工業機器人智慧升級 布局全球市場

雲端、5G、機器人的新興技術趨勢發展下,在產業需求與技術創新的變革中,全球製造業向智慧製造領域邁進,機器人儼然已成領導產業。現今的工業機器人功能不斷提昇、精度更精確、體積愈來愈小,不僅可快速學會人們賦予的指令,人們也能安全操作;機器人透過感測器高度整合、數位化生產,已是無可逆的趨勢,協同作業亦日益普及。

機器人市場商機龐大,台灣也積極投入研發,圖片為工研院的人機協作安全情境模組。

目前工業機器人的應用,以焊接與噴塗機器人為全球市場上應用最多的領域,其次為組裝與搬運機器人。其他如歐美食品、藥品等產業,以及亞洲智慧手機、新世代面板、積體電路等產業自動化生產,均是機器人需求成長主因。2016年全球智慧型機器人產業的規模是540億美元,預期在2020年將達至800億美元以上。

近年來國內外機器人廠商均推出協作式機器人,標榜可和人類互動工作,藉此完成彈性製造需求。對此,ISO10218針對傳統工業機器人安全規範做出定義、ISO/TS 15066則針對ISO10218的安全規範再做詳細補充,主要是人機協作式機器人規範,它在傷害分級、人機協作定義、風險管理、周邊設備設計原則與負責人定義,都有詳細說明。

目前工廠平均只有約10%工作由機器人完成,人機協同作業有其必要,加上生產效率可達業主期待,這是人機協作式機器人受重視原因。人機協作型機器人必須具備安全性及教導容易兩大特性,是機器人新藍海,全球四大家族ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa無不投入大量資源試圖搶得商機。

理想的協作型機器人應該像智慧型手機,不需要專家操控,而是人人均可輕易上手。人機共工下的協作式機器人,首要就是需有碰觸立即停止的安全功能。為響應政府5+2產業創新計畫的「智慧機械」領域,工研院近年已完成利用差動電容變化偵測剪力大小的觸覺剪力感測技術,並運用印刷電路的方式製作感測元件與相關差動電容感測電路,在技術開發團隊不斷努力下,已研發出可讓國內外各品牌機器人套用的「仿生觸覺技術」。

於此,2018年工研院團隊衍生的原見精機,已和多家機器人廠商針對「仿生觸覺技術」進行合作;機器人如果具皮膚感覺,就能感測到危險狀況,避免碰觸產生的危險。很多人機協作的應用建置已經開始,在符合ISO10218、ISO/TS15066標準下,工研院的技術可望協助客戶在希望的時間點內,達成以最低成本導入協作機器人,並獲至最高效益。

台灣機器人產業想要進一步升級,必須從機器人驅動、感測、深度學習等關鍵技術及產品差異化去開發著手。缺乏市場縱深、產業規模的台灣,不一定要跟隨德美日大國去發展各式推陳出新的機器人來做正面競爭;我們可以從新世代的智慧化技術,具有高靈敏度的感知能力著手,環境感測模組的開發與整合應用為重要的發展機會。

現今我們所倡議的智慧製造、機器人與人工智慧等重要研發,必然也都是全球先進國家、開發中國家、甚或是新興國家政府及產業界所關注的議題。我們積極投入的同時,勢必面臨從研發到商品化,來自全世界的全面性競合局面。需要仰賴過去所累積、可以與各個新興趨勢搭配整合的人才與能耐,才能在全面競合的發展中勝出佔據領先地位。

(本文由工研院產業科技國際策略發展所分析師黃仲宏授權轉載,刊登於工商時報《專家傳真-工業機器人智慧升級》)

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