相對(duì)于消費(fèi)性產(chǎn)品，機(jī)械業(yè)的技術(shù)變動(dòng)速度向來(lái)緩慢，不過(guò)進(jìn)入21世紀(jì)后，年產(chǎn)業(yè)環(huán)境變化快速，連動(dòng)影響機(jī)械產(chǎn)業(yè)，尤其是人力成本日漸高昂，且中國(guó)企業(yè)快速崛起，以往仰賴低廉人力的臺(tái)灣產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力逐漸流失，在加上3C產(chǎn)品生命周期縮短，消費(fèi)者自我意識(shí)抬頭，傳統(tǒng)的少樣多量制造模式已不敷現(xiàn)在所需，多樣多量成為是廠主流，在此??態(tài)勢(shì)下，廠商對(duì)自動(dòng)化乃至于智慧化生產(chǎn)系統(tǒng)的需求越來(lái)越高，這也是這幾年工業(yè)機(jī)器人的導(dǎo)入速度加快的主因之一。
制造業(yè)初期導(dǎo)入自動(dòng)化系統(tǒng)，主要是為大量生產(chǎn)時(shí)，取代人力不及或不愿的工作，如3K（臟kitanai、辛苦kitsui、危險(xiǎn)kikem）產(chǎn)業(yè)等，多年來(lái)自動(dòng)化技術(shù)不斷提升，導(dǎo)入智慧概念后，新世代制造系統(tǒng)則強(qiáng)調(diào)須具有少量多樣或多樣少量之彈性，以及增加視覺(jué)與力覺(jué)等感測(cè)元件，提供反饋功能，進(jìn)而協(xié)助人類提升工作效率和作業(yè)員的水準(zhǔn)，從單純加工進(jìn)化到管理、維修機(jī)器人或自動(dòng)化設(shè)備。
此外，目前把工業(yè)機(jī)器人整合到生產(chǎn)線上，也是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)之一，以工業(yè)機(jī)器人的分類來(lái)看，目前在系統(tǒng)上應(yīng)用的主流則是以四軸或六軸的關(guān)節(jié)型機(jī)器人為主，由于在產(chǎn)線上的占用面積小，但可運(yùn)動(dòng)的范圍大，在靈活度及使用彈性上，成為自動(dòng)化廠商的主要選擇；主要以歐美與日本起家的關(guān)節(jié)型機(jī)器人，其發(fā)展具有時(shí)空背景，主要應(yīng)用在像是汽車廠等高臟污、高危險(xiǎn)等環(huán)境；此外，由于工業(yè)機(jī)器人的作動(dòng)一致性高，只要作動(dòng)設(shè)定正確，即可成為取代人力的首選。
導(dǎo)入工業(yè)機(jī)器人的目的，主要還是來(lái)自于產(chǎn)線規(guī)劃的目的，由于工業(yè)機(jī)器人在某些程度上可以降低產(chǎn)線所需要的面積，加上它可以進(jìn)行較復(fù)雜的作動(dòng)，也可以減少相關(guān)附屬機(jī)臺(tái)需求的建置成本，對(duì)設(shè)備商與使用者來(lái)說(shuō)，導(dǎo)入工業(yè)機(jī)器人可在建置系統(tǒng)上節(jié)省部分的成本，在某些部分上亦可提升產(chǎn)線的效能，但當(dāng)工業(yè)機(jī)器人加入運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)規(guī)劃中，將讓運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)生不同的發(fā)展。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)工業(yè)機(jī)器人基本上就是「復(fù)雜」而「多軸」的運(yùn)動(dòng)控制，相較于一般的三維運(yùn)動(dòng)控制來(lái)說(shuō)，工業(yè)機(jī)器人所需要的運(yùn)算式，絕對(duì)是復(fù)雜而多重，很多時(shí)候工業(yè)機(jī)器人的制造商，必須將這些復(fù)雜的控制邏輯「包」在獨(dú)立的控制器中，由于工業(yè)機(jī)器人主要仍以自有的模組進(jìn)行控制為主，與傳統(tǒng)由控制器來(lái)送訊息給馬達(dá)要求作動(dòng)的作法，有相當(dāng)程度的不同。
工業(yè)機(jī)器人與目前自動(dòng)化廠商透過(guò)整合泛用型控制器軟硬體，進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及行為設(shè)計(jì)的模式有些不同，由于使用者自行設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人的軟硬體及行為作動(dòng)的難度較高，因此與運(yùn)動(dòng)控制主要的做法，仍是透過(guò)通訊整合工業(yè)機(jī)器人與產(chǎn)線的互動(dòng)，透過(guò)模組式的整合導(dǎo)入傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制的生產(chǎn)線上，因此的確存在一些挑戰(zhàn)。
工業(yè)機(jī)器人與傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制最大的不同，在于整合度問(wèn)題，以終端使用者的角度來(lái)看，相較于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)仍需要進(jìn)行與應(yīng)用環(huán)境間的整合規(guī)畫，整合度較高的工業(yè)機(jī)器人當(dāng)然較受使用者的青睞；但相對(duì)來(lái)說(shuō)，以設(shè)備商的角度來(lái)看，同樣由于它的整合度「太高」，對(duì)于應(yīng)用的發(fā)展彈性當(dāng)然較為弱勢(shì)，
針對(duì)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用局限，業(yè)者指出，以目前的技術(shù)，機(jī)器還是只適合應(yīng)用于部份制程，，像是精細(xì)加工或是陣列加工等需要產(chǎn)能的部分，仍會(huì)是應(yīng)用運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)，工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用環(huán)境，應(yīng)該仍是在取代人力的面向?yàn)橹鳎緛?lái)不會(huì)應(yīng)用人力進(jìn)行加工的部分，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人可能也無(wú)法產(chǎn)生效率。
整合度挑戰(zhàn)需要克服 如何更接近人是問(wèn)題
對(duì)設(shè)備的擴(kuò)充來(lái)說(shuō)，由于工業(yè)機(jī)器人的作動(dòng)設(shè)計(jì)已經(jīng)固定，在產(chǎn)能調(diào)整上缺乏彈性，靈活度因此降低，代價(jià)也跟著增加，因此導(dǎo)入工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，多以常態(tài)化及量大的工作需求為主，業(yè)者指出，未來(lái)在工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)上，如何讓它「更接近人」的運(yùn)作模式，將會(huì)是發(fā)展的重要課題，此外，由于在系統(tǒng)同步上需要更穩(wěn)定的互動(dòng)，運(yùn)動(dòng)控制與工業(yè)機(jī)器人、視覺(jué)及感測(cè)器等其他裝置的整合，在通訊介面上將會(huì)是自動(dòng)化廠商下一階段面臨的重要課題。
另外也有業(yè)者認(rèn)為，相較于傳統(tǒng)封閉式的控制邏輯，如果透過(guò)Softmotion的技術(shù)來(lái)取代原有的封閉式控制器，將有助于與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的完整整合，透過(guò)邏輯演算，可以協(xié)助工業(yè)機(jī)器人與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完整的同動(dòng)的邏輯處理，但此一趨勢(shì)仍在發(fā)展當(dāng)中，前提必須是Softmotion更被市場(chǎng)所接受。
德國(guó)機(jī)械設(shè)備制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）就曾指出，基于現(xiàn)今產(chǎn)品日益趨向微型化，需在輕薄短小的空間里擁有強(qiáng)大功能；不論是高科技或消費(fèi)性產(chǎn)品，都希望借自動(dòng)化技術(shù)提供100%零缺陷的產(chǎn)品品質(zhì)，提升產(chǎn)品價(jià)格；所以更強(qiáng)調(diào)應(yīng)藉由彈性生產(chǎn)系統(tǒng)因應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求，改變生產(chǎn)技術(shù)，以縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。
無(wú)法完全取代人力 現(xiàn)階段以人機(jī)混線為主
美國(guó)也希望在此后金融危機(jī)時(shí)代，憑借技術(shù)革新「振興制造業(yè)」，減輕人力成本的限制，徹底改變「美國(guó)制造」的命運(yùn)，從而打敗「中國(guó)制造」，成為「再工業(yè)化」戰(zhàn)略的主要方向之一，美國(guó)總統(tǒng)歐巴馬在上次選舉時(shí)，就將美國(guó)前瞻制造業(yè)伙伴關(guān)系策略（AMP ）作為競(jìng)選政策議題之一，規(guī)劃在4年間投入5~10億美元落實(shí)，包括稅負(fù)優(yōu)惠措施與「就業(yè)回國(guó)法案」，借此彌補(bǔ)企業(yè)因遷移生產(chǎn)業(yè)務(wù)返美而產(chǎn)生的成本，并協(xié)助美國(guó)制造業(yè)掌握國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)條件，確保美國(guó)「在地創(chuàng)新，在地制造」的優(yōu)質(zhì)能耐，最終為美國(guó)人帶來(lái)高薪資的就業(yè)機(jī)會(huì)。預(yù)估兩岸產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈將因此受到波及，尤其是與美國(guó)技術(shù)創(chuàng)新和3C出口市場(chǎng)有最直接關(guān)系的科技產(chǎn)業(yè)。
中國(guó)大陸則在國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議最新通過(guò)的「關(guān)于促進(jìn)外貿(mào)穩(wěn)定增長(zhǎng)的若干意見(jiàn)」里，提出妥善應(yīng)對(duì)貿(mào)易摩擦、增加進(jìn)口先進(jìn)技術(shù)設(shè)備及關(guān)鍵零組件等8大項(xiàng)政策措施。
此外，不論是高科技或一般產(chǎn)品，都能借自動(dòng)化技術(shù)大幅改善產(chǎn)品品質(zhì)，提升產(chǎn)品價(jià)格；于人與機(jī)械互動(dòng)過(guò)程里，越復(fù)雜的生產(chǎn)流程與需要越簡(jiǎn)單的操作，皆須借助直覺(jué)式設(shè)計(jì)，但這時(shí)問(wèn)題來(lái)了，因?yàn)榘╥Phone、iPad、NB個(gè)個(gè)都需要成千上百道工序，至今仍須仰賴一個(gè)個(gè)生產(chǎn)線的工人，把數(shù)百個(gè)零部件組裝起來(lái)，要想全部由機(jī)械人代勞，絕對(duì)是不可能的任務(wù)。
過(guò)去20年，日本企業(yè)在人工成本攀高后，也積極轉(zhuǎn)往自動(dòng)化生產(chǎn)；但后來(lái)發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)少量多樣的繁復(fù)產(chǎn)品時(shí)良率偏低，也證實(shí)完全自動(dòng)化生產(chǎn)仍不可行，以鴻海為例，在CPU插槽、機(jī)殼拋光等單一關(guān)鍵零部件，確實(shí)可以仰賴機(jī)器手臂，精準(zhǔn)度確實(shí)很高；但以鴻海現(xiàn)今主要的各個(gè)代工產(chǎn)品而言，都牽涉到復(fù)雜的組裝流程時(shí)，恐怕還是需要大陸民工的粗壯手臂。
就市場(chǎng)觀察可以發(fā)現(xiàn)，業(yè)者普遍認(rèn)為目前臺(tái)灣的產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人市場(chǎng)需求，仍以IC產(chǎn)業(yè)為主，包括在平面顯示器、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)制程中，以無(wú)塵室設(shè)備應(yīng)用為主，集中于玻璃基板∕晶圓之制程間取放與搬運(yùn)；太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)使用機(jī)器手臂，以取放電池、單∕多晶矽晶圓；在電子零件組裝業(yè)應(yīng)用也備受重視，尤其在工資預(yù)期上漲壓力下，該領(lǐng)域的系統(tǒng)組裝機(jī)器人應(yīng)用潛力大。
國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)看好電子電機(jī)產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的應(yīng)用機(jī)會(huì)，系來(lái)自于以下產(chǎn)品需求特性與制造能力提升的挑戰(zhàn)：產(chǎn)品多種少量所導(dǎo)致彈性生產(chǎn)需求、產(chǎn)品生命周期持續(xù)縮短、技術(shù)人力缺乏及工資上漲速度快、上市時(shí)間壓縮、更專業(yè)、精密與復(fù)雜的制造流程、品質(zhì)更穩(wěn)健可靠度更高之制程要求、綠能與環(huán)境規(guī)范的要求。
