歷經(jīng)連續(xù)兩年美中貿(mào)易戰(zhàn)及疫情衝擊下，不僅造成各國(guó)製造業(yè)供應(yīng)鏈更為緊縮、破碎，後疫時(shí)代解封初期又逢塞港及運(yùn)費(fèi)高漲，導(dǎo)致缺料及交期延宕之苦。未來(lái)遠(yuǎn)距、零接觸作業(yè)勢(shì)必將成新常態(tài)，運(yùn)輸機(jī)器人在智慧製造的核心地位更隨之水漲船高，推動(dòng)業(yè)者必須結(jié)合更多資通訊科技加值及創(chuàng)新商業(yè)模式，才能真正替客戶提高生產(chǎn)效率。

過(guò)去較不為人重視的無(wú)人自動(dòng)導(dǎo)引搬運(yùn)車(chē)（Automated Guided Vehicle；AGV）則因?yàn)閱?wèn)世甚早，在1950年代就出現(xiàn)在汽車(chē)製造業(yè)的工廠商轉(zhuǎn)，被歸類(lèi)為專(zhuān)業(yè)服務(wù)型機(jī)器人之一，期許透過(guò)物料搬運(yùn)自動(dòng)化，來(lái)減少豐田精實(shí)生產(chǎn)模式裡（TPS）包括搬運(yùn)、等待及動(dòng)作時(shí)間，進(jìn)而降低其他包括過(guò)量生產(chǎn)、加工、庫(kù)存或不良品廢料等7大浪費(fèi)，讓員工充份發(fā)揮潛能，投入到具有更高價(jià)值的工作。

但在工業(yè)2.0~3.0時(shí)代，廠內(nèi)為求精度及符合經(jīng)濟(jì)效益，AGV主要透過(guò)實(shí)體色帶、磁條軌道導(dǎo)引，結(jié)合製造業(yè)自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)作。直到近10年隨著資通訊科技日新月異，運(yùn)算力更強(qiáng)大且成本更低，又迎來(lái)工業(yè)4.0智慧製造趨勢(shì)，使AGV也開(kāi)始搭配機(jī)器視覺(jué)（VGR），或光學(xué)雷達(dá)（LiDAR）與同步定位與地圖建構(gòu)（Simultaneous Localization and Mapping；SLAM）技術(shù)來(lái)提高導(dǎo)引運(yùn)行精度。

另以調(diào)度派車(chē)系統(tǒng)規(guī)劃AGV、堆高車(chē)動(dòng)線，在廠區(qū)和倉(cāng)庫(kù)內(nèi)外快速穿梭，讓自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)管理變得越來(lái)越靈活有彈性；再整合人工智慧（AI）演算法、3D視覺(jué)系統(tǒng)及協(xié)作機(jī)器人的自主移動(dòng)機(jī)器人（Autonomous Mobile Robot；AMR），以提高設(shè)備稼動(dòng)率和生產(chǎn)效率、良率。

圖1 : 透過(guò)調(diào)派系統(tǒng)規(guī)劃AGV、堆高車(chē)動(dòng)線，可讓自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)管理變得越來(lái)越靈活有彈性，以提高設(shè)備稼動(dòng)率和生產(chǎn)效率、良率。（source：tmhe-media.azureedge.ne）

工研院剖析運(yùn)輸機(jī)器人商機(jī)　聚集光達(dá)與視覺(jué)技術(shù)

工研院產(chǎn)科國(guó)際所分析師黃仲宏也在今年舉行的「眺望～2022產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)」研討會(huì)機(jī)械專(zhuān)場(chǎng)上指出，受惠於庶務(wù)性勞力短缺，疫情成為機(jī)器人與AI技術(shù)發(fā)展的助力，2020年全球工業(yè)機(jī)器人裝置量約為38.4萬(wàn)臺(tái)，可望維持連續(xù)6年（2010~2021）成長(zhǎng)紀(jì)錄。即使Q3~Q4恐受到缺料、塞港等因素影響，導(dǎo)致出貨量或不如預(yù)期，仍保守估計(jì)2021年將達(dá)到42萬(wàn)臺(tái)。

且預(yù)料因應(yīng)貿(mào)易戰(zhàn)、後疫時(shí)代新一波生產(chǎn)趨勢(shì)挑戰(zhàn)，彈性、靈活製程會(huì)是製造業(yè)首要改善目標(biāo)，企業(yè)將會(huì)更願(yuàn)意投資包括機(jī)器人、自動(dòng)化流程、雲(yún)端及AI等技術(shù)與創(chuàng)新生產(chǎn)工具，帶動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用需求。黃仲宏估計(jì)，到了2025年機(jī)器人會(huì)再融入新一代資通訊技術(shù)，以模組化形式擴(kuò)大應(yīng)用而達(dá)到60萬(wàn)臺(tái)裝置量，續(xù)扮演智慧製造的核心設(shè)備或關(guān)鍵單元零組件。

其中工業(yè)機(jī)器人將持續(xù)朝向可自主移動(dòng)，擁有人類(lèi)技術(shù)的方向發(fā)展，除了前三大主要應(yīng)用領(lǐng)域涵括：汽車(chē)、電子電機(jī)、機(jī)械金屬等共占全球裝置量70%以上，已逐步融入技能化、協(xié)作化、彈性化趨勢(shì)，跨足新領(lǐng)域。服務(wù)型機(jī)器人不僅外觀像人，也要開(kāi)始具備人類(lèi)認(rèn)知能力，滿足現(xiàn)今智慧家庭（掃地機(jī)器人）、醫(yī)療（達(dá)文西機(jī)器人）等衍生的無(wú)人化應(yīng)用需求，未來(lái)還將導(dǎo)入AI、移載技術(shù)，建置服務(wù)系統(tǒng)，來(lái)滿足剛性需求或殺手級(jí)應(yīng)用。

尤其是機(jī)機(jī)/人機(jī)協(xié)作發(fā)展，將促使機(jī)器人從「勞力密集」邁向「技術(shù)密集」道路，包括利用AMR擴(kuò)展服務(wù)範(fàn)圍到尚未使用機(jī)器人的企業(yè)，以AI縮短機(jī)器人上線時(shí)間，預(yù)料新一代資通訊技術(shù)會(huì)讓機(jī)器人逐漸技能化。黃仲宏說(shuō)：「拜AI、5G等ICT科技不斷演進(jìn)，估計(jì)2022年新安裝工業(yè)機(jī)器人將約有45%以上將具備人機(jī)協(xié)作、自我診斷、機(jī)對(duì)機(jī)學(xué)習(xí)（Peer-Learning）或自主認(rèn)知（Autonomous Cognition）等智慧化功能，藉此提高生產(chǎn)力?！?/span>

以及歐日系品牌多軸機(jī)器人本體製造商將透過(guò)銷(xiāo)售系統(tǒng)化方案，來(lái)提高利潤(rùn)。黃仲宏表示，相關(guān)方案又分為以機(jī)器人為核心的單機(jī)製造系統(tǒng)，或與廠內(nèi)其他自動(dòng)化設(shè)備整合形成的單元製造系統(tǒng)。為了擺脫已成紅海的工業(yè)機(jī)器人本體市場(chǎng)，並看好2020年由機(jī)器人系統(tǒng)整合衍生的產(chǎn)值已高於本體2倍以上，未來(lái)商機(jī)只增不減。

黃仲宏表示，如今四大家族都已積極投入拓展該領(lǐng)域收益，除能彌補(bǔ)單機(jī)售價(jià)下滑造成的損失，更希望透過(guò)如視覺(jué)、觸覺(jué)等系統(tǒng)整合技術(shù)，提高競(jìng)爭(zhēng)門(mén)檻。日本工業(yè)機(jī)器人大廠也認(rèn)為，機(jī)器人必須與周邊生產(chǎn)設(shè)備整合為一個(gè)系統(tǒng)，才不會(huì)淪為自動(dòng)化的孤島。

在機(jī)器人產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)上，感知技術(shù)與機(jī)器人的整合，輔以AI人工智慧，將促使新一代的機(jī)器人因?yàn)楦嘴栋惭b和編程；且歸功於通訊技術(shù)的進(jìn)步，讓機(jī)器人得以無(wú)縫連結(jié)、整合到智慧製造的策略部署中。

圖2 : 工業(yè)機(jī)器人將持續(xù)朝向可自主移動(dòng)，擁有人類(lèi)技術(shù)的方向發(fā)展，已逐步融入技能化、協(xié)作化、彈性化趨勢(shì)，跨足新領(lǐng)域。（source：i.ytimg.com）

黃仲宏進(jìn)一步剖析智慧機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，呼應(yīng)現(xiàn)今全球科技圍繞在AI、5G、B5G、IOT等技術(shù)議題發(fā)展，由機(jī)器人整合的系統(tǒng)會(huì)隨之發(fā)展而更加智慧化，所掌握的關(guān)鍵技術(shù)分別是：自主移動(dòng)、辨認(rèn)識(shí)別、精密控制、遠(yuǎn)距通訊，進(jìn)而展示出不同特性。他認(rèn)為：「機(jī)器人某種程度與自駕車(chē)類(lèi)似或相輔相成，如Level 3等級(jí)以上必備的光達(dá)，也可用於自主移動(dòng)機(jī)器人。」

但有別於機(jī)器視覺(jué)屬技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)者眾，在智慧製造趨勢(shì)下的2020年市場(chǎng)規(guī)模仍達(dá)到90億美元，預(yù)估2025年將達(dá)100億美元。並持續(xù)擴(kuò)大到物流自動(dòng)化領(lǐng)域，於物料形狀識(shí)別、尺寸檢測(cè)、條碼識(shí)別等領(lǐng)域解決傳統(tǒng)人工分揀效率不足的問(wèn)題，得以充份發(fā)揮高效識(shí)別優(yōu)勢(shì)。就連美商COGNEX也在2020年財(cái)報(bào)特別劃出物流領(lǐng)域，營(yíng)收占比達(dá)到20%；Amazon也不斷透過(guò)併購(gòu)擴(kuò)大自動(dòng)化業(yè)務(wù)，目前共有超過(guò)35萬(wàn)臺(tái)物流機(jī)器人，未來(lái)將持續(xù)深入智慧化應(yīng)用，而不只單純運(yùn)送。

光達(dá)＋高精地圖則主要用於自駕車(chē)，且已被看好應(yīng)用於AMR等自動(dòng)化領(lǐng)域，在特定條件下的自主移動(dòng)情境中，光達(dá)在判斷物體資訊，探測(cè)距離/辨別角度具有優(yōu)勢(shì)，毋須仰賴(lài)機(jī)器視覺(jué)演算法，將從2020年約30億美元的市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，預(yù)估到了2025年達(dá)125億美元。

黃仲宏指出，目前光達(dá)掃描方式主要分為：機(jī)械旋轉(zhuǎn)式、半固態(tài)式（MEMS）、固態(tài)式，其中固態(tài)式光達(dá)因?yàn)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)零組件較少，具有可量產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。在成本與穩(wěn)定考量下，光達(dá)正從機(jī)械式、半固態(tài)式，再往純固態(tài)式方向演進(jìn)。

展望未來(lái)，隨著O-RAN（Open Radio Access Network Alliance）逐漸普及，盼能降低業(yè)者建置成本，加速布局各種5G垂直應(yīng)用，最終能實(shí)現(xiàn)在1km距離內(nèi)部署上千臺(tái)AMR跨廠區(qū)以時(shí)速50km運(yùn)行目標(biāo)；甚至結(jié)合低軌衛(wèi)星，降低網(wǎng)路時(shí)延，打造AMR在元宇宙情境。

圖3 : 光達(dá)＋高精地圖則主要用於自駕車(chē)，且已被看好應(yīng)用於AMR等自動(dòng)化領(lǐng)域，在判斷物體資訊，探測(cè)距離/辨別角度具有優(yōu)勢(shì)。（攝影：陳念舜）

運(yùn)輸機(jī)器人布局海內(nèi)外　發(fā)展還須健全商務(wù)模式

值得一提的是，如前述引進(jìn)各式各樣尖端資通訊科技為智慧機(jī)器人加持人之後，也別忘了以機(jī)器人本體衍生多元智慧化應(yīng)用與系統(tǒng)化解決方案，原本即是歐日系大廠為了掣肘後進(jìn)對(duì)手而建立的技術(shù)、資金規(guī)模門(mén)檻，臺(tái)灣中小企業(yè)在如今數(shù)位轉(zhuǎn)型時(shí)代，還應(yīng)建立合宜商務(wù)模式。

目前在臺(tái)灣代理洛克威爾自動(dòng)化（Rockwell Automation）、UR（Universal Robots）協(xié)作型機(jī)器人品牌的所羅門(mén)公司（SOLOMON），近年來(lái)也已靠自主開(kāi)發(fā)AI、3D視覺(jué)系統(tǒng)聞名，進(jìn)而搭配全球超過(guò)25家工業(yè)/協(xié)作/水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備與系統(tǒng)整合商合作，布局全球自動(dòng)化市場(chǎng)行銷(xiāo)。

率先將自主開(kāi)發(fā)的AI辨識(shí)演算法導(dǎo)入3D視覺(jué)應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)相較於傳統(tǒng)比對(duì)CAD圖檔的方法更加彈性與智慧，得以解決軟性材質(zhì)難以?shī)A持整理、辨識(shí)比對(duì)的困境；再利用拖拉流程圖，快速形成可應(yīng)用模組，尤其看好在需要高速及彈性的物流產(chǎn)業(yè)應(yīng)用成長(zhǎng)最快。

然而，現(xiàn)今要靠單純靠賣(mài)斷自動(dòng)化賺錢(qián)並不容易，如最近所羅門(mén)在歐洲客戶便希望除了提供3D視覺(jué)在內(nèi)的機(jī)器人Picking station之外，還必須親自到當(dāng)?shù)?，針?duì)不同品牌的自動(dòng)化設(shè)備執(zhí)行整線系統(tǒng)整合。但考量過(guò)程太曠日廢時(shí)，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)溝通後才說(shuō)服客戶，願(yuàn)意接受由當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)整合通路商處理，相隔約一年半才正式出貨首臺(tái)機(jī)器人。

且一般而言，設(shè)備供應(yīng)商其實(shí)通常不願(yuàn)去插手基本電控以外機(jī)構(gòu)整合，以防有跟客戶搶生意之嫌，而不利結(jié)盟。目前所羅門(mén)除了教導(dǎo)終端客戶操作之外，還要負(fù)責(zé)培養(yǎng)合格系統(tǒng)整合商，以克服機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)容易受到周遭環(huán)境因素影響的缺陷，同時(shí)簡(jiǎn)化設(shè)定參數(shù)、優(yōu)化軟體流程與使用者介面（UI）來(lái)減輕工作負(fù)擔(dān)，以滿足現(xiàn)今客戶希望不必編程（No code）的要求，又能防止發(fā)生碰撞或干涉。

未來(lái)也不排除會(huì)創(chuàng)新商業(yè)模式衍生，與現(xiàn)今包括自動(dòng)化硬軟/體設(shè)備廠商都還在銷(xiāo)售單套系統(tǒng)不同，未來(lái)也可望轉(zhuǎn)型成為訂閱式，就必須因此改變架構(gòu)，融入網(wǎng)路、雲(yún)端等技術(shù)，而不像傳統(tǒng)光學(xué)檢測(cè)難以調(diào)整。將來(lái)在所羅門(mén)3D相機(jī)內(nèi)就能內(nèi)建AI模型和分散式運(yùn)算架構(gòu)，在協(xié)助物流業(yè)客戶建立完成演算法模型，就能一次複製到世界各地發(fā)貨中心通用，不必因各地環(huán)境有異，而須到處調(diào)整。另因應(yīng)目前市面上將協(xié)作型機(jī)器人+AGV整合成為AMR主流，所羅門(mén)也已引進(jìn)UR的兄弟公司MiR品牌AGV，能夠搭配AI+3D視覺(jué)系統(tǒng)，在工廠或倉(cāng)庫(kù)中自主搬運(yùn)送貨物。

另一家彈性製造和智慧物流系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商賓鑫智能科技公司（BITO），則以承襲源自卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所（CMU Robotics Institute）開(kāi)發(fā)的機(jī)器人核心技術(shù)與研發(fā)動(dòng)能，而掌握AI演算法、視覺(jué)識(shí)別感知、機(jī)器人軟體架構(gòu)、電子硬體控制等關(guān)鍵技術(shù)，協(xié)助各行各業(yè)智慧化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

自從2019年落腳臺(tái)灣後，便採(cǎi)取穩(wěn)紮穩(wěn)打，逐步微調(diào)營(yíng)銷(xiāo)策略，雖然現(xiàn)仍以推廣解決方案的軟體為主，包括BAPS智慧排程系統(tǒng)、BFMS多機(jī)調(diào)度系統(tǒng)、BANS單機(jī)控制系統(tǒng)，還有可透過(guò)自然雷射導(dǎo)航定位BSLAM系統(tǒng)，達(dá)到即時(shí)動(dòng)態(tài)建圖及定位，既可部署完整解決方案，也能依客戶需求分開(kāi)獨(dú)立部署，與不同AGV/AGF硬軟體、系統(tǒng)整合商共同規(guī)劃部署完整解決方案，可在3天內(nèi)完成定位、調(diào)校，並對(duì)接客戶ERP/MES/MES系統(tǒng)，以提高工廠生產(chǎn)和管理效率，協(xié)助企業(yè)加速朝智慧製造轉(zhuǎn)型。

此外，由於臺(tái)灣半導(dǎo)體、電子、工具機(jī)等產(chǎn)業(yè)這兩年來(lái)出口既不受疫情影響，反而更為暢旺，促使賓鑫全年?duì)I收甚至還比2019年成長(zhǎng)5倍；加上調(diào)整營(yíng)銷(xiāo)模式轉(zhuǎn)型策略成功，有別於2019年剛開(kāi)始在臺(tái)灣以推廣專(zhuān)案項(xiàng)目為主，每次執(zhí)行完成須耗時(shí)3~6個(gè)月，甚至是一年才驗(yàn)收，即使獲利再豐厚也入不敷出，以及國(guó)外研發(fā)團(tuán)隊(duì)在防疫期間也不便來(lái)臺(tái)支援。

所以在2020年除了在臺(tái)灣專(zhuān)案項(xiàng)目逐步驗(yàn)收成果收成之後，賓鑫還開(kāi)始從下半年開(kāi)始推出新增3款標(biāo)準(zhǔn)品版本，搭配BANS單機(jī)控制系統(tǒng)，可相容多款A(yù)GV、AGF（堆高機(jī)）等底盤(pán)和感測(cè)器，賦予機(jī)器人認(rèn)知、理解和行動(dòng)能力，還可與其他調(diào)派系統(tǒng)軟體或系統(tǒng)整合商客戶，如均豪、盟立等合作提高運(yùn)作精準(zhǔn)度，強(qiáng)調(diào)將以協(xié)助客戶自主創(chuàng)新為主，而不直接與終端客戶（End user）接觸，未來(lái)盼能提高占營(yíng)收比重達(dá)70%。

同時(shí)提供光達(dá)BSLAM自主導(dǎo)航定位系統(tǒng)，除了基於自然雷射SLAM技術(shù)，可應(yīng)對(duì)室內(nèi)室外無(wú)縫銜接、無(wú)燈、低光線等多種多變複雜環(huán)境；另搭配多種傳感器資訊融合技術(shù)，可支援構(gòu)建百萬(wàn)m2（2D雷達(dá)）面積的超大地圖和即時(shí)定位，並可探測(cè)閉迴路和修正地圖，保證完整的地圖構(gòu)建精準(zhǔn)定位。曾公開(kāi)展示客戶結(jié)合BSLAM的堆高機(jī)，具備避障及進(jìn)出電梯功能；同時(shí)克服室內(nèi)/外高動(dòng)態(tài)明暗差異與狹窄倉(cāng)儲(chǔ)空間對(duì)於高精度光達(dá)的挑戰(zhàn)。

若搭配賓鑫自家BANS單機(jī)控制系統(tǒng)，精度可達(dá)10mm；再加裝反光板、視覺(jué)伺服二次定位後，增至3~5mm，用於生產(chǎn)線上對(duì)接輸送帶導(dǎo)入AI演算法之後，還能減少輔助二次校對(duì)的配件，以縮短部署時(shí)間；搭配AMR+機(jī)器視覺(jué)，則可望達(dá)到3mm精度?，F(xiàn)也提供航太業(yè)客戶建構(gòu)5G場(chǎng)域所需堆高機(jī)和多機(jī)調(diào)度系統(tǒng)，但賓鑫強(qiáng)調(diào)未來(lái)無(wú)論是任何通訊方式，都能支援客戶自行選擇。

圖4 : 賓鑫透過(guò)多機(jī)調(diào)度系統(tǒng)，可接受上層指令完成機(jī)器人、搬運(yùn)車(chē)、堆高機(jī)等任務(wù)調(diào)度和路徑規(guī)劃。（攝影：陳念舜）

總結(jié)

回顧2019~2020年以來(lái)，雖因疫情導(dǎo)致各國(guó)製造業(yè)在供需兩端都受到嚴(yán)重衝擊。但對(duì)於臺(tái)灣以半導(dǎo)體、電機(jī)電子等產(chǎn)業(yè)出口營(yíng)收反而屢創(chuàng)新高，唯一要擔(dān)心的只有缺料及交期延宕風(fēng)險(xiǎn)。未來(lái)運(yùn)輸機(jī)器人除了融入新一代5G、AIoT等資通訊科技，以支援不同領(lǐng)域應(yīng)用之外，還須掌握所衍生的系統(tǒng)商機(jī)，打造創(chuàng)新商業(yè)模式，才能不畏歐日大廠築起的技術(shù)高牆，甚至可與之合作，爭(zhēng)取終端客戶系統(tǒng)整合訂單。

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