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  • 機器人工業論壇-2006年

摘要

目的 – 2006年11月,佛羅里達州奧蘭多市舉行的機器人工業論壇之回顧
設計/調查方法/方法 – 回顧論壇重點
結論–該活動內容包含各種簡報,其一系列標題為汽車產業的機器人、機器人技術的進展、經濟趨勢的分析及其對於機器人產業的影響,以及在像是中國的新興市場的機會及挑戰
出處/價值 – 提供所有製造用機器人相關產業有價值的資訊
關鍵字 – 機器人、展銷會
文章格式 – 觀點

全文

機器人工業論壇,即機器人工業協會(RIA)在11月舉行的秋季研討會。這場周年活動已經是第十四屆大會,每次都在佛羅里達州奧蘭多市舉行。RIA針對其會員,即北美機器人工業,安排此次活動,提供機會以相聚、分享想法及資訊、建立關係,同時見見老朋友。這活動享有盛名及品質,因而吸引北美各地大多數機器人廠商的資深主管參與。今年參加人數共有140位。

這場盛會在奧蘭多市主題公園區內一家聞名飯店舉行整整兩天。今年的Portofin Bay飯店不但是研討會絕佳地點,也是社交活動最好場所。本活動內容提供各種簡報,其一系列標題為汽車產業的機器人、機器人技術的進展、經濟趨勢的分析及其對於機器人產業的影響,以及在像是中國的新興市場的機會及挑戰。

更重要地,本次活動是建立關係絕佳的機會。從第一天傍晚報到開始,每天研討會供應早餐,及休息時供應咖啡,並且供應晚餐。雖然屬於社交場合,但是仍然有許多討論及建立關係的機會,這是非常有用的。

今年,RIA引進”連結化(Connectioneering)”的做法,這是特別設計用來增加新接觸的機會。”連結化”舉行一整個下午,由23家公司提供諮詢服務。這些公司有各大機器人公司,像是FANUC、KUKA、Adept、Epson及Denso;11家出席。此外,顧問公司及週邊設備廠商也有出席,如ATI、Gudel及Pilz。來賓可以在活動之前或是在活動期間,預約20分鐘的諮商。從新接觸很多的情形來看,這個做法證明是相當成功。研討會以傳統歡迎致詞作為開場白,然後Adept科技公司機器人部門,副總John Dulchinos接下主持的棒子。他以華特迪士尼觀點為主題提出論點,歡迎與會者。根據迪士尼公司取得成功的觀點,必須具有三項特點:獨特、有口碑及充滿熱誠將之完成。Dulchinos提出機器人工業已經做到的絕大部分,並且持續執行,符合這些原則,因此未來前景是可預期的。

克萊斯勒集團旗下的製造科技與全球企業,副總John Felice接著陳述在製造上克萊斯勒集團所面臨的難題,及用以解決這些難題的策略。除了降低成本以保持競爭力是顯而易見的挑戰之外,最主要問題是車型數量及車型變化逐漸增加,以及車型改變頻率及外型翻新頻率也都在增加。美國市場從2000年來在銘版(品牌)數量方面已經增加八成,預估2008年之前會超過三倍。2006年是最忙碌的一年,到目前為止,在克萊斯勒的歷史紀錄上,已經引進十件新的車型或外型重大翻新。

即使是現今量產設備的彈性化,這些轉換仍然需要花費一番功夫。許多工廠在引進用於新車型的設備的同時,仍然進行舊有車型的量產,然而在某個時間點,生產還是得停下來,接著才逐漸增加新車型的產能。這樣的產線轉換得花費數百萬美金。所以克萊斯勒目前正在發展一種”搶先一步的策略來解決這個問題。

首要目標是要能夠彈性製造三種不同底盤,及四種不同車身(款式),然後這些可以加以組合,同時能夠在既有生產線上試產新車型。導入新車型時要輪流式轉換,以降低停工時間。此策略另一個關鍵要素是,燈具組從車體廠出來而無須直接人力,雖然還是需要保養人員。

Felice提出機器人是達到此項策略的關鍵。機器人發展,像是功能更為強大的控制器及處理更大負載,目前的趨勢是持續地進行。降低機器人成本總是重要的課題。然而,周邊裝置也要有所發展。克萊斯勒正致力於發展可調適、可組態抓取器。這樣可以處理各種不同零件,而無須以手動方式更換抓取器。透過與機器人控制更為密切的整合,或抓取器本身性能,讓這些抓取器變得更加智能化。

視覺引導型機器人比以往使用的更多,以降低使用或不用任何專屬工具或治具。克萊斯勒已經發展出一套量產試車台,此處車體面板無須任何工具便可以裝配到車輛上。用以攜帶該零件的抓取器只有多種吸盤,無需治具。此方法更具彈性,同時也降低保養的需求。

將零件運送到生產製程的過程也需要更有彈性。這需要智慧型箱體拾取功能,還有智能型上架功能,以運送更多不同的零件而不會佔據更多空間。在組裝操作過程中,預期仍然需要手動人力,然而他們會有智慧型處理裝置的協助。有一些三維運動是由作業員以有限外力來引導。

雖然機器人將會更為智能化,更有能力,但是重要的是,可程式化及人機介面變得更直覺,使得機器人更加容易使用。

當天稍後,梅赫西迪-賓士汽車集團,材料及製程工程部門剛退休主任Dr-Ing. Hans Josef Haepp提出梅赫西迪對於”機器人的未來”的觀點。他預期雷射焊接及雷射硬焊製程會更為普及,取代點焊製程。這對負載要求更低,及對路徑控制更佳。同時他也預測會有更多機器人用於組裝。機器人已經應用在駕駛艙、尾門及天窗的組裝上,預期將延伸於其他應用。對某些應用,還包含使用人類引導型機器人。

Haepp預測有關機器人發展在未來的需求將會受到汽車生產系統方面的挑戰,簡言之:

  1. 增加彈性化;
  2. 降低持有人整體成本;
  3. 降低軟、硬體的複雜性;
  4. 先進製程的使用。
這樣將導致下列發展:
  1. 標準模組化機器人;
  2. 整合偵測器系統,避免停工及/或提供保養維修;
  3. 藉由採用自動化路徑產生及品質控制的偵測器,簡化可程式化的情形;
  4. 開放控制單元架構,以讓一般通訊及整體視覺化及生產管理平台變得可行。

Haepp的結論是,預測機器人仍然會是汽車製造業未來的”關鍵科技”。

對照之下,微軟公司,微軟機器人集團總經理Tandy Trower介紹微軟在機器人領域裡,目前所採取積極主動的作為。他說明目前機器人產業類似於早期電腦產業。該產業高度片段化,且由於須具備專家水準,進入門檻困難且複雜,而目前正在尋找關鍵性應用,才能得到顯著成長。他預期在下個5-10年之間,服務型或消費型機器人將會迅速成長,很快超越工業型機器人。因此,微軟決定參與發展機器人軟體產品的發展。

Microsoft Robotics Studio是一種機器人社群發展平台,支援各種使用者、硬體及應用方案。該產品基本上包含三個要素。執行平台(Runtime)提供簡單處理同步化的方法,與各種硬體互動的能力,及容易存取監視及修正。授權能夠存取程式應用,其包含易於使用Visual Programminglanguage。此外,也包含模擬工具,以更便於使用。最後,第三要素是服務及範例,包含超過30項指導說明及有用功能的資料庫,像是相機拍攝及簡單的反向運動學。微軟目前正與其他公司在機器人相關產業進行合作,讓基本產品更為完備。KUKA及ABB提供機器人模擬模式,Braintech則致力於視覺辨識,然而大部分的支援目前是來自於學術單位。

Trower預估健康及協調(特別是在人口老化的前提下)及教育都將會是機器人未來關鍵應用領域。Microsoft Robotics Studio係設計用來作為更容易做到這些應用的工具。目標是要提供一個穩定、開放環境,可以激勵參與及讓發展共享。希望Microsoft Robotics Studio能夠扮演催化劑的角色,讓創造力可以轉而產生很好的硬體平台及關鍵應用,以在機器人新興市場上獲得成長。

接下來,史丹佛大學人工智慧實驗室主任,Sebastian Thrun描述贏得美國國防高等研究計畫超級挑戰的情形。這項挑戰起因於美國國防部投資$0.5B在各個不同的組織,然而效果不彰。

美國國防高等研究計畫署(DARPA)設立這項競賽,用以發展無人駕駛車輛,其要能夠橫越模摩哈維沙漠,最快到達的車輛則能夠贏得獎金。首次活動舉行於2004年,該次活動共有106支隊伍參加,但是沒有隊伍完成150公哩的路程,連路程5%都不到。隔年技術發展迅速,共有5組完成130公哩的路程,其中史丹利號贏得這次比賽,只領先第二輛10分鐘。

雖然這種車輛具備各種偵測裝置,但是Thrun指出最大挑戰在於軟體部分,這佔去開發工作九成。該機器人裝配雷射射程尋路器,其可以提供週遭環境清楚的地圖,然而由於射程有限,還是需要視覺協助。視覺是有必要的,因為該機器人的速度可能到40mph。然而,視覺的使用也是項挑戰,因為沙漠環境很難從影像其他部分分辨出路徑。

憑著2005年成功的經驗,Thrun現在致力於DARPA下個挑戰。就是2007年即將舉辦的”市區挑戰”活動,機器人將會在交通繁忙的市區環境下行駛,並且要求必須遵守交通規則。

第二天,除了有關報告美國經濟、出口到中國的挑戰及世界機器人最新統計資料之外,駐芝加哥的日本貿易振興機構(JETRO)綜述日本經貿工業部(METI)有關機器人的政策。METI非常專注在機器人領域,因為METI相信這將是其未來工業及未來社會非常關鍵的技術。

日本人口逐漸老化,造成可用勞動人力減少,同時需要被照料及協助的老化人口數量也增加。日本希望維持製造基礎的穩固,因此需要機器人科技以確保競爭力。METI也相信服務型機器人會變成非常重要的產業,以及對於老化人口的照料也會有貢獻。

結果是METI正在實施增強機器人工業及科技的政策。這是在2005年所建立,未來20年的策略性科技路線圖所驅動,每年都會更新。此外,METI提供超過12B日圓的資金,贊助工業型機器人及服務型機器人的研發計畫,其包含基礎科技、服務型機器人的雛型、先進機器人及智能科技。

在需求端方面,METI公開科技及發展技術標準以提供協助,同時也刺激對科技的接受度,其包含:機器人使用者的低利貸款、補助示範性實驗及稅金補助組裝型機器人的安裝。重要的是,請注意整體來說METI及日本政府,已經將機器人指定為新世代產業,對於日本未來發展是非常重要。

2006年的RIA機器人工業論壇提供一個讓所有與會人員很感興趣的活動,同時這也是RIA執行副總Don Vincent所主持的最後一次,預計將在明年退休。他很高興在領導RIA超過20年期間收到許多回響。



(譯自:Industrial Robot, Volume34 Number 2, 2007)





 
 
 


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