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產業追蹤/工業機器人進化 操作門檻降低

2020-06-07 00:56經濟日報 王宣智

工業機器人為可自動執行工作的機器裝置,主要靠自身的動力和控制能力來運作。(網路照...
工業機器人為可自動執行工作的機器裝置,主要靠自身的動力和控制能力來運作。(網路照片)

工業機器人為可自動執行工作的機器裝置,主要靠自身的動力和控制能力來運作,但是並非自動化設備都可以被稱為工業機器人,依據ISO 8373:2012工業機器人的定義,工業機器人為一種可自動控制、可透過程式更新改變行為的固定性或移動式的多用途操縱裝置,透過程式撰寫與更新實現在三軸或更多軸上機器人的動作控制,以協助工業自動化應用。

依據國際機器人聯合會(IFR)2019年發布報告,在2018年全球工業機器人的新安裝數量達42萬2,271台,累計的工業機器人的使用量已達2,440萬台。工業機器人安裝成長也十分的快速,2013年至2018年間新裝設的機器人每年以23%成長。

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在工業機器人採用上,亞洲(包含紐澳)為全球最主要的工業機器人市場,2019年新安裝的工業機器人有67%在亞洲。

若從國家來看,工業機器人的分布呈現不平均情況,中國大陸、日本、美國、南韓、德國等前五大機器人使用國即占2018年新安裝工業機器人數量的74%。若從每萬人採用的機器人數量來看,全球製造業每萬名勞工安裝有99台機器人,以新加坡每萬名勞工有831台最高,其次分別為南韓、德國、日本、瑞典、丹麥。

透過機器人和勞動者互動,可將機器人分別傳統工業機器人和協作型工業機器人兩類。多數的傳統機器人都位於一個獨立的工作環境、遠離人員,可處理重物並以高速運行;工業協作機器人通常會與人類勞動者同處於一個工作空間工作,具體的協作方式從沒有人機互動、分享工作區、流程分工、共同執行、合力完成工作等,依據IFR的調查報告,目前協作機器人和勞動者的合作以分享工作區和流程分工為主。

工業機器人為可自動執行工作的機器裝置,主要靠自身的動力和控制能力來運作。(網路照...
工業機器人為可自動執行工作的機器裝置,主要靠自身的動力和控制能力來運作。(網路照片)
傳統工業機器人技術逐漸成熟穩定,成本若納入使用壽命的成本分攤,單價並不算高,但貴在裝機部署到正式上線的過程,主因:(一)不易使用,需受過培訓的專業工程師;(二)圈地操作特性,易占用大片工作面積;(三)系統整合為大挑戰,整體部署時間需耗時四至六個月。

協作型機器人則是訴求輕薄短小,設備的高移動性與靈活性讓部署彈性且快速,更適合生產周期較短的電子產品。低操作複雜性、易用性讓協作機器人成為近期機器展的焦點。

但依據IFR數據顯示,協作機器人的安裝數量仍不高,僅占2018年新安裝工業機器人的3.24%,但安裝數量成長快速。2025機器人技術展望報告指出,協作機器人在2025年新安裝量將增加至43萬4,404個,2016至2025年之年複合成長率高達61.2%。

現階段工業機器人與協作機器人有著明顯功能上的差異,但是隨著技術進展,優良的感測器、連網與數據傳統能力、機器視覺、人工智慧、機器人控制程式的API、雲端軟體等機器人的周邊與支援發展,讓機器人更聰明、更數位化,傳統工業機器人操控的專業門檻降低,而協作機器人則有更佳的負載能力與運作速度。因此,技術將漸漸消弭傳統工業機器人和協作機器人的能力分別,而最終兩種分別將是機器人與人類勞工的互動關係做為區分。

隨著機器人採用日增,機器人安全性成為重要議題,國際標準組織機器人技術工作委員會(ISO /TC 299)2011年公布工業機器人安全要求文件,討論機器人、機器人系統和整合的安全規範,並於2016年發布ISO/TS 15066協作機器人標準,做為ISO 10218 的補充文件。

我國勞動部在2018年2月14日修正發布「工業用機器人危害預防標準」,第21條增列雇主使用協同作業之機器人時,應符合國家標準CNS 14490,同年3月並發布「協同作業機器人作業安全評估要點」,做為企業撰寫協同作業機器人安全評估報告參考指引。目前工業機器人安全要求文件正在修定中,預計2021年將公布新版ISO 10218標準規範文件。

機器人數量與智慧漸增,機器人與人類的工作合作日漸頻繁,未來可能不再是由人類運用工具,變成人類與智慧機器人共同形塑的人機共榮社會。雖然從整個社會來看似乎還有點遠,但在工業領域這已是近期可預見的未來。

(作者是國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心研究員)

工業機器人 製造業 自動化設備
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