在國內(nèi),談到機(jī)器人,我們可以很容易聯(lián)想到鴻海先前為了節(jié)省人力,而打算導(dǎo)入機(jī)器手臂,以提升生產(chǎn)效能與降低人力成本。後來鴻海與軟銀合作,共同推出了Pepper,讓產(chǎn)業(yè)界對於「機(jī)器人」有了更多的想像空間。
工業(yè)機(jī)器人發(fā)展 重點仍在人力成本
談到臺灣在全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的狀況,對於臺灣機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展有一定了解程度的臺灣智慧自動化與機(jī)器人協(xié)會祕書長陳文貞談到,早在二十多前,臺灣的工研院就已經(jīng)開發(fā)了六軸機(jī)器人,但在當(dāng)時,對岸的中國大陸才進(jìn)入開放時期,擁有極低成本的勞動人力,使得臺灣紛紛前往大陸設(shè)廠,所以使得臺灣的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)礙於時空背景不利的情況下,其發(fā)展受到不少限制。
而近年來,大陸的快速起飛,勞動成本快速提升,許多廠房被迫向更低成本的國家區(qū)域移動,但歸納來看,終究不是根本解決問題的方法,採取生產(chǎn)方法轉(zhuǎn)型,才能有效將生產(chǎn)成本降低,而機(jī)器人正是方法之一。而鴻海本身就是最為鮮明的一個例子。

圖1 : 過去大陸因為人力成本低廉,吸引不少臺灣業(yè)者過去設(shè)廠,如今在成本大幅提升的情況下,工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展再度受到高度重視。(Source:scir.org) |
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幸運的是,政府已在2005年開始推動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,到了2010年才開始有了初步的成果,像是工業(yè)機(jī)器人或是服務(wù)型機(jī)器人等,在近年一個接著一個出現(xiàn)在市場上。
機(jī)器人就應(yīng)用類型來看,大致上可以分為居家照護(hù)與工業(yè)生產(chǎn)兩大類別,前者以居家照護(hù)、陪伴或是庶務(wù)類為主,後者則是側(cè)重工業(yè)搬運、抓取物料。這兩類機(jī)器人隨著高齡化與工業(yè)4.0等議題浮上檯面,在近期也有相當(dāng)程度的進(jìn)展。
臺灣若要在短時間內(nèi)提升在多軸機(jī)器人的能見度,與系統(tǒng)整合業(yè)者之間的合作,將是重要關(guān)鍵。當(dāng)然,從半導(dǎo)體、製造代工與紡織領(lǐng)域等,只要了解該產(chǎn)業(yè)特性,臺灣仍有大好機(jī)會。
工研院IEK機(jī)械與系統(tǒng)研究組研究員黃仲宏表示,觀察全球機(jī)器人市場的發(fā)展,現(xiàn)階段工業(yè)機(jī)器人的銷售金額已高於居家領(lǐng)域許多,但隨著時間推移,居家領(lǐng)域反倒會大幅超過工業(yè)用,原因在於高齡化對於人口結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了相當(dāng)程度的影響。從醫(yī)療照護(hù)、東西的搬運、打掃或是陪伴等,都會在居家領(lǐng)域佔有一席之地。不過,黃仲宏也提醒,工業(yè)機(jī)器人與居家照護(hù)用之間的界線將愈趨模糊,屆時,在討論機(jī)器人應(yīng)用時,必須從應(yīng)用面詳加定義,才能有進(jìn)一步的討論與研究的空間。據(jù)了解,目前國際市場也傳出要將無人機(jī)定義為機(jī)器人的應(yīng)用種類之一。

圖2 : 未來可以想見的是,工業(yè)與服務(wù)機(jī)器人之間的界限將愈趨模糊,如何定義其應(yīng)用,將至關(guān)重要。(Source:recode.net) |
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陳文貞認(rèn)為,不論是工業(yè)4.0或是政府所推動的生產(chǎn)力4.0,都需要機(jī)器人的奧援,所以機(jī)器人的發(fā)展勢在必行。她坦言,相較於國外,臺灣發(fā)展機(jī)器人的時間的確落後國外有一大段的距離,所以居於劣勢是正常的現(xiàn)象。但我們不能因為人家有完整的產(chǎn)業(yè)鏈,就完全放棄發(fā)展。只要願意採取行動,臺灣就有機(jī)會在該產(chǎn)業(yè)中佔有一席之地。
而近期工業(yè)4.0與智慧工廠等概念成了科技產(chǎn)業(yè)的熱門話題後,工業(yè)機(jī)器人也衍生出更多的討論。黃仲宏也談到,臺灣在單軸、滑軌與直角座標(biāo)等領(lǐng)域,擁有相當(dāng)不錯的表現(xiàn)。但進(jìn)入到三軸以上的多軸機(jī)器人市場,臺灣就面臨了許多國際一線大廠的強(qiáng)力競爭。像是德國與日本,都在全球多軸機(jī)器人市場佔有領(lǐng)導(dǎo)地位。
人機(jī)協(xié)同的問題與挑戰(zhàn)
除了多軸數(shù)量的增加、精密度的提升外,工業(yè)機(jī)器人市場也出現(xiàn)了另一個話題:「人機(jī)協(xié)同」。顧名思義,就是人們可以近距離與機(jī)器人一同進(jìn)行工作。
廣義來看,機(jī)器人的存在,是要提升生產(chǎn)效率或是產(chǎn)品搬運時間,現(xiàn)場的工作人員可以將精力放在現(xiàn)場判斷、調(diào)度與指揮上。黃仲宏便指出,早在20年前,國際車廠BMW就已經(jīng)導(dǎo)入了AGV(自動導(dǎo)向車),它能自動閃避障礙物,協(xié)助工作人員進(jìn)行物料搬運的工作。
另一種應(yīng)用場景是,現(xiàn)場人員可以與近距離與機(jī)器手臂進(jìn)行協(xié)同作業(yè),黃仲宏觀察,2014年,就已經(jīng)有不少國際大廠如ABB、EPSON與松下等大廠,都開始展示人機(jī)協(xié)同的機(jī)器手臂。但他也認(rèn)為,或許人機(jī)協(xié)同應(yīng)用只是一種「噱頭」,對於實際應(yīng)用場景沒辦法產(chǎn)生實際的助益。理由在於,工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展來自於汽車工業(yè),在這樣的生產(chǎn)環(huán)境下訴求:快、穩(wěn)、準(zhǔn)。一旦加入了人為因素,就生產(chǎn)速度反而會大打折扣,所以某程度上,人機(jī)協(xié)同對於汽車工業(yè)來說,反倒可能會成為一個缺點也說不定。

圖3 : 人機(jī)協(xié)同是目前工業(yè)多軸機(jī)器人領(lǐng)的討論話題,此一概念能不能順利推行,還要考量到多元因素。(Source:www.brewerystudios.co.uk) |
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再者,考量到人身安全,人機(jī)協(xié)同究竟是否能有效地落實,這就還有待商榷。但換個角度來看,若能在某一個環(huán)結(jié)工序找到人機(jī)協(xié)同可以介入的空間,那麼人機(jī)協(xié)同應(yīng)用,也有機(jī)會大放異采也說不定。
臺灣的劣勢與機(jī)會
陳文貞進(jìn)一步談到,工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展之所以能夠如此蓬勃,主要的原因來自於汽車工業(yè)的強(qiáng)力需求,但是臺灣在當(dāng)時本來就沒有汽車工業(yè),要發(fā)展工業(yè)機(jī)器人本就不易。但若將這樣的情況放到其他產(chǎn)業(yè),臺灣或許就能與國外站在同一個起跑位置。另一方面,市場一旦出現(xiàn)競爭,勢必就有價格競爭問題,臺灣一直都有能力提供性價比高的產(chǎn)品,工業(yè)機(jī)器人也不例外,她本人相信,國外的競爭對手也感受到不小壓力。
黃仲宏直言,多軸機(jī)器人注重高精密度與穩(wěn)定度,這必須借重上游零組件的供應(yīng)業(yè)者的產(chǎn)品能力,像是減速機(jī)與伺服馬達(dá)等,在這方面,有不少國外業(yè)者具備不錯的實力。臺灣雖然也有能力提供這方面的零組件,但在精密度與穩(wěn)定度上就相對薄弱許多,但他也看到,臺灣有不少業(yè)者正在積極強(qiáng)化這方面的產(chǎn)品競爭力。換言之,在現(xiàn)階段,面對多軸機(jī)器人市場的競爭,臺灣仍有相當(dāng)嚴(yán)苛的考驗。同樣的,在制定工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)範(fàn),如ISO10218-1,都是由國外所把持,若沒取得規(guī)範(fàn)認(rèn)證,就無法進(jìn)行銷售,這也無形增加了競爭難度。

圖4 : 多軸機(jī)器手臂所需要的馬達(dá),偏重高精準(zhǔn)度,一般馬達(dá)要滿足這樣的需求,實為不易,若能在零組件端就能滿足多軸機(jī)器手臂的需求,對於未來發(fā)展將有相當(dāng)大的助益。(Source:maxonmotorusa.wordpress.com) |
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呼應(yīng)了黃仲宏的說法,陳文貞也同意,目前工業(yè)機(jī)器人諸多國際標(biāo)準(zhǔn)的確是由國外大廠所把持,不過協(xié)會也正在積極凝聚國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)共識,先在國內(nèi)形成標(biāo)準(zhǔn)與第三方認(rèn)證等,再從安全性下手,進(jìn)一步升級為國家標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而與對岸合作,以取得對岸龐大的市場商機(jī)。
陳文貞也不諱言,她本人並不清楚臺灣科技產(chǎn)業(yè)對於國產(chǎn)機(jī)器人的採用狀況,但她認(rèn)為,製造業(yè)都想要升級轉(zhuǎn)型,關(guān)鍵在於如何將「傳統(tǒng)人力轉(zhuǎn)為機(jī)器人力」,這方面若能透過系統(tǒng)整合業(yè)者的協(xié)助,只要解決製造方的問題,那麼機(jī)器人業(yè)者只要與系統(tǒng)整合業(yè)者可以有密切的配合,那麼,打進(jìn)廠房供應(yīng)鏈就不是太大的問題。
不過,面對這波強(qiáng)力競爭,黃仲宏也認(rèn)為,基於不同產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用環(huán)境與特性,從食品、電子與紡織等,不同需求的廠房,仍然還要透過系統(tǒng)整合來滿足需求,臺灣若能從系統(tǒng)整合角度,強(qiáng)化如工業(yè)電腦、PLC(可編程邏輯控制器)等異業(yè)合作,那或許就有機(jī)會突圍。
*刊頭圖片來源(Source:ABB)