工業機器人進化 操作門檻降低
王宣智、國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心 發表於 2020年6月8日
工業機器人為可自動執行工作的機器裝置，主要靠自身的動力和控制能力來運作，但是並非自動化設備都可以被稱為工業機器人，依據 ISO 8373：2012 工業機器人的定義：工業機器人為一種可自動控制、可透過程式更新改變行為的固定性或移動式的多用途操縱裝置，透過程式撰寫與更新實現在三軸或更多軸上機器人的動作控制，以協助工業自動化應用。
依據國際機器人聯合會(IFR) 2019年發布報告，在2018年全球工業機器人的新安裝數量達422,271台，累計的工業機器人的使用量已達2,440萬台。工業機器人安裝成長也十分的快速，2013年至2018年間新裝設的機器人每年以23% 成長。在工業機器人採用上，亞洲(包含紐澳)為全球最主要的工業機器人市場，2019年新安裝的工業機器人有67% 在亞洲。若從國家的層來看，工業機器人的分佈呈現十分不平均的情況，中國、日本、美國、韓國、德國等前五大機器人使用國即占了2018年新安裝工業機器人數量的74%。若從每萬人採用的機器人數量來看，全球製造業每萬名勞工安裝有99台機器人，其中以新加坡每萬名勞工有831台最高，其次分別為韓國、德國、日本、瑞典、丹麥。
透過機器人和勞動者互動，可將機器人分別傳統工業機器人和協作型工業機器人兩類。多數的傳統機器人都位於一個獨立的工作環境、遠離人員，可以處理重物並以高速運行；工業協作機器人通常會與人類勞動者同處於一個工作空間工作，具體的協作方式從沒有人機互動、分享工作區、流程分工、共同執行、合力完成工作等，依據IFR的調查報告，目前協作機器人和勞動者的合作以分享工作區和流程分工為主。
圖、人機協作方式
傳統工業機器人既然技術逐漸成熟穩定，為何還需要協作型機器人？傳統工業機器人的成本若納入使用壽命的成本分攤，單價並不算高，但貴在裝機部署到正式上線的過程，主要原因有：(一)不易使用，需受過培訓的專業工程師；(二)圈地操作特性，易佔用大片工作面積；(三)系統整合為大挑戰，整體部署時間需耗時四至六個月。協作型機器人則是訴求輕薄短小，設備的高移動性與靈活性讓部署彈性且快速，更適合生產週期較短的電子產品。低操作複雜性、易用性讓協作機器人成為近期機器展的焦點，獲得大幅的報導。但依據 IFR 數據顯示，協作機器人的安裝數量仍不高，僅占2018年新安裝工業機器人的3.24%，但安裝數量成長快速。2025機器人技術展望報告指出，協作機器人在2025年新安裝量將增加至434,404個，2016至2025年之年複合成長率將高達61.2%。
雖然現階段工業機器人與協作機器人有著明顯功能上的差異，但是隨著技術的進展，優良的感測器、連網與數據傳統能力、機器視覺、人工智慧、機器人控制程式的API、雲端軟體等機器人的周邊與支援發展，讓機器人更聰明、更數位化，傳統工業機器人操控的專業門檻降低，而協作機器人則有更佳的負載能力與運作速度。所以，技術也將漸漸消弭傳統工業機器人和協作機器人的能力分別，而最終兩種的分別將是機器人與人類勞工的互動關係做為區分。
隨著機器人採用日增，機器人安全性已成為一個重要的議題，為了確保機器人使用安全性，國際標準組織機器人技術工作委員會(ISO /TC 299)於2011年公佈了工業機器人安全要求文件(ISO 10218-1、ISO 10281-2)，分別討論了機器人、機器人系統和整合的安全規範，並於2016年發佈了ISO/TS 15066 協作機器人標準，做為ISO 10218 的補充文件。我國勞動部也於2018年2月14日修正發布「工業用機器人危害預防標準」，於第二十一條增列雇主使用協同作業之機器人時，應符合國家標準CNS 14490，並於同年3月發布「協同作業機器人作業安全評估要點」，作為企業撰寫協同作業機器人安全評估報告參考指引。目前工業機器人安全要求文件正在修定中，預計於2021年將會公佈新版ISO 10218標準規範文件。
隨著機器人數量與智慧漸增，機器人與人類的工作合作日漸頻繁，未來可能不再是由人類運用工具，獨立開創的人類社會，而是變成人類與智慧機器人共同形塑的人機共榮社會。雖然，從整個社會來看這樣的未來似乎還有點遠，但在工業領域這已經是一個近期可預見的未來。
（作者是國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心研究員）
（本文刊登於經濟日報2020/06/07）
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