协作机器人崛起，赋能智造未来

制造业正在不断创新，寻求更安全、更高效且更具成本效益的大规模生产方式。因此，该行业成为最早采用机器人技术、人工智能（AI）和机器学习（ML）的领域之一。如今，许多制造商都受益于先进的  “协作机器人”（cobots）。 据统计，2023 年全球协作机器人市场估值已达1.2 万亿美元，且预计还将持续显著增长。尽管协作机器人正在改变整个行业，并将带来新一轮的创新浪潮，但制造商要想充分获益，就必须综合考量和有效应对以下七大挑战。

是德科技产品营销经理Choon-Hin Chang

利用协作机器人赋能制造业

凭借内置传感器、人工智能和 ML 算法，协作机器人可以安全高效地与人类互动，分担对精度、强度要求比较高的工作或者自动执行重复性任务。这种协同作用能够将人从体力要求高或比较危险的任务环境中解放出来，同时提高了生产速度、质量和灵活性。此外，通过承担更多劳动密集型工作，协作机器人还能帮助工人释放出更多的时间和精力，使其做出明智的决策。基于这种平衡，汽车、电子和消费品等行业正在迎来一个机器人与人类优势互补、以及将人类的直觉与机器人的高精度完美融合的新时代。

装配线、焊接和检测是制造业中最常见的机器人应用场景之一。与专用的装配设备相比，装配机器人可以根据需要快速进行重新配置，从而提高效率并缩短生产时间，为当前已经被大幅缩短的产品生命周期提供支持。此外，机器人还能提高安全性，并在焊接等人类难以涉足的特殊环境中工作，帮助人类摆脱任何潜在的危险任务。在生产线上，机器人可以在精准的操作下出色完成工作，而无需考虑人为误差。

有些物理部件对于人工检测而言过于复杂。机器人可以在质量控制过程中安全地处理精密或复杂的零件，并准确评估复杂的工件。由于机器人更加准确和可靠，与需要人工检查的传统质量控制方法相比，它们能更早地发现错误，从而减少潜在的产品召回，并促进业务增长。

迈向智能工厂

人工智能、5G/6G 连接和边缘计算等先进的新技术有望进一步增强协作机器人的能力。先进的人工智能技术将促使协作机器人从周围环境中学习并实时做出决策。同时，5G 和 6G 连接将确保机器人与其他设备之间实现更加快速可靠的通信。边缘计算是一种分布式计算模式，可以将计算和数据存储能力迁移到更靠近用户需求的位置 ，这也使得协作机器人能够在本地处理数据，减少延迟并提高响应速度。这意味着协作机器人可以更快地做出决策，从而提高效率和生产力。

这一切都推动了协作机器人的持续增长，据 Statista 预计，到 2030 年，协作机器人的市场规模将达到70 亿美元。协作机器人带来了诸多好处，随着技术的不断创新，它正在为智能工厂的未来铺平道路。然而，机器人的开发和集成也面临一些挑战。许多制造商还需要考虑通信/协作、安全性、成本和互操作性等问题。

通信是关键桥梁

通信是确保机器人成功部署的关键之一。人机协作利用自然语言处理和直观交流，让人类和机器人之间的交互更加流畅。这使得工作环境更加高效以及用户体验友好，因为机器人无需经过专门培训就能遵从人类指令，从而让更多人可以使用这项技术。此外，协作机器人还能理解人类的手势并做出反应，从而加强沟通和交流。制造商可以为协作机器人编程，以执行复杂的任务，从而优化工作流程，并确保协作机器人能够与其他设备之间实现无缝协同。这种编程包括定义任务，将其分解成更小的步骤，然后指导协作机器人如何执行每个步骤的操作任务。

机器人还需要与其他非生命体进行沟通和交流，才能正常运行。例如，当机器人与其他机器人进行无线通信时，它们需要语音和文本信息才能与人类进行沟通和交流。同样，它们也需要执行器和传感器来与其他设备和物体进行通信。

安全性至关重要

还必须考虑到任何安全隐患。尽管协作机器人可以通过承担危险的工作任务来提高工人的安全性，但制造商必须确保相关程序和流程准备到位，以防止任何危险后果的发生。这意味着要为人机协作配备先进的安全功能，例如紧急停止按钮、速度和力度限制，以及检测人类存在的传感器。这些功能有助于防止事故发生，并降低受伤风险。

部署成本高是瓶颈

尽管协作机器人可以带来长远的效益，能够改善当前和未来的制造业，但其高昂的部署成本也是无法回避的问题。最初的集成过程可能是漫长、艰苦和昂贵的。因此，制造商在将机器人技术应用到生产制造过程中之前，必须仔细评估潜在的效益，并评估在预期的投资回报内需要维持的生产量和销售水平，以收回初始投资。

跨越“互操作性”考验

工业机器人之间难以实现协调和配合是产业面临的另一个挑战。硬件和软件来自不同的制造商，因此很难实现互操作性。跨设备协调需要许多应用编程接口，有时甚至需要定制软件。在灵活性、适应性和决策方面的局限性限制了机器人技术的潜力。更大的灵活性将使机器人系统能够更加迅速地集成甚至重新集成，并提高机器人的可重用性。此外，它还可以实现可重新配置的生产线，并为多品种、小批量的生产提供机会。

智造新时代，未来已来

机器人已经从无法移动的机械发展成为智能互联的系统，这也是向工业 4.0 过渡的核心。未来十年，机器人技术在制造业中的不断进步将重新定义该行业，使得协作机器人（cobots）成为工厂车间不可或缺的合作伙伴。协作机器人能够提高效率、确保工人安全并适应动态的生产需求，是制造业走向更加创新和可持续未来的基石。