工業(yè)機器人與人類(lèi)的共存之道

機器人將會(huì )取代一些較為瑣碎和繁重的低階工作，而過(guò)去未能充分發(fā)揮才能的員工，現在可以轉而從事更高質(zhì)量的工作，而這些工作對質(zhì)量的要求更高。在安全考慮下，機器人會(huì )跟人類(lèi)并肩工作。
機器人及其在制造業(yè)的應用，長(cháng)久以來(lái)都是引人爭議的話(huà)題。許多人擔心，在工作場(chǎng)所中引進(jìn)機器人，可能會(huì )取代人類(lèi)的工作。從某些角度來(lái)看，機器人的確會(huì )取代某些工作，但這個(gè)問(wèn)題并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。是的，機器人將會(huì )取代一些低階工作。這些工作通常較為瑣碎和繁重，例如工廠(chǎng)生產(chǎn)在線(xiàn)的品管工作。
我至今還清楚地記得 1980 年代一部美國電視喜劇片的開(kāi)場(chǎng)場(chǎng)景，故事發(fā)生在一家釀酒廠(chǎng)。盡管工廠(chǎng)裝配在線(xiàn)的動(dòng)作滑稽夸張，但在現今的制造業(yè)領(lǐng)域，對質(zhì)量的要求極為嚴格。與以前相比，現在更需要確保酒瓶能正確填充并符合客戶(hù)的期望。
藉由機器人技術(shù)和機械視覺(jué)，我們現在能以極快的速度檢查每一個(gè)通過(guò)裝配線(xiàn)的瓶子。從確保酒液填充到正確的液位并達到正確色澤，再到檢查標簽的黏貼與瓶蓋是否正確密封，舉凡涉及產(chǎn)品質(zhì)量的所有層面，都會(huì )經(jīng)過(guò)檢查且要符合特定的公差要求。人需要休假，而且會(huì )疲勞、生病以及感到自滿(mǎn)，機器人和機器則不會(huì )。但問(wèn)題在于，當這些員工的工作被取代之后，他們該怎么辦呢？這就是員工的機會(huì )所在。
過(guò)去未能充分發(fā)揮才能的員工，現在可以轉而從事更高質(zhì)量的工作，比如需要解決問(wèn)題或需要更多執行力的工作。這些工作對質(zhì)量的要求更高。其中許多工作可與機器人協(xié)作完成。這些機器人稱(chēng)為協(xié)作機器人，簡(jiǎn)稱(chēng)為「Cobot」。
正如前面所說(shuō)，人們對于在工作場(chǎng)所引進(jìn) Cobot 感到擔憂(yōu)。確實(shí)，某些工作崗位會(huì )被取代。但是，許多人會(huì )碰到的卻是職務(wù)轉變，屆時(shí)將需要機器人設計師、程序設計人和維護人員。其他人可能需要提升技能；基本上，需要升級自己的技能組合。這表示屆時(shí)的薪水更高、福利更優(yōu)渥且工作滿(mǎn)意度更高。此外，人類(lèi)天生還有一些機器人不擅長(cháng)的能力，比如解決問(wèn)題的能力、批判性思考和創(chuàng )造力。


 
圖一 : 在生產(chǎn)環(huán)境中安裝任何機器人時(shí)，都必須非常謹慎，以確保工作場(chǎng)所達到真正的安全。

在過(guò)去十年里，Cobot 已經(jīng)取得了長(cháng)足的進(jìn)步。在安全考慮下，機器人會(huì )跟人類(lèi)并肩工作。Cobot 能為人類(lèi)承擔繁重的體力勞動(dòng)，讓人員專(zhuān)注在需要動(dòng)腦的工作。例如，Amazon 就使用 Cobot 將產(chǎn)品搬運給揀貨員，而非揀貨員走到貨架前取出產(chǎn)品，然后返回自己的崗位。如此一來(lái)，不僅節省人員的時(shí)間、工作步驟，甚至可以減少大量繁重的搬運。Cobot 可以節省工人的體力，并減輕日復一日工作的身體勞累。
但該如何確保人員與 Cobot 并肩工作時(shí)的安全呢？這是個(gè)好問(wèn)題。目前，Cobot 的安全標準極為嚴格，而這也是理所當然的。ISO/TS 15066 針對 Cobot 制訂了多項安全功能，可針對協(xié)作式工作場(chǎng)所的設計和實(shí)作提供準則。如此就可讓工廠(chǎng)經(jīng)理和制造商將 Cobot 安全地整合到人類(lèi)與機器人共存的工作空間中。
以下舉出幾個(gè)例子：
1.最大允許速度：
即為臂端工具（EOAT）點(diǎn)設定的速度。這些速度將與人類(lèi)的速度相當。
2.速度和分隔距離的監測：
可規定工人與機器人系統之間的最小安全距離，以免機器人與人員接觸。這可以透過(guò)安全掃描儀、光幕和操作人員感應墊來(lái)達成。
3.功率、力道和扭矩限制：
Cobot 可測量每個(gè)關(guān)節處的扭矩，以免扭矩或力道過(guò)大，并可監測突如其來(lái)的撞擊，包括軟障礙物。
4.備援檢查系統診斷：
如果機器人偵測到任何異?；蝈e誤，就會(huì )立即切斷馬達電源。
5.安全等級停止模式：
Cobot 必須依據風(fēng)險程度采取行動(dòng)?？赡軙?huì )在發(fā)生安全事故時(shí)執行完全緊急停止，或在有人進(jìn)入操作區時(shí)執行保護性停止。
6.人體工學(xué)設計：
若是六軸機器人，其中有許多潛在的夾點(diǎn)。若采用人體工學(xué)設計這些關(guān)節，就可避免工人因手部、手指甚至寬松的衣服卡在關(guān)節中而受傷。


 
圖二 : 在生產(chǎn)環(huán)境中安裝任何機器人時(shí)，都必須非常謹慎，以確保工作場(chǎng)所達到真正的安全。

其實(shí)在生產(chǎn)環(huán)境中安裝任何機器人時(shí)，都必須非常謹慎，以確保工作場(chǎng)所達到真正的安全。在人類(lèi)和機器人共存的工作場(chǎng)所中，這一點(diǎn)尤其重要。咨詢(xún)專(zhuān)業(yè)的安裝人員或整合商，有助于進(jìn)行全面性的風(fēng)險評估，并且確保符合所有適用于 Cobot 安全法規與規范。
Cobot 能減輕工人的疲勞、提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)減少浪費，也確實(shí)能讓生產(chǎn)力倍增。在當今世界，我們都面臨著(zhù)勞動(dòng)力短缺、競爭加劇和高消費需求等問(wèn)題，Cobot 不僅能平衡這些問(wèn)題，更可創(chuàng )造出更高質(zhì)量的工作。
（本文作者Eric Halvorson 為 DigiKey 自動(dòng)化和控制部營(yíng)銷(xiāo)技術(shù)經(jīng)理）