機(jī)器人可持續(xù)工作，帶來可預(yù)測可重複的結(jié)果，並提高工作效率和產(chǎn)量。

在消費(fèi)市場長期需求的推動(dòng)下，機(jī)器人和其他自動(dòng)化系統(tǒng)將被快速採用。

而協(xié)作機(jī)器人方興未艾，正大舉進(jìn)軍製造業(yè)與其他商業(yè)場合。

我們正處於一個(gè)機(jī)器人為生活帶來巨大優(yōu)勢的歷史轉(zhuǎn)捩點(diǎn)。根據(jù)日本市調(diào)機(jī)構(gòu)富士經(jīng)濟(jì)（Fuji Keizai）指出，全球工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模至2025年產(chǎn)值估計(jì)高達(dá)267億美元，約為目前2.5倍。而經(jīng)濟(jì)部技術(shù)處副處長林德生也表示，在後疫情時(shí)代，智慧製造的導(dǎo)入將是產(chǎn)業(yè)的生存保衛(wèi)戰(zhàn)。未來智慧製造發(fā)展將具有三個(gè)特點(diǎn)：

第一是數(shù)位化與自動(dòng)化結(jié)合，透過軟體將老師傅的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)位化後，移轉(zhuǎn)給機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，如金屬鈑件摺邊機(jī)器人系統(tǒng)生產(chǎn)線的工藝技術(shù)可以傳承，將能更大幅地縮短鈑件打樣流程，在今日下單打樣，隔天即可取樣。

第二是機(jī)器人的功能精細(xì)度將大幅提升，從早期的單一功能機(jī)器手臂生產(chǎn)，變成多軸自由度，可以更類似人類的雙手，動(dòng)作更加靈活，如雙臂機(jī)器人將具有先進(jìn)的觸覺感測，抓取形狀不規(guī)則的物件，並能從事多元化的工作。

第三則是成為產(chǎn)業(yè)外銷的利器，由於疫情造成供應(yīng)鏈的大幅移動(dòng)，因此透過沉浸式協(xié)同工程及高資安防護(hù)來進(jìn)行海外產(chǎn)線佈建的經(jīng)驗(yàn)，有助於加速智慧製造整合系統(tǒng)服務(wù)的輸出與外銷，還能進(jìn)一步將相關(guān)經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到各種產(chǎn)業(yè)，讓智慧製造的相關(guān)應(yīng)用可以加速導(dǎo)入到不同產(chǎn)業(yè)，協(xié)助產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，並搶攻智慧製造商機(jī)。

圖1 : UR機(jī)器手臂全新的關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)可加速生產(chǎn)週期。（source：urrobots.com）

加速自動(dòng)化部署

根據(jù)IFR（International Federation of Robotics）統(tǒng)計(jì)，臺灣在2021年導(dǎo)入機(jī)器人的數(shù)量為全球排名前十，比起前一年成長了31％，這也顯示了在疫情趨緩和臺商回流後，產(chǎn)線上的人力需求持續(xù)高漲。最近發(fā)佈的一份Korn Ferry報(bào)告顯示，估計(jì)到了2030年，全球熟練的勞動(dòng)力短缺將達(dá)8500萬個(gè)人力，相當(dāng)於8.5兆美元。其中許多人力短缺都將出現(xiàn)在工業(yè)與服務(wù)產(chǎn)業(yè)，在這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)中，新冠疫情暴露了全球供應(yīng)鏈和勞動(dòng)力儲備的弱點(diǎn)。而許多的自動(dòng)化無人工具，例如無人機(jī)和機(jī)器人等，都可為原本需要高度人力投入的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)高效率與自動(dòng)化，進(jìn)而可緩解人力缺乏的這種情況。

Vicor應(yīng)用工程高級總監(jiān)Tom Curatolo指出，隨著全球經(jīng)濟(jì)的一體化和相互依賴性越來越高，對消費(fèi)品和耐用品的需求正在呈指數(shù)級成長。由於這種爆炸式的需求，今天的工廠發(fā)現(xiàn)很難及時(shí)採購、生產(chǎn)和交付貨物。這就是使用機(jī)器人服務(wù)的意義所在。機(jī)器人擅於在決策有限時(shí)選擇任務(wù)路徑。機(jī)器人也可以持續(xù)工作數(shù)週，帶來可預(yù)測、可重複的結(jié)果，並可以進(jìn)一步顯著提高工作效率和產(chǎn)量。在消費(fèi)者長期需求的推動(dòng)下，機(jī)器人和其他自動(dòng)化系統(tǒng)將被快速採用。

以臺灣市場為例，近幾年來缺工問題也非常嚴(yán)重。Universal Robots大中華區(qū)總裁蘇璧凱也進(jìn)一步指出，缺工問題讓中小企業(yè)逐漸意識到自動(dòng)化部署的迫切性，近年來加速導(dǎo)入自動(dòng)化設(shè)備的臺灣企業(yè)，從較常見的電子、金屬加工、汽車，延伸至食品、醫(yī)療、工具機(jī)等領(lǐng)域。

特別是以外銷為導(dǎo)向的臺灣製造業(yè)，對於自動(dòng)化設(shè)備的導(dǎo)入需求仍有提升，尤其塑膠射出等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)更希望藉成本輕省、部署彈性的協(xié)作型機(jī)器人，提升對市場風(fēng)險(xiǎn)的靈活應(yīng)變能力。這些不同產(chǎn)業(yè)透過更為輕巧、編程簡易的協(xié)作型機(jī)器人，可以釋放產(chǎn)線人力，並讓員工從事附加價(jià)值更高的工作，在動(dòng)盪的疫情之下讓產(chǎn)線不中斷，員工更能在保持社交距離的安全環(huán)境下完成任務(wù)。

人機(jī)協(xié)作方興未艾

機(jī)械手臂是一種能夠靈活代替人類手和臂工作的機(jī)器，通常用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。隨著機(jī)器視覺、AI等技術(shù)的不斷突破，智能機(jī)械手臂的發(fā)展也日益壯大。特別是自動(dòng)化的腳步加速，機(jī)器人在過去十年之間大大影響了製造業(yè)，這些發(fā)展並沒有出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)或放緩的跡象。在應(yīng)用上，機(jī)器手臂也針對不同領(lǐng)域出現(xiàn)了不同的類型。

重型機(jī)器手臂可以保持工作流程平穩(wěn)運(yùn)行，防止人為疲勞或拉傷造成的意外傷害，常見於大型自動(dòng)化工廠，例如汽車工廠中。然而除了大型自動(dòng)化工廠之外，許多產(chǎn)業(yè)對於機(jī)器人的依賴度也逐漸攀高。例如製造業(yè)的工作人員習(xí)慣於集體協(xié)同工作，因此機(jī)器手臂可與工作人員一起工作的協(xié)作機(jī)器人（cobots）也正大舉進(jìn)軍製造業(yè)與其他商業(yè)場合。

這種協(xié)作機(jī)器人透過更為小巧的機(jī)器手臂，在工作上兼具輕巧和安全，也使得運(yùn)作過程能提供更高的效率。也由於小型機(jī)器手臂可以提供更簡易的編程，因?yàn)閼?yīng)用領(lǐng)域也跨出製造業(yè)，在更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域都可以見到其身影。

更安全的人機(jī)協(xié)作

圖2 : 機(jī)器手臂背後少不了機(jī)器人控制器。（source：global.abb）

機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，當(dāng)人與機(jī)器人協(xié)作，必須力求順暢無阻來達(dá)到高效生產(chǎn)，並以安全為首要考量。原見精機(jī)專注於發(fā)展人機(jī)協(xié)作的觸覺解決方案，也持續(xù)投入在感測器相關(guān)IoT與智慧製造應(yīng)用開發(fā)。原見精機(jī)技術(shù)團(tuán)隊(duì)具有在工研院投入機(jī)器人感測器模組研究多年的豐富經(jīng)驗(yàn)，主要產(chǎn)品為工業(yè)機(jī)器人用觸覺感測模組，藉由自主開發(fā)的力感測技術(shù)，使得工業(yè)機(jī)器人擁有觸覺感測能力。

原見精機(jī)董事長暨策略長蘇瑞堯表示，機(jī)器人的表面感測安全皮膚T-Skin是一種高速反應(yīng)的觸碰急停系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)，具有雙迴路與斷線感知功能，也獲得了CE、UL等國際認(rèn)證，並且擁有ISO/TS 15066衝擊測試報(bào)告，適用於任何機(jī)械手臂與工業(yè)應(yīng)用情境。

當(dāng)碰觸到機(jī)械手臂表面的任何地方，機(jī)械手臂都會立即停止作動(dòng)，如此，除了提升機(jī)械手臂的防護(hù)安全，也能夠釋出大範(fàn)圍的空間，創(chuàng)造人與機(jī)器在工作現(xiàn)場的合作安全，在人機(jī)協(xié)作時(shí)不必特別設(shè)置柵欄而使行動(dòng)受到限制。目前ISO標(biāo)準(zhǔn)是臺美日中的一致性標(biāo)準(zhǔn)，讓機(jī)器人產(chǎn)業(yè)不受地域性限制，正因?yàn)橛刑囟ǖ臉?biāo)準(zhǔn)及規(guī)範(fàn)可遵循，因此未來的發(fā)展可期。

智慧製造需要靈活和彈性，而提高生產(chǎn)的安全性和效率更是重要前提。機(jī)器人在未來產(chǎn)業(yè)中將不可或缺，而未來的機(jī)器人也一定會有觸覺，從供應(yīng)鏈、系統(tǒng)整合商到一般使用者，人機(jī)協(xié)作在未來將逐漸成形，而靈活使用、法規(guī)遵循、環(huán)安完備則是推動(dòng)人機(jī)協(xié)作的重點(diǎn)，具備這些條件才有機(jī)會搶得市場先機(jī)與商機(jī)。

為醫(yī)療保健業(yè)提昇效率

協(xié)作機(jī)器人可以應(yīng)用的領(lǐng)域很廣泛。例如專業(yè)人力短缺、人員在工作環(huán)境暴露產(chǎn)生的危害問題、長時(shí)間反覆從事重覆性動(dòng)作造成的勞損傷害，以及非自動(dòng)化作業(yè)所產(chǎn)生的人為風(fēng)險(xiǎn)。例如醫(yī)療產(chǎn)業(yè)就是這樣的一種環(huán)境，不只是讓醫(yī)療保健產(chǎn)業(yè)面臨了挑戰(zhàn)，也使得醫(yī)護(hù)人員增加所承受的壓力。因此透過機(jī)器人的自動(dòng)化來提升生產(chǎn)效率，協(xié)助分擔(dān)專業(yè)人員繁瑣及重複工作內(nèi)容，實(shí)有其必要。

根據(jù)醫(yī)療保健產(chǎn)業(yè)的製程，可將製藥到醫(yī)療領(lǐng)域拆分成四個(gè)階段，分別為生產(chǎn)、物流、醫(yī)院營運(yùn)及患者端，製造商需要更有效率的解決方案來提高營運(yùn)品質(zhì)、控制成本並加快研發(fā)時(shí)間，加速推出新產(chǎn)品，並同時(shí)利用自動(dòng)化科技緩解專業(yè)勞動(dòng)力不足的痛點(diǎn)。

針對這樣的需求，ABB發(fā)布了「醫(yī)療保健行業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化應(yīng)用案例集」，以其在工業(yè)和協(xié)作機(jī)器人方面累積的經(jīng)驗(yàn)，解析全球醫(yī)療保健及藥品醫(yī)材產(chǎn)業(yè)運(yùn)用機(jī)器人自動(dòng)化科技，透過軟體數(shù)位技術(shù)的加持，並整合硬體設(shè)備，以機(jī)器人精確、穩(wěn)定、持續(xù)作業(yè)的特性，來協(xié)助醫(yī)療保健行業(yè)，在人力資源短缺、勞動(dòng)意識抬頭的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)況之下，將協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用於醫(yī)檢、藥品、醫(yī)材及醫(yī)用化學(xué)製品等製程上，提升生產(chǎn)效率，並進(jìn)一步協(xié)助分擔(dān)專業(yè)人員繁瑣及重複的工作內(nèi)容，提升效能，釋放專業(yè)能量、提升勞動(dòng)品質(zhì)。

搭配AI視覺提高應(yīng)用廣度

圖3 : 協(xié)作機(jī)器人必須更重視與人員之間的協(xié)作安全與效率。（攝影／王岫晨）

達(dá)明機(jī)器人自行研發(fā)的AI智慧視覺解決方案，可單獨(dú)使用，也可搭配協(xié)作機(jī)器人的內(nèi)建視覺系統(tǒng)，成為具AI辨識功能的智慧型協(xié)作機(jī)器人，涵蓋傳統(tǒng)機(jī)器視覺與先進(jìn)AI視覺能力，可以解決製造業(yè)最常面臨的瑕疵檢測難題：包含視覺辨識，涵蓋條碼讀取、文字識別、圖像分類、裝配有無、料件盤點(diǎn)等功能，目前也運(yùn)用在日系汽車大廠出廠前的品質(zhì)控管，以及導(dǎo)入連鎖披薩、炸雞店的產(chǎn)品辨識與控管，從製造業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)一直到食品產(chǎn)業(yè)皆可廣泛運(yùn)用。

達(dá)明機(jī)器人為TM Robot S的軟硬體進(jìn)行了升級，更智慧的視覺與周邊軟體整合、更直覺操作的人機(jī)介面、更嚴(yán)格安全的人機(jī)協(xié)作，適用於各產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景，有助於落實(shí)智慧製造。除了原有的協(xié)作機(jī)器人系列之外，達(dá)明機(jī)器人也持續(xù)研發(fā)整體解決方案，協(xié)助企業(yè)跨越自動(dòng)化瓶頸，縮短與智慧製造的距離。TM Robot S系列協(xié)作機(jī)器人強(qiáng)化了人機(jī)協(xié)同的工作安全，通過歐美安全認(rèn)證，並擁有31項(xiàng)安全認(rèn)證。因應(yīng)各種產(chǎn)業(yè)環(huán)境，達(dá)明也提升了S系列的防塵防水等級規(guī)格，讓協(xié)作機(jī)器人能夠適應(yīng)更多不同的環(huán)境佈署使用。

實(shí)現(xiàn)端到端自動(dòng)化生產(chǎn)

人機(jī)協(xié)作為自動(dòng)化作業(yè)流程帶來新願(yuàn)景，Universal Robots（UR）推出協(xié)作型機(jī)器人UR20，其負(fù)重能力可達(dá)到20公斤。透過全新的關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)，除了可加速生產(chǎn)週期，更能處理重型物料。例如1,750公厘的臂長，是專為歐盟標(biāo)準(zhǔn)的棧板最大堆疊高度所設(shè)計(jì)，而占地面積小的特色，也讓廠房能保有更多作業(yè)空間。除了堆棧作業(yè)之外，這款協(xié)作機(jī)器人也適用於焊接作業(yè)、物料處理、機(jī)臺上下料與操作等場域，也能和廣大合作夥伴生態(tài)系打造的創(chuàng)新解決方案相互結(jié)合應(yīng)用。

Universal Robots於2008年推出了首臺工業(yè)用協(xié)作型機(jī)器人，此後更透過UR+生態(tài)系整合逾1,100家系統(tǒng)整合商、經(jīng)銷商與獨(dú)立合作夥伴，共同打造協(xié)作型機(jī)器人專用的組件、套件與應(yīng)用程式。迄今已售出逾5萬臺協(xié)作型機(jī)器人，新款的UR20匯集了過去的客戶體驗(yàn)與回饋，可以協(xié)助客戶將人機(jī)協(xié)作提升到更有效率的境界。高負(fù)載的UR20能實(shí)現(xiàn)端到端的自動(dòng)化，讓客戶能透過協(xié)作型機(jī)器人處理新任務(wù)。

結(jié)語

市場總是關(guān)心智能機(jī)器人的功能和應(yīng)用，然而人的安全才是最重要的。特別是小型機(jī)器手臂這樣的協(xié)作型機(jī)器人，與作業(yè)人員近距離協(xié)作，不僅僅是要協(xié)助人們分擔(dān)工作，更必須防護(hù)好工作人員的安全，預(yù)防機(jī)器人「傷害人類」是必要的。例如德國萊因TUV便從不同產(chǎn)業(yè)的技術(shù)視角出發(fā)，分析產(chǎn)品的潛在風(fēng)險(xiǎn)，並參考相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，將主動(dòng)安全和被動(dòng)安全技術(shù)深化到機(jī)器人設(shè)計(jì)內(nèi)，確保人類和機(jī)器人安全的情況下，完成人類指定的任務(wù)。

許多針對機(jī)器人的不同標(biāo)準(zhǔn)，除了是要讓機(jī)器人工作效率更高之外，更要能夠顧及到作業(yè)人員的安全。人機(jī)協(xié)作在未來將持續(xù)普及，除了在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中更為普遍之外，更多的協(xié)作型機(jī)器人與小型機(jī)器手臂，也將會頻繁出現(xiàn)在人們的生活當(dāng)中。

**刊頭圖（source：urrobots.com）