自動化與機器人正改變工廠，該如何利用它們呢
麥肯錫咨詢公司近日發(fā)布題為自動化、機器人與未來工廠的文章，稱更便宜、功能更強大、更加靈活的技術正在加速全自動化生產設施的發(fā)展，對于企業(yè)而言，主要的挑戰(zhàn)將會是決定如何最好地利用它們的能力。
以下是文章主要內容：
在發(fā)那科（fanuc）位于日本忍野村的一家工廠，工業(yè)機器人生產機器人，每班只有4名員工負責監(jiān)工。在飛利浦位于荷蘭的一家電動剃須刀工廠，機器人數(shù)量達到生產工人的14倍多，后者僅有9人。相機生產商佳能于2013年開始在旗下的數(shù)家工廠淘汰人類勞動力。
這種熄燈生產概念制造活動和物料流程完全自動化處理正成為現(xiàn)代制造日益普遍的一個特性。在某種程度上，新一波的自動化浪潮將會由當初將機器人和自動化技術帶到工作場所的那些因素驅動：將人類工人從骯臟、枯燥乏味或者危險的工作中解放出來；通過排除錯誤和降低變化性提升產品質量；通過用成本更低的機器替代成本越來越高的人工，來削減制造成本。
然而，如今最先進的自動化系統(tǒng)擁有額外的功能，這促使它們能夠用于原來不適合實施自動化的環(huán)境，以及在制造中創(chuàng)造出全新的價值。
機器人價格下降
隨著機器人生產日益普及，機器人的成本呈現(xiàn)下降。在過去的30年里，按實值計算，機器人平均價格下降了一半，相對于勞動力成本，它的下降幅度甚至更大。隨著來自新興經濟體的需求鼓勵機器人的生產轉移到成本較低的地區(qū)，它們的價格可能將進一步下降。
人才更易獲取
擁有設計、安裝、運作和維護機器人生產系統(tǒng)所需技能的人才，也正變得更加普遍。機器人工程師曾經相當罕見，屬于雇用成本很高的專家。如今，機器人相關的學科在全球各地的學校被教授，它們要么是專門的課程，要么是制造技術或者制造工程設計方面的通識教育的一部分。軟件的可得性，比如模擬程序包和可測試機器人應用的離線編程系統(tǒng)，已經減少了工程時間和風險。它也讓機器人程序編制任務變得更加簡單，成本也變得了。
易于整合
計算性能、軟件開發(fā)技術和網絡化技術的進步，提升了裝配、安裝和維護機器人的速度，同時降低了相關的成本。
例如，傳感器和制動器以往必須要通過終端機框、連接器和接線盒，利用專門的接線單獨連接至機器人控制器，而現(xiàn)在，它們則可以利用即插即用的技術，因此零部件利用相對簡單的網絡接線連接起來。
這些零部件將會自動鑒定控制系統(tǒng)，因此能夠大大減少設置時間。這些傳感器和制動器還能夠進行自我監(jiān)控，將其狀態(tài)報告給控制系統(tǒng)，進而輔助過程控制，收集數(shù)據(jù)進行維護，實現(xiàn)持續(xù)不斷的改進和故障排除目的。其它的標準和網絡技術同樣讓連接機器人至更加廣泛的生產系統(tǒng)變得簡單明了。
新能力
機器人也在變得更加智能。早期的機器人只會一味地遵循同一路徑，后來的迭代版本利用激光或者視覺系統(tǒng)來檢測零部件和材料的方向。而最新一代的機器人則能夠整合來自不同傳感器的信息，實時調整它們的移動。
例如，這可讓它們利用力反饋來在研磨、修邊或者拋光的應用中模擬技工操作。它們還能夠利用更加強大的計算機技術和大數(shù)據(jù)式分析。舉例來說，它們可以借助光譜分析來一邊焊接一邊檢查焊接的質量，進而大大減少制造后所需的檢查工作。
機器人承擔新的角色
如今，這些因素正在機器人現(xiàn)已擅長的那些應用范疇幫助提升它們的普及度，即重復性的大量生產活動。隨著用機器人自動化任務的成本和復雜度的降低，那些已經在使用機器人的公司很可能將會更多地使用它們。然而，未來5年到10年，預計機器人在技術和經濟層面均可行的任務種類將會出現(xiàn)根本性的變化。以下是部分案例。
1、低量生產
編程快速輕松的設備的內在彈性，將會大大減少機器人為符合成本效益所需重復的特定任務的次數(shù)。這將會降低產量門檻，讓機器人成為年產量以數(shù)十或數(shù)百而非數(shù)千或者數(shù)十萬來計的細分任務經濟可行的選擇。它也將讓機器人成為小批量生產和產品組合差異性很大的公司的可行選擇。
例如，現(xiàn)在用于航空航天的柔性履帶產品能夠利用指引其運作的視覺系統(tǒng)在機身上爬行。這種低量生產自動化帶來的成本節(jié)約將會讓各種不同類型的企業(yè)組織受益：小企業(yè)將能夠首次用上機器人技術，大企業(yè)可提升其產品組合的多樣性。
新興技術可能也將進一步簡化機器人編程過程。例如，通過一系列的移動來指引教導機器人的做法已經頗為常見，但快速發(fā)展的語音識別技術意味著，不久以后給它們發(fā)出語音指導也將成為可能。
2、高度可變的任務
人工智能和傳感器技術的進展，將會讓機器人能夠應對任務間更大的多變性。這種因應所在環(huán)境的變化來調整行動的能力，將會給一些領域帶來自動化的機會，比如高可變性的農產品的處理。在日本，實驗已經證明，借助立體影像系統(tǒng)來識別水果的位置和評估它的成熟度，機器人能夠將采集草莓所需的時間最多削減40%。
這些能力也將會驅動各個行業(yè)領域的質量提升。機器人將能夠在生產期間彌補潛在的質量問題。相關案例包括：根據(jù)兩個部件之間的尺寸差異調整用于裝配它們的力度，或者選擇和結合尺寸不同的部件來實現(xiàn)合適的成品尺寸。
機器人生成的數(shù)據(jù)和更好地利用它們的先進分析技術，也將會有助于理解決定產品質量的根本因素。例如，如果裝配期間高于正常水平的扭矩要求，被發(fā)現(xiàn)與未成熟產品故障有關，庫卡機器人，那在生產期間就能夠調整制造程序來檢測和修復這類問題。
3、復雜的任務
如今的通用機器人在控制它們的移動上能夠精確到0.1毫米，機器人當前配置的重復精準度則達到0.02毫米。未來的機器人可能將會提供更高的精準度。這種能力讓它們能夠參與日益精細的任務，比如穿針或者裝配高度復雜的電子設備。機器人也在變得更有協(xié)同性，現(xiàn)有的控制器能夠同時驅動數(shù)十個軸線，讓多臺機器人共同進行同一項任務。
最后，先進的傳感器技術和分析來自那些傳感器的數(shù)據(jù)所需的計算能力，將會讓機器人能夠承擔之前需要高技能技工來完成的任務，比如切割寶石。這些技術甚至可能允許展開目前完全無法展開的活動：例如，在它們被用于彌補底層材料的偏差，或者在結構表面繪制電子電路的時候，實時調整涂料的厚度或者成分。
4、與人類共事
企業(yè)還將擁有多得多的自由余地去決定用機器人自動化哪些任務，決定哪些任務人工手動進行。先進的安全系統(tǒng)意味著機器人能夠在人類同事旁邊承擔起新的崗位。如果傳感器顯示存在與操作員發(fā)生碰撞的風險，機器人會自動減慢速度或者改變路徑來避免碰撞。