機器人帶來的變革,對企業(yè)是一種利好

2023/05/19
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隨著機器人變得更便宜、更容易編程、更擅長新任務,越來越多的公司正在將它們投入工作

對于那些曾經(jīng)犧牲一部分周末時間在輪胎店等候從繁忙維修車間取車的人來說,有一個好消息正等著他們:更換輪胎所需的時間將縮短四分之三。這是因為底特律一家名為RoboTire的初創(chuàng)公司正在讓機器人學習做這些工作。

這家合資企業(yè)主要由大型輪胎連鎖店Discount Tire注資,但RoboTire的機器人有望最終將會在各種類型和規(guī)模的輪胎和汽車商店工作。“想像以下,機器人可以完成所有種類的車輛維修工作,這是一種怎樣的場景?!泵绹七M自動化協(xié)會主席Jeff Burnstein說道。該協(xié)會是一個重要的全球行業(yè)協(xié)會,擁有750多家機器人及相關領域會員組織。

自通用汽車公司于1961年安裝了世界上第一臺工業(yè)機器人以來,機器人一直在幫助制造汽車。然而,從在裝配線上焊接車門,到在本地的輪胎店更換輪胎,這是一個巨大的飛躍,因為要為任何駛?cè)胲囄坏能囕v更換輪胎,都涉及眾多有很大差異的步驟,更不用提大型工廠和輪胎店之間天生就存在的經(jīng)濟規(guī)模差異。

機器人和相關工業(yè)自動化技術正通過數(shù)以千計的方式,來影響世界各地各種規(guī)模和類型的制造業(yè)甚至服務業(yè),RoboTire只是其中的個例之一。機器人軟件開發(fā)商Ready Robotics產(chǎn)品副總裁、西門子高級制造自動化前主管Juan Aparicio表示:“無論是組裝產(chǎn)品、打包貨物、還是清理餐廳廚房,我們對機器人的需求都在不斷增長?!?/p>

創(chuàng)造而非扼殺就業(yè)機會

僅在2021年前三個季度,北美各公司的機器人訂單就攀升至近3萬臺, 相當于售出了約15億美元的機器人。與2020年同期相比,機器人銷售額增長了約50%。 更重要的是,汽車工業(yè)以外的機器人訂單首次超過了汽車公司的機器人訂單,占所有訂單的三分之二。

工業(yè)機器人轉(zhuǎn)向更廣泛應用的速度只增不減。推動這一轉(zhuǎn)變的是2021年給世界帶來迎頭痛擊的兩大趨勢:各行業(yè)的勞動力短缺(僅2021年8月,美國就有超過400萬工人辭職)以及全球供應鏈緊縮促使企業(yè)加強本地制造能力。


圖1:勞動力短缺、供應鏈危機以及不斷增長的在線銷售使得能夠幫助運輸物流的機器人需求飆升(圖源:FUN FUN PHOTO / Stock.Adobe.com)

這就是為什么專家預測機器人的激增仍將持續(xù)的原因,近十年里,機器人將在全球范圍內(nèi)接管多達2000萬個制造工作崗位,平均每部署一臺機器人將取代1.5個人工。然而,也有令人高興的現(xiàn)象:這些專家普遍認為,企業(yè)從機器人那里獲得的生產(chǎn)率提升,將推動創(chuàng)造就業(yè)機會,因此,即將到來的機器人變革的凈效,將是就業(yè)增加。Burnstein說道:“機器人訂單正在激增,但就業(yè)率卻處于歷史低點,因此機器人顯然不是就業(yè)殺手。機器人將主要從事人們不想做的重復性、不安全的工作,同時為人們創(chuàng)造更好的工作機會?!?/p>

也就是說,工業(yè)機器人要完全流行起來還需要一些重大的技術進步。首先,它們必須更容易編程。汽車公司和諸如亞馬遜、聯(lián)邦快遞等行業(yè)巨頭有能力聘用數(shù)百名機器人編程專家,但大多數(shù)公司無法吸引或負擔得起這類稀缺、高度專業(yè)化的人才。

為應對這樣的局面,機器人業(yè)界正在開發(fā)更加易用的機器人控制軟件,讓任何具有普通計算機專業(yè)知識的人士都可以更快地上手。工業(yè)機器人主要生產(chǎn)商Epson Robots的產(chǎn)品管理與開發(fā)總監(jiān)Rick Brookshire表示,“機器人編程一半是科學,一半是藝術。這就是為什么公司需要幾個月的時間來實施機器人解決方案。但現(xiàn)在我們提供的應用編程平臺,可以讓公司在幾天之內(nèi)就輕松安裝并運行機器人。”

Ready Robotics公司的Aparicio說道:“讓工業(yè)機器人的安裝變得更輕松、更快捷,將有助于打開全新應用的世界?!?他指出,對于要在數(shù)年時間內(nèi)或者在用于數(shù)百個裝置的應用中執(zhí)行相同任務的機器人(例如操作油炸鍋的機器人)而言,復雜的編程是可以接受的。

然而,大多數(shù)公司想要的機器人,是可輕松安裝以執(zhí)行一項獨特任務,而后可重新編程以執(zhí)行其他任務的那種——包括Ready Robotics在內(nèi)的許多公司正在解決這一需求,他們使用位居更復雜編程環(huán)境之上的易于使用的應用開發(fā)工具?!拔覀冃枰龣C器人編程入門的阻礙,”Aparicio表示, “即便對機器人一無所知,但只要了解如何編寫Web應用程序,就應能安裝機器人?!?/p>

視覺與感覺

即使機器人編程越來越輕松,但分配給機器人的任務卻變得越來越難。Epson的Brookshire認為,隨著機器人在電子產(chǎn)品和生物醫(yī)學生產(chǎn)領域越來越普遍,這樣的趨勢將愈發(fā)明顯。他表示:“計算機硬盤驅(qū)動器、助聽器和DNA測試儀等產(chǎn)品組件做得越來越小,對機器人操控這些組件的精度要求也就越來越高?!?他指出,傳統(tǒng)機器人必須精確到十分之一英寸,而處理這些更精確任務的機器人必須將運動中的任何偏差都控制在萬分之一英寸。

不僅如此,這些要求更苛刻的任務再也不是在同一個地方重復完全相同的動作。傳統(tǒng)的機器人通常被安置在裝配線上,以操縱在固定位置滾過的部件;而今天的機器人往往要能夠拾取幾十個可能以不可預測的方式變換位置或方向的部件。與此同時,移動揀貨機器人在亞馬遜等公司的倉庫中正變得越來越普遍,它們不僅需要在移動過程中避開路徑上的物體,還必須能夠抓取各種形狀、大小和位置的包裹。


圖2:電子產(chǎn)品的小部件和超精細特性推動了對操作精度越來越高的機器人的需求(圖源:xiaoliangge/Stock.Adobe.com)

為了應對這種情況,現(xiàn)在的機器人常常配備一個或多個攝像頭,來識別組件及其位置以及機器人的周圍環(huán)境。機器人的抓手上還配備了“力傳感器”,提供類似于觸覺的途徑,這樣機器人就能“感覺”到它們是否以正確的方式抓住了某個物體。與此同時,越來越復雜的“運動規(guī)劃”軟件可根據(jù)視覺和觸覺反饋來指引機器人的輪子、手臂和抓手。Aparicio說道:“過去,我們的目標是把已知的東西自動化; 現(xiàn)在,我們正在把未知的東西自動化?!?/p>

機器學習、計算機視覺和其他形式的人工智能 (AI) 正成為具備這些能力的關鍵要素,并正在迅速突破機器人所能完成任務的邊界。Burnstein說道:“機器人變得越來越聰明,這意味著它們能夠更好地識別面前的東西?!?他同時補充道,語音處理和其他由人工智能驅(qū)動的進步,正在使機器人更接近于實現(xiàn)這樣的一天:機器人安裝成功后,只需用自然語言發(fā)出簡單的指令,它就可以完成任務——盡管要實現(xiàn)這種能力可能還需要一段時間。

長期以來,機器人一直局限于大型制造企業(yè),而現(xiàn)在它正在向小型企業(yè)進軍。機器人不僅越來越容易安裝和編程,其購買價格也在穩(wěn)步下降。過去,公司要想引進一臺機器人,動輒就要花費數(shù)十萬美元;而如今,只需不到1萬美元的價格,就可以添置一臺工業(yè)機器人。Brookshire指出,Epson最低配機器人的價格僅為7,500美元。

同樣重要的是,聯(lián)機執(zhí)行不同任務的能力改變了經(jīng)濟局面。為節(jié)省成本,大型制造企業(yè)可能要求一臺機器人一次生產(chǎn)上萬件單一產(chǎn)品,而小公司則通常需要一臺機器人在切換到不同的生產(chǎn)方式之前,能夠經(jīng)濟高效地處理僅有幾十件商品的訂單。Brookshire說道:“隨著批量規(guī)模的縮小和產(chǎn)品種類的增加,讓機器人立即適應變化的能力至關重要?!?更有甚者,一些機器人公司正在討論完全消除前期成本和擁有成本,而是將機器人作為一項服務提供給企業(yè),而企業(yè)則通過按月和按任務付費的方式來支付費用。

機器人同事

以上種種方式,依然給機器人行業(yè)留下了一個問題:機器人能否與人類工人協(xié)同工作,而不是像長久以來的標準做法那樣停留在工位上,或沿著安全圍欄隔開的通道工作? 這種協(xié)作機器人 (cobot) 的概念十分誘人。機器人供應商正在努力提供硬件和軟件安全功能,以充分降低事故風險,使協(xié)同工作成為現(xiàn)實。例如,機器人可以被編程為在檢測到附近有人時停止動作。


圖3:目前大多數(shù)機器人還不能安全地與人類工人緊密協(xié)作,但隨著時間的推移,新的保障措施和更好的工人培訓將讓人機協(xié)作變得司空見慣(圖源:Zoran Mircetic/Stock.Adobe.com)

然而,專家們警告說,不要過快地將人和機器人結(jié)合在一起工作。Aparicio說道:“沒有哪臺機器人只靠自身就可以實現(xiàn)完美的安全措施。這在很大程度上取決于對他們周圍的人進行適當?shù)呐嘤??!?/p>

在不久將來的某一天,機器人將輕松地與人類同事分享任務、工具和工作臺,甚至還可能與他們聊天。不過現(xiàn)在,當機器人在為你更換輪胎時,維修車間里還是只能有機器人在工作。

亞馬遜

亞馬遜

亞馬遜公司(Amazon,簡稱亞馬遜;NASDAQ:AMZN),是美國最大的一家網(wǎng)絡電子商務公司,位于華盛頓州的西雅圖。是網(wǎng)絡上最早開始經(jīng)營電子商務的公司之一,亞馬遜成立于1994年,一開始只經(jīng)營網(wǎng)絡的書籍銷售業(yè)務,現(xiàn)在則擴及了范圍相當廣的其他產(chǎn)品,已成為全球商品品種最多的網(wǎng)上零售商和全球第二大互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),在公司名下,也包括了AlexaInternet、a9、lab126、和互聯(lián)網(wǎng)電影數(shù)據(jù)庫(Internet Movie Database,IMDB)等子公司。

亞馬遜公司(Amazon,簡稱亞馬遜;NASDAQ:AMZN),是美國最大的一家網(wǎng)絡電子商務公司,位于華盛頓州的西雅圖。是網(wǎng)絡上最早開始經(jīng)營電子商務的公司之一,亞馬遜成立于1994年,一開始只經(jīng)營網(wǎng)絡的書籍銷售業(yè)務,現(xiàn)在則擴及了范圍相當廣的其他產(chǎn)品,已成為全球商品品種最多的網(wǎng)上零售商和全球第二大互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),在公司名下,也包括了AlexaInternet、a9、lab126、和互聯(lián)網(wǎng)電影數(shù)據(jù)庫(Internet Movie Database,IMDB)等子公司。收起

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