準(zhǔn)備到位，以防止任何危險(xiǎn)后果的發(fā)生。這意味著要為人機(jī)協(xié)作配備先進(jìn)的安全功能，例如緊急停止按鈕、速度和力度限制，以及檢測(cè)人類存在的傳感器。這些功能有助于防止事故發(fā)生，并降低受傷風(fēng)險(xiǎn)。

部署成本高是瓶頸

盡管協(xié)作機(jī)器人可以帶來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)的效益，能夠改善當(dāng)前和未來(lái)的制造業(yè)，但其高昂的部署成本也是無(wú)法回避的問(wèn)題。最初的集成過(guò)程可能是漫長(zhǎng)、艱苦和昂貴的。因此，制造商在將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)制造過(guò)程中之前，必須仔細(xì)評(píng)估潛在的效益，并評(píng)估在預(yù)期的投資回報(bào)內(nèi)需要維持的生產(chǎn)量和銷售水平，以收回初始投資。

跨越“互操作性”考驗(yàn)

工業(yè)機(jī)器人之間難以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)和配合是產(chǎn)業(yè)面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)。硬件和軟件來(lái)自不同的制造商，因此很難實(shí)現(xiàn)互操作性。跨設(shè)備協(xié)調(diào)需要許多應(yīng)用編程接口，有時(shí)甚至需要定制軟件。在靈活性、適應(yīng)性和決策方面的局限性限制了機(jī)器人技術(shù)的潛力。更大的靈活性將使機(jī)器人系統(tǒng)能夠更加迅速地集成甚至重新集成，并提高機(jī)器人的可重用性。此外，它還可以實(shí)現(xiàn)可重新配置的生產(chǎn)線，并為多品種、小批量的生產(chǎn)提供機(jī)會(huì)。

智造新時(shí)代，未來(lái)已來(lái)

機(jī)器人已經(jīng)從無(wú)法移動(dòng)的機(jī)械發(fā)展成為智能互聯(lián)的系統(tǒng)，這也是向工業(yè) 4.0 過(guò)渡的核心。未來(lái)十年，機(jī)器人技術(shù)在制造業(yè)中的不斷進(jìn)步將重新定義該行業(yè)，使得協(xié)作機(jī)器人（cobots）成為工廠車間不可或缺的合作伙伴。協(xié)作機(jī)器人能夠提高效率、確保工人安全并適應(yīng)動(dòng)態(tài)的生產(chǎn)需求，是制造業(yè)走向更加創(chuàng)新和可持續(xù)未來(lái)的基石。