制(zhi)造商(shang)必須繼續實現自動(dong)化以保(bao)持競(jing)爭力,但機(ji)(ji)器(qi)人系統的引(yin)入將影響他們的設施和(he)工人工作。Veo Robotics(美國維奧(ao)機(ji)(ji)器(qi)人公司)最近對(dui)美國、英(ying)國和(he)日本的500家(jia)制(zhi)造商(shang)進(jin)行的一項調(diao)查,調(diao)查結果提供了(le)引(yin)入機(ji)(ji)器(qi)人系統最佳前進(jin)路徑的見解(jie),并挑戰了(le)傳統思維。
在過去幾年中,機器人技術和自動化在制造業中的使用顯著增長。據A3稱,北美工業機器人銷量在2021年創下有史以來最強勁的一年,預計到2028年全球機器人采購量將創新高。
在大(da)流行逐漸減弱(ruo)的(de)(de)(de)陰影下,面(mian)對(dui)持續存在的(de)(de)(de)供(gong)應(ying)鏈問題、前所未有的(de)(de)(de)勞動力(li)短缺和通(tong)貨膨(peng)脹(zhang),制造商(shang)繼(ji)續認識到實現運營自(zi)動化的(de)(de)(de)必要性。面(mian)對(dui)制造和物流逆風,對(dui)新(xin)技(ji)術解(jie)決方(fang)案的(de)(de)(de)需求促使投資(zi)者撥出數(shu)十億(yi)美元用于資(zi)助機器(qi)人技(ji)術和自(zi)動化創新(xin)。
以(yi)(yi)此為(wei)背景,工(gong)業自動(dong)化(hua)公(gong)司Veo Robotics(美(mei)國維(wei)奧機(ji)器(qi)人(ren)公(gong)司)和工(gong)業機(ji)器(qi)人(ren)3D防(fang)護系統FreeMove(移動(dong)工(gong)具)的(de)開發(fa)商最近對美(mei)國、英國和日本的(de)500多家制(zhi)造(zao)商進(jin)行(xing)了調查(cha),以(yi)(yi)告知以(yi)(yi)下2022年制(zhi)造(zao)自動(dong)化(hua)展(zhan)望,探(tan)討了制(zhi)造(zao)商將機(ji)器(qi)人(ren)整合到他們的(de)勞動(dong)力中的(de)方式,這種(zhong)整合如何影(ying)響他們的(de)設施和工(gong)人(ren),以(yi)(yi)及可(ke)以(yi)(yi)做(zuo)些什么(me)來優化(hua)他們的(de)機(ji)器(qi)人(ren)戰略以(yi)(yi)鋪平通往成(cheng)功的(de)道路。
圖1:您(nin)的設施中有多少機器(qi)人?
新的“混合”人機勞動力
接受Veo調查的(de)受訪者(zhe)中,超過(guo)55%的(de)人表示(shi)他們的(de)設施中有(you)10個或(huo)更多機(ji)(ji)器(qi)(qi)人,近1-3家制造商(shang)(32%)表示(shi)他們有(you)30個或(huo)更多(圖1)。雖然這些(xie)數(shu)字可(ke)能(neng)無法與(yu)亞馬(ma)遜(xun)等公司擁有(you)的(de)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人大軍相提(ti)并論——他們的(de)設施中大約有(you)350000臺——但當你考慮到當今工(gong)業機(ji)(ji)器(qi)(qi)人的(de)費(fei)用和空間(jian)要(yao)求(qiu)時,很明顯(xian),各(ge)種(zhong)規(gui)模的(de)制造商(shang)都在大量(liang)投資在這些(xie)高科(ke)技工(gong)作者(zhe)中。
機器(qi)人(ren)(ren)現在(zai)正(zheng)在(zai)自動執(zhi)(zhi)行工(gong)作者曾經執(zhi)(zhi)行的許多任務,2020年(nian)10月,世界經濟論壇估計,到2025年(nian),機器(qi)人(ren)(ren)技術將取代(dai)約(yue)8500萬個(ge)工(gong)作崗位,但他們還(huan)報告(gao)稱(cheng),機器(qi)人(ren)(ren)技術還(huan)將創造9700萬個(ge)新(xin)工(gong)作崗位。
圖2:您(nin)如何描述(shu)機器人被(bei)添加(jia)到您(nin)的制(zhi)造勞(lao)動力中(zhong)的方式?
調查結果(guo)還(huan)表(biao)明,機器人(ren)偷(tou)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)說法是(shi)一(yi)(yi)個神話(hua)。根據調查,57%的(de)制造(zao)業(ye)專業(ye)人(ren)士(shi)表(biao)示,機器人(ren)并沒有(you)(you)取(qu)代(dai)(dai)他(ta)們(men)設施中的(de)人(ren)類(lei)(lei)工(gong)人(ren),而(er)是(shi)與人(ren)類(lei)(lei)一(yi)(yi)起(qi)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)來補充他(ta)們(men)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(上圖2)。另有(you)(you)22%的(de)人(ren)表(biao)示,機器人(ren)正在他(ta)們(men)自己的(de)工(gong)廠做部分工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)。只有(you)(you)五分之(zhi)一(yi)(yi)(21%)的(de)受訪者認為機器人(ren)正在取(qu)代(dai)(dai)勞動力中的(de)人(ren)類(lei)(lei)工(gong)人(ren)。
在許多方面,機(ji)器人(ren)(ren)(ren)并(bing)沒有取代人(ren)(ren)(ren)類(lei)的(de)角色,而是讓人(ren)(ren)(ren)類(lei)變(bian)得更有價值(zhi)。自動化(hua)使(shi)人(ren)(ren)(ren)類(lei)能夠騰出時(shi)間去做更具挑(tiao)戰性的(de)工作,包(bao)括(kuo)與(yu)客戶打(da)交道、開發更好的(de)產(chan)品,甚(shen)至自己管理(li)機(ji)器人(ren)(ren)(ren)。
考(kao)慮到所(suo)(suo)有這些,61%的制(zhi)造(zao)商表(biao)示人機(ji)交互在過去(qu)一年中至少(shao)有所(suo)(suo)增加也就不足為奇了。隨著制(zhi)造(zao)商加速采用(yong)自動化填充倉庫,人類和機(ji)器(qi)人同事在辦公室周圍進行更多互動才有意義。
圖3:在過去一年中,您(nin)設施樓層的人(ren)類工人(ren)和機器人(ren)之間的互動是否有(you)所增加(jia)?
在安全與效率之間取得平衡
機器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)本身就存在(zai)危險,但由于(yu)制造商對安全的(de)(de)承諾(nuo),機器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)工業事故(gu)很(hen)少(shao)見(jian)。事實上(shang),如果你(ni)算一(yi)下,美國大約有(you)2.5億輛(liang)汽車在(zai)運(yun)行,你(ni)被(bei)汽車撞死(si)的(de)(de)可能性(xing)是(shi)被(bei)機器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)撞死(si)的(de)(de)可能性(xing)的(de)(de)150倍(bei)左(zuo)右。然而,隨著機器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)使(shi)用激增(zeng),真正需要保護的(de)(de)是(shi)人(ren)(ren)類與機器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)同伴之間的(de)(de)互(hu)動(dong)。
盡管當(dang)事故確(que)實發生時,頭條新聞會(hui)引起人們的(de)注意,但現實情況是(shi),在過去(qu)的(de)幾十年(nian)中(zhong),與(yu)機器(qi)人相關(guan)的(de)傷害數(shu)量急劇下降,根據(ju)OSHA(職業安全與(yu)健(jian)康標準)的(de)數(shu)據(ju),自2004年(nian)以來只有20起事故。該數(shu)據(ju)支持了為(wei)什么63%的(de)受(shou)訪制造商表(biao)示(shi)他們至少對與(yu)機器(qi)人互動時的(de)安全性感到“適(shi)度滿意”。然(ran)而,這些制造商中(zhong)的(de)許多制造商所(suo)依賴的(de)傳統(tong)機器(qi)人安全措(cuo)施(shi)雖(sui)然(ran)通常(chang)有效,但其重(zhong)點(dian)是(shi)讓機器(qi)人與(yu)人類同(tong)事完全隔離。
圖4:您設施中目前針對機器人采取的保護措施是什么?
事實上(shang),根據(ju)研(yan)究結果,完全圍起來的(de)(de)(de)(de)籠式(shi)環境(41%)仍然(ran)是當今制造設施(shi)中最常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)防護措(cuo)施(shi)。這種(zhong)方法(fa)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)明顯多于限制性較低的(de)(de)(de)(de)保(bao)障措(cuo)施(shi)。17%的(de)(de)(de)(de)制造商表示他們使用(yong)光幕,14%的(de)(de)(de)(de)制造商表示他們依(yi)賴區域(yu)掃描儀(yi)作為保(bao)護措(cuo)施(shi)。與此同時,壓力感應(ying)墊(dian)、功(gong)率和力限制(PFL)機(ji)器人(ren)以及“其他”保(bao)護方法(fa)各獲(huo)得了(le)9%的(de)(de)(de)(de)回復。
因此,雖然大多數制(zhi)(zhi)(zhi)造商都在(zai)籠(long)子環境中確保工人(ren)的安全,但(dan)從現代(dai)制(zhi)(zhi)(zhi)造的角(jiao)度來看,當(dang)涉(she)及速度、效率(lv)和(he)(he)靈(ling)活性等(deng)其(qi)他領域時,他們的效率(lv)卻(que)變得難以置信(xin)地(di)低下(xia)。結果就(jiu)會對自(zi)動化和(he)(he)機器人(ren)的使用受到限制(zhi)(zhi)(zhi)。
事實上(shang),根據(ju)研究結(jie)果(guo),完全圍(wei)起來的籠式(shi)環境(41%)仍然是當(dang)今制造設施(shi)中最常用(yong)的防護措施(shi)。
44%的(de)制(zhi)造商指出他(ta)們至少(shao)每1-2小時進入一次工(gong)(gong)作(zuo)單元,另外63%的(de)制(zhi)造商報告他(ta)們的(de)工(gong)(gong)作(zuo)單元保護解決方案(an)是(shi)以限(xian)(xian)制(zhi)靈活性、增加人(ren)員工(gong)(gong)作(zuo)量、限(xian)(xian)制(zhi)空間(jian)和(he)放慢速度等形(xing)式提出挑戰(zhan),減少(shao)了生產時間(jian)。
圖5:當前機器人工作單元(yuan)保護(hu)解決方案(制造商報告的挑(tiao)戰(zhan))所帶來(lai)挑(tiao)戰(zhan)的細分。
效率挑戰
81%的(de)(de)制造商(shang)表示(shi),他們(men)對機器人主導(dao)的(de)(de)生產停(ting)工問題,進(jin)一步(bu)質(zhi)疑(yi)這些(xie)安全(quan)措施的(de)(de)效率(lv),有些(xie)甚至非常(chang)頻(pin)繁。超過五(wu)分之(zhi)一的(de)(de)受訪者(zhe)表示(shi),他們(men)當(dang)前的(de)(de)機器人工作單元保護方法存在(zai)滋擾性(xing)故障,導(dao)致(zhi)生產至少每隔幾個小時就會停(ting)工一次(ci)。另有21%的(de)(de)人表示(shi)這種情況(kuang)“一天發生幾次(ci)”。
故障的增加(jia)加(jia)上工人的更多任(ren)務會減慢生產時間,這(zhe)當然(ran)會增加(jia)費用。這(zhe)些(xie)不斷增加(jia)的成(cheng)本是幾乎(hu)所(suo)有全(quan)球(qiu)制造(zao)商都在努力應(ying)對供(gong)應(ying)鏈限(xian)制的問題。
事實上,制造商指(zhi)出,“降低(di)制造成本(ben)和復雜(za)性”是(shi)他(ta)們在未(wei)來六個月(yue)到一年內面臨的(de)最大挑戰之一。描述這些生產成本(ben)問題的(de)33%僅次于那些指(zhi)出供應(ying)鏈限制(34%)以及雇(gu)用和培訓(xun)技(ji)術工人(37%),這些是(shi)他(ta)們面臨的(de)最大挑戰的(de)人。
圖6:在(zai)接下(xia)來的(de)6個月到一年中,您的(de)制造工(gong)廠面臨的(de)最大挑戰是什(shen)么(me)(選擇(ze)所有(you)適用項)?
減少制造自動化限制
行(xing)業(ye)(ye)數據突顯出(chu)自大流行(xing)開始(shi)以(yi)來制造商(shang)的(de)自動化程度有所提高(gao),這無疑是該行(xing)業(ye)(ye)擁抱創新的(de)積(ji)極信號。然(ran)而(er),隨著機器勞動力的(de)發(fa)展,他們工作的(de)環境(jing)也必須(xu)如(ru)此。
為(wei)了優化他(ta)們的(de)(de)投資,制造(zao)(zao)商(shang)必須創(chuang)造(zao)(zao)一個(ge)有利于這(zhe)種新的(de)(de)混合工作場所的(de)(de)環境(jing)。為(wei)此,制造(zao)(zao)商(shang)必須創(chuang)造(zao)(zao)機器人和人類可(ke)以(yi)作為(wei)協作者在附(fu)近工作的(de)(de)環境(jing),優化空間并提高生產(chan)率(lv)。然而,具有諷刺意味的(de)(de)是,隨(sui)著制造(zao)(zao)商(shang)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)地尋求自(zi)動(dong)化流程的(de)(de)方(fang)法,過時(shi)的(de)(de)保護措施在許多(duo)情(qing)況下(xia)阻礙了他(ta)們完全接受它的(de)(de)能力。
圖7:是否有您希(xi)望實現(xian)自動化但(dan)由(you)于保護復雜性或(huo)障(zhang)礙(ai)而無法實現(xian)的應用程(cheng)序(xu)?
事實(shi)上,接受調查的(de)(de)制造(zao)商列舉了(le)許多他們希(xi)望實(shi)現的(de)(de)自動化但由(you)于維(wei)護復雜性(xing)或障礙而無法實(shi)現的(de)(de)領域。其(qi)中提到的(de)(de)領域包括操作員裝載站(zhan)(24%)焊(han)接和(he)錫焊(han)(18%)、初級包裝(17%)和(he)碼垛(duo)/卸垛(duo)(13%)。
值得(de)慶幸的是(shi),借助速度和間隔監(jian)控(SSM)等智能安(an)全措施(shi),人(ren)類(lei)工人(ren)可(ke)以在機(ji)器人(ren)附近安(an)全地進行(xing)互動,而不必(bi)(bi)進入絕望的籠子工作(zuo)環境。有了這些新(xin)的創新(xin),制造商可(ke)以優先考(kao)慮安(an)全性和生(sheng)產力,而不必(bi)(bi)犧牲其中之一。