工业机器人与人类的共存之道

机器人将会取代一些较为琐碎和繁重的低阶工作，而过去未能充分发挥才能的员工，现在可以转而从事更高质量的工作，而这些工作对质量的要求更高。在安全考虑下，机器人会跟人类并肩工作。
机器人及其在制造业的应用，长久以来都是引人争议的话题。许多人担心，在工作场所中引进机器人，可能会取代人类的工作。从某些角度来看，机器人的确会取代某些工作，但这个问题并没有那么简单。是的，机器人将会取代一些低阶工作。这些工作通常较为琐碎和繁重，例如工厂生产在线的品管工作。
我至今还清楚地记得 1980 年代一部美国电视喜剧片的开场场景，故事发生在一家酿酒厂。尽管工厂装配在线的动作滑稽夸张，但在现今的制造业领域，对质量的要求极为严格。与以前相比，现在更需要确保酒瓶能正确填充并符合客户的期望。
藉由机器人技术和机械视觉，我们现在能以极快的速度检查每一个通过装配线的瓶子。从确保酒液填充到正确的液位并达到正确色泽，再到检查标签的黏贴与瓶盖是否正确密封，举凡涉及产品质量的所有层面，都会经过检查且要符合特定的公差要求。人需要休假，而且会疲劳、生病以及感到自满，机器人和机器则不会。但问题在于，当这些员工的工作被取代之后，他们该怎么办呢？这就是员工的机会所在。
过去未能充分发挥才能的员工，现在可以转而从事更高质量的工作，比如需要解决问题或需要更多执行力的工作。这些工作对质量的要求更高。其中许多工作可与机器人协作完成。这些机器人称为协作机器人，简称为「Cobot」。
正如前面所说，人们对于在工作场所引进 Cobot 感到担忧。确实，某些工作岗位会被取代。但是，许多人会碰到的却是职务转变，届时将需要机器人设计师、程序设计人和维护人员。其他人可能需要提升技能；基本上，需要升级自己的技能组合。这表示届时的薪水更高、福利更优渥且工作满意度更高。此外，人类天生还有一些机器人不擅长的能力，比如解决问题的能力、批判性思考和创造力。



图一 : 在生产环境中安装任何机器人时，都必须非常谨慎，以确保工作场所达到真正的安全。

在过去十年里，Cobot 已经取得了长足的进步。在安全考虑下，机器人会跟人类并肩工作。Cobot 能为人类承担繁重的体力劳动，让人员专注在需要动脑的工作。例如，Amazon 就使用 Cobot 将产品搬运给拣货员，而非拣货员走到货架前取出产品，然后返回自己的岗位。如此一来，不仅节省人员的时间、工作步骤，甚至可以减少大量繁重的搬运。Cobot 可以节省工人的体力，并减轻日复一日工作的身体劳累。
但该如何确保人员与 Cobot 并肩工作时的安全呢？这是个好问题。目前，Cobot 的安全标准极为严格，而这也是理所当然的。ISO/TS 15066 针对 Cobot 制订了多项安全功能，可针对协作式工作场所的设计和实作提供准则。如此就可让工厂经理和制造商将 Cobot 安全地整合到人类与机器人共存的工作空间中。
以下举出几个例子：
1.最大允许速度：
即为臂端工具（EOAT）点设定的速度。这些速度将与人类的速度相当。
2.速度和分隔距离的监测：
可规定工人与机器人系统之间的最小安全距离，以免机器人与人员接触。这可以透过安全扫描仪、光幕和操作人员感应垫来达成。
3.功率、力道和扭矩限制：
Cobot 可测量每个关节处的扭矩，以免扭矩或力道过大，并可监测突如其来的撞击，包括软障碍物。
4.备援检查系统诊断：
如果机器人侦测到任何异常或错误，就会立即切断马达电源。
5.安全等级停止模式：
Cobot 必须依据风险程度采取行动。可能会在发生安全事故时执行完全紧急停止，或在有人进入操作区时执行保护性停止。
6.人体工学设计：
若是六轴机器人，其中有许多潜在的夹点。若采用人体工学设计这些关节，就可避免工人因手部、手指甚至宽松的衣服卡在关节中而受伤。



图二 : 在生产环境中安装任何机器人时，都必须非常谨慎，以确保工作场所达到真正的安全。

其实在生产环境中安装任何机器人时，都必须非常谨慎，以确保工作场所达到真正的安全。在人类和机器人共存的工作场所中，这一点尤其重要。咨询专业的安装人员或整合商，有助于进行全面性的风险评估，并且确保符合所有适用于 Cobot 安全法规与规范。
Cobot 能减轻工人的疲劳、提高生产率和产品质量，同时减少浪费，也确实能让生产力倍增。在当今世界，我们都面临着劳动力短缺、竞争加剧和高消费需求等问题，Cobot 不仅能平衡这些问题，更可创造出更高质量的工作。
（本文作者Eric Halvorson 为 DigiKey 自动化和控制部营销技术经理）