ISO新規范問(wèn)世　協(xié)作型機器人更安全

　　勞工的人身安全問(wèn)題是協(xié)作型機器人發(fā)展上的一大考驗。為了讓業(yè)界有更明確的依循標準，國際標準組織日前發(fā)表ISO/TS 15066規范，針對ISO 10218“工業(yè)機器人安全要求”做詳盡補充。業(yè)界預估，此標準將讓協(xié)作機器人變得更為安全，也有助于提升產(chǎn)線(xiàn)運作效率。

　　國際標準組織(ISO)日前發(fā)表ISO/TS 15066新技術(shù)規范，作為ISO 10218“工業(yè)機器人安全要求”標準的補充文件。新規章詳細定義協(xié)作型機器人設計與安裝要求，以及安全風(fēng)險評估準則，未來(lái)機器人制造商與零件開(kāi)發(fā)商可依循此一規范進(jìn)行設計，以確保勞工在協(xié)作型機器人環(huán)境下的人身安全。

　　Universal Robots全球法務(wù)長(cháng)Lasse Kieffer表示，ISO 10218在2011年修訂公告時(shí)著(zhù)重于傳統工業(yè)型機器人，而當時(shí)協(xié)作型機器人技術(shù)仍較新穎，所以并未仔細訂定規范，現今相關(guān)產(chǎn)業(yè)可遵循ISO/TS 15066，來(lái)確保協(xié)作型機器人能和人類(lèi)一起安全作業(yè)。

　　這項新技術(shù)規范由二十四個(gè)參與國的成員共組國際標準組織委員會(huì )起草，其中亦包括協(xié)作型機器人制造商代表如丹麥業(yè)者Universal Robots。ISO/TS 15066相關(guān)作業(yè)始自2010年，最終發(fā)表內容為所有利益關(guān)系人共識結果，其是針對2011年公布的ISO 10218-1與ISO 10218-2工業(yè)機器人安全標準，提供額外補充資訊，并詳述各項人機協(xié)作概念以及相關(guān)需求。此外，也包括設計與風(fēng)險評估，更有一項身體各部位在機器人速度、壓力及沖擊下的疼痛程度門(mén)檻的分析研究。

　　Universal Robots技術(shù)長(cháng)Esben Ostergaard指出，ISO/TS 15066象征各成員國對新興技術(shù)達成共識。人類(lèi)對機器人安全須謹慎以對，同時(shí)亦仍要持續研究，找出人類(lèi)與機器人的安全互動(dòng)方式，并思考如何訂定務(wù)實(shí)原則，藉以充分發(fā)揮協(xié)作型機器人的潛力。該公司身為協(xié)作型機器人生產(chǎn)業(yè)者，也期待能與時(shí)俱進(jìn)，令產(chǎn)品具備可調式安全功能及符合各項標準。

　　Universal Robots亞洲區總經(jīng)理Shermine Gotfredsen補充，ISO/TS 15066的宣布將允許系統整合者能與該規范結合并履行安全協(xié)作型應用。協(xié)作型應用的履行，有益增加對協(xié)作型機器人的需求。

　　Gotfredsen指出，UR遵守ISO/TS 15066對協(xié)作型機器人的力道與力量限制。該公司目前發(fā)布的最新款協(xié)作型機器人--UR3，其荷重為3公斤、終端關(guān)節可無(wú)限旋轉，以及力道能降低至50牛頓。

　　現階段，UR的協(xié)作型機器人除了被廣泛使用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域之外，當前亦被餐廳和旅館采用，并且也導入半導體產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)無(wú)人搬運車(chē)(AGV)，有助讓產(chǎn)品生產(chǎn)更自動(dòng)化與容易。

　　據了解，該公司機器人專(zhuān)利安全系統內，共有八項可調式安全功能，包括關(guān)節位置與速度、TCP位置、方位、速度與力道，以及動(dòng)力和機器的電力。

　　整體來(lái)看，國際標準組織最新發(fā)表的ISO/TS 15066，有助確保勞工和協(xié)作型機器人共事的人身安全，加速智慧工廠(chǎng)和人機協(xié)作實(shí)現。而除了UR積極推廣外，ABB也擴大展開(kāi)搶攻。

　　強化力道控制/負重　ABB明年推單臂YuMi

　　圖1　ABB自動(dòng)化與驅動(dòng)控制事業(yè)部工業(yè)機器人專(zhuān)案工程師陳君羽表示，現代化的生產(chǎn)方式是少量多樣，在成本與效益的考量下，人機協(xié)同是當前有效的解決方式。

　　國際工業(yè)機器人大廠(chǎng)ABB為搶進(jìn)協(xié)作型機器人版圖，于2015年收購德國Gomtec公司以及推出雙臂協(xié)作型機器人--YuMi。據悉，該公司將于2017年推出采用Gomtec技術(shù)的單臂協(xié)作型機器人--Next YuMi(暫定名稱(chēng))，其能從事更高荷重的工作。

　　ABB自動(dòng)化與驅動(dòng)控制事業(yè)部工業(yè)機器人專(zhuān)案工程師陳君羽(圖1)觀(guān)察，人機協(xié)同適合處理較小型的作業(yè)，由于人無(wú)法處理太重的東西，所以太重的場(chǎng)合并不適合使用人機協(xié)作的概念，因此當前協(xié)作型機器人都屬小型并多從事零件組裝，譬如3C組裝產(chǎn)線(xiàn)便適合使用人機協(xié)同的生產(chǎn)概念，2016年協(xié)作型機器人在3C市場(chǎng)的產(chǎn)量也有逐漸上升的趨勢。

　　陳君羽表示，比起傳統機器人而言，協(xié)作型機器人具有提高空間利用率的特色。因協(xié)作型機器人具安全性，人們靠近它進(jìn)行生產(chǎn)工作時(shí)，毋須刻意遠離，故在同樣的空間與體積內，能放入更多協(xié)作型機器設備，有助提升生產(chǎn)效率。

　　據了解，ABB在2015年推出雙臂協(xié)作型機器人--YuMi，相較其他廠(chǎng)商多推出單臂協(xié)作型機器人來(lái)說(shuō)，該公司會(huì )生產(chǎn)雙臂機器人是由于當前3C組裝仍以人為核心，諸多復雜動(dòng)作須要雙手來(lái)處理，因此YuMi便模仿人類(lèi)雙手各七軸的設計，來(lái)提升作業(yè)能力。

　　未來(lái)在2017年時(shí)，ABB亦預計推出單臂協(xié)作型機器人--Next YuMi。據悉，下一代YuMi會(huì )采用Gomtec的技術(shù)，同時(shí)將具備更精密的力道感測控制、更快速度與更高荷重。此外，單臂設計的價(jià)格與成本也會(huì )更便宜。

　　另外，對于ISO/TS 15066的發(fā)布將為協(xié)作型機器人發(fā)展帶來(lái)哪些影響?陳君羽觀(guān)察，ISO 10218利用圍籬將機器人關(guān)在安全范圍內，藉由限制空間來(lái)避免機器人意外傷人，但機器人本身仍具危險。但ISO/TS 15066是專(zhuān)為協(xié)作型機器人所制定，其目的以保護人為主，并多了以下的人機協(xié)作定義，包括傷害分級、機器人速度/功率限制、人機協(xié)作的定義、風(fēng)險管理、周邊設備設計原則與負責人定義(如機器人廠(chǎng)商或系統商)等。

　　陳君羽認為，ISO/TS 15066的問(wèn)世，能拉近機器人與人的距離，更加反映市場(chǎng)對人機協(xié)作模式的認同。

　　陳君羽補充，以往ISO標準都是ABB會(huì )加入的認證。除了ISO認證之外，YuMi機器人亦獲得UL1740認證，不管在沖擊力道、電擊、溫度和電磁波等方面都具有安全保證。

　　整體觀(guān)察，目前不只是協(xié)作型機器人越來(lái)越受矚目，而是整個(gè)機器人產(chǎn)業(yè)都正蓬勃發(fā)展，因此也帶動(dòng)全球對機器人的需求，譬如亞太和北美地區對機器人的需求都大幅攀升。

　　亞太區機器人支出攀升　醫療/農業(yè)亦擴大導入

　　根據國際研究調查機構IDC近日發(fā)布的報告指出，亞太地區的機器人及相關(guān)服務(wù)支出在2015∼2019年的年復合成長(cháng)率(CAGR)為19%，該地區在工業(yè)、服務(wù)和消費性機器人的支出于2019年將成長(cháng)至近210億美元。除了汽車(chē)行業(yè)采用機器人之外，零售、物流、醫療照護和農業(yè)等領(lǐng)域也已導入機器人。

　　IDC制造觀(guān)察機器人研究經(jīng)理Jing Bing Zhang表示，未來(lái)創(chuàng )新的工廠(chǎng)可以賦予制造業(yè)重要的改變，而機器人是其中之一的核心技術(shù)，其能驅動(dòng)商業(yè)模式轉變、帶來(lái)新的營(yíng)收，以及以知識為基礎的系統與新工作流程。

　　Zhang指出，盡管傳統上機器人多應用于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，但現今在電子、零售、醫療照護、物流、農業(yè)、服務(wù)、教育和政府等領(lǐng)域也漸漸增加采用機器人。機器人會(huì )被廣泛采用主要是由于勞工薪資增加、專(zhuān)業(yè)人才短缺、機器人系統價(jià)格降低、日益要求品質(zhì)，以及國家策略倡議等原因所驅動(dòng)。

　　當前亞太地區的機器人支出是由離散元件與制程制造業(yè)所主導，其次的機器人支出則是資源和醫療照護。從技術(shù)角度而言，亞太地區在機器人系統，包括工業(yè)、服務(wù)和消費性機器人的支出在2019年將成長(cháng)至近210億美元。然而，服務(wù)相關(guān)的支出，包含應用管理、教育和訓練、硬體部署、系統整合以及諮詢(xún)，在2019年會(huì )超過(guò)240億美元。

　　值得關(guān)注的是，2015年亞太地區占機器人總支出65%以上。

　　Zhang補充，2013年中國變成全球最大的機器人市場(chǎng)、2014年占全球工業(yè)機器人出貨量超過(guò)25%，預估該股成長(cháng)趨勢將會(huì )持續，一部分是因為“中國制造2025”的政策所驅動(dòng)，在此政策中機器人被列入十大關(guān)鍵技術(shù)。

　　除了制造業(yè)，該研究機構也觀(guān)察到亞太其他產(chǎn)業(yè)的成長(cháng)機會(huì )，比方像醫療照護、零售、消費和資源。舉例而言，如澳洲機器人能幫助采礦自動(dòng)化。

　　北美機器人市場(chǎng)強強滾　2015年創(chuàng )新紀錄

　　根據機器人工業(yè)協(xié)會(huì )(RIA)的研究資料顯示，北美的機器人市場(chǎng)成長(cháng)力道佳，訂單量和出貨量皆雙雙于2015年刷新紀錄。在2015年間，共有三萬(wàn)一千四百六十四臺機器人(總價(jià)值約18億美元)的訂單量，其單位與價(jià)值分別增加14%與11%;在出貨量方面，共有兩萬(wàn)八千零四十九臺機器人(總價(jià)值約16億美元)被出貨至北美，在單位與價(jià)值各成長(cháng)10%和9%。

　　據悉，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)是2015年北美機器人成長(cháng)的主要驅動(dòng)來(lái)源，與2014年相比，機器人訂單量上升19%。非汽車(chē)產(chǎn)業(yè)機器人的訂單量亦增加5%，2015年非汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的訂單成長(cháng)主要來(lái)自半導體和電子產(chǎn)業(yè)，共增長(cháng)35%。

　　RIA市場(chǎng)分析經(jīng)理Alex Shikany表示，2015年北美機器人訂單量成長(cháng)最快速的應用是涂料和點(diǎn)膠(占49%)、物料運輸(占24%)以及點(diǎn)焊(占22%)。

　　該協(xié)會(huì )估計當前北美工廠(chǎng)約采用二十六萬(wàn)臺的機器人，其在數量上是繼日本和中國之后排名第三。

　　北美機器人市場(chǎng)的創(chuàng )新紀錄表現也伴隨著(zhù)失業(yè)人數的下降。過(guò)去幾個(gè)月，美國勞工統計局宣布美國失業(yè)率達到4.9%，這是自從2008年2月以來(lái)的最低水平。

　　RIA總裁Jeff Burnstein指出，比起之前，現今機器人產(chǎn)業(yè)有許多的機會(huì )，其持續地成長(cháng)為人們制造諸多新興的工作機會(huì )，舉例而言人們能夠從事編程、安裝、驅動(dòng)以及維修機器人，事實(shí)上，工業(yè)自動(dòng)化有助創(chuàng )造就業(yè)機會(huì )。