【远荣智能•头条】“人机协作”从概念到趋势的解析（五）：国外制造业协作机器人应用一览
鉴于人机协作在制造领域的重要性不断提升，传统工业机器人巨头纷纷布局协作机器人，凭借其完善的全球业务网络，快速实现本土化服务，在具体市场份额竞争中占据上风。优傲、Rethink等行业新兴企业在协作机器人领域的布局则更早，在数年前即推出了机器人系列产品。
目前，协作机器人的应用模式正逐步由执行层面向交互性服务转变。协作机器人开始走出实验室，从部分企业切入，进行试点应用，渐渐推广到中小企业以及服务领域应用，最后普及到具体细分场景领域的应用。
应用场景涉及工业中的生产和制造，基于高精度传感、机器视觉、安全控制的应用，协作机器人能实现真正的柔性生产与人机交互，进而代替人工。同时，随着机器学习的不断深入，机器人的智能化程度不断提高，不仅可以替代体力劳动，也可替代部分脑力劳动，真正实现智能化，应用于教育、医疗、物流、餐饮等服务业，辅助人类的生活。
那么，为什么协作机器人首先在国外的产线中得到应用呢？因素不外乎成本和效率两个方面。国外人力成本高，协作机器人替代人力的投资回报率也高，很多百来人规模的企业也愿意启用协作机器人来进行自动化改造。
当然，协作机器人目前依然处于起步阶段，预计到2020年左右，协作机器人的全球市场价值将达到30亿美元。
汽车：颠覆业界常态 解放人类双手
在工厂生产探索中，汽车行业都是使用机器人的先锋，这种趋势在今天依然持续着。
随着消费者个性化和定制要求的增多，对于大型工业机器人来说，它们越来越难以胜任制造精密配置汽车的任务。据数据显示，自从2010年以来，由于使用了工业机器人，美国的汽车产量以每年约16%的平均速度递增。近期，通用、奔驰、宝马以及福特等公司则开始使用有别于传统笨重工业机器人的协作机器人。
福特汽车公司率先借助先进的生产线生产出了全球首辆汽车。如今，福特汽车公司的工人和机器人正在打破业界常态，运用库卡的协作机器人来实现人机协同操作，制造汽车。
协作机器人首先被用于辅助工人们装配福特嘉年华轿车的减震器，该装配任务对精度、强度要求极为严格，同时要求其操作极为纯熟。福特的工人们与机器人紧密合作，确保每次装配均能完美匹配。
协作机器人的测量高度约在3英尺以上，在两大工位与一线工人进行协同生产。相较于以往借助机器人对重型减震器和安全工具进行相关操作，工人们如今只需按下操控按钮，机器人就会完成起吊作业，随后将减震器自动定位并配置到车轮拱板位置以完成减震器的安装工作。
协作机器人配备了传感器，如果探查到其工作路径中存在障碍物，机器人就会自己停止作业，确保工人们的人身安全。
此外，在汽车总装方面，已经可以实现“机器人负责抓取和安装备胎，人工紧固”以及“机器人将配件螺丝放到合适位置，人工安装卡扣和拧螺丝”的人机协作。
值得关注的是，奔驰、宝马、奥迪都在研发更智能的机器人，以提高机器与工人协同工作时工人们的安全。
3C：精准作业 显著提升自动化效率
3C电子行业具有元件精密和生产线更换频繁这两大特点，一直以来都面临着自动化效率方面的挑战。而协作机器人擅长在这些环境中工作，可用于金属锻造、检测、组装以及研磨工站中，实现许多电子部件制造 （ECM） 任务的自动化处理所需要的软接触和高灵活性。
据ABB称，无论是机械手表的精密部件、手机、平板电脑还是台式电脑零部件的处理，双臂协作机器人YuMi都能以其精确性轻松应对，甚至连穿针引线、做花式咖啡都不在话下。
据悉，索尼已向ABB下单购买YuMi，机器人将被位于南威尔士的索尼英国技术中心用于拾取和放置电路板零件，主要为研发而用。该技术将有助于索尼提高其PCB装配技术并在大容量电路板生产中提高生产率。
此外，“独臂工匠”Sawyer在3C行业的实力也不容小觑。在电脑内存条组装和上电检测的工位上，Rethink机器人Sawyer因其体积小巧，重复定位精度高，能够绕开电脑的线圈到达工作位置，并通过其力觉控制功能实现电脑内存条组装，实现一致性。
Sawyer适用于小批量、多品种生产需求，能够解决内存条组装劳动强度大、环境特殊、质量要求高、熟练程度要求高等工位需求，在台式电脑、笔记本、手机、Pad等3C行业装配工作上有很大的应用价值。
食品：部署灵活 解决季节弹性需求
食品行业尤其容易受到季节性活动的影响，高峰期间劳动力频繁增减十分常见，而这段时间内往往很难雇到合适的人手，得益于按需使用的灵活性，协作机器人有助于满足三班倒和季节性劳动力供应的需求，并可用于多条不同的生产线，例如包装箱子、装卸生产线、协助检查等。
以Sawyer夹鸡蛋为例，Sawyer通过一取一放的简单拖曳训练，通过力觉控制能够很好地控制夹持鸡蛋的力度，保持鸡蛋不破、不掉。
Sawyer的快速编程与示教的特点则有利于快速应用到各个行业，在食品行业如酸奶、啤酒、香烟等需要力度控制的情况下，运用群抓群放的功能使Sawyer完成在Tray盘抓放、多层（码垛）抓放等。
白色家电：在喷涂等有害有毒作业环境下取代人工
在冰箱、空调等白色家电生产厂商使用协作机器人给压缩机铜管刷防护漆，手臂的夹具通过专用的泵自动输送定量的防护漆，能够按照规划的路径对压缩机铜管表面进行精准的刷防护漆工作，且能适应一定的位置偏差。
这样就把人力从繁复的劳动以及有毒有害的工作环境中解放出来，充分展示了协作机器人的灵活性。
塑料：灵活装卸机器、组装组件、包装装运
塑料设备的部件和材料普遍较轻，因此该行业非常适合使用协作机器人。在塑料行业，协作机器人可以装卸注塑机，配套塑料家具组件，将成品部件包装到吸塑包装或密封容器装运。
教育：为研究持续提供技术动力
目前，许多研究版的协作机器人已在全球各大高校得到广泛应用，学校的率先引进，为研究和教育活动提供了多项基础性技术，为支持未来创新和员工队伍培养提供了经过行业测试的强大平台，通过“产学研用”相结合可以为全球制造业培养出更多人工智能专业的未来新星。
结语
上述这些领域工艺复杂，用传统自动化手段很难经济、快速地升级既有产线，而协作机器人可以局部替换一些工种，小规模改造既有产线，进而快速适应新产品，实现短周期、少投入、低风险、高灵活性地改造整个“自动化”格局。
业内人士会将协作机器人与电话作类比，认为传统工业机器人就像固定电话，协作机器人是移动电话，甚至是智能手机。传统工业机器人被限制在固定场所，仅占流水线10%的市场，也就是说流水线上只有10%的领域可以用传统机器人替代人来工作，而剩下的90%是传统机器人无法替代的。
协作机器人作为跨领域产品可以运用在各种场所，如工业、服务业、娱乐等，只是目前作为新事物刚出现，受到一些限制，但随着协作机器人性能的提高，未来可以适应全流水线，可大规模爆发性应用，需求量惊人。
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