制造商必須繼續(xù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以保持競(jìng)爭(zhēng)力,但機(jī)器人系統(tǒng)的引入將影響他們的設(shè)施和工人工作。Veo Robotics(美國(guó)維奧機(jī)器人公司)最近對(duì)美國(guó)、英國(guó)和日本的500家制造商進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查,調(diào)查結(jié)果提供了引入機(jī)器人系統(tǒng)最佳前進(jìn)路徑的見解,并挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)思維。
在過去幾年中,機(jī)器人技術(shù)和自動(dòng)化在制造業(yè)中的使用顯著增長(zhǎng)。據(jù)A3稱,北美工業(yè)機(jī)器人銷量在2021年創(chuàng)下有史以來最強(qiáng)勁的一年,預(yù)計(jì)到2028年全球機(jī)器人采購(gòu)量將創(chuàng)新高。
在大流行逐漸減弱的陰影下,面對(duì)持續(xù)存在的供應(yīng)鏈問題、前所未有的勞動(dòng)力短缺和通貨膨脹,制造商繼續(xù)認(rèn)識(shí)到實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)自動(dòng)化的必要性。面對(duì)制造和物流逆風(fēng),對(duì)新技術(shù)解決方案的需求促使投資者撥出數(shù)十億美元用于資助機(jī)器人技術(shù)和自動(dòng)化創(chuàng)新。
以此為背景,工業(yè)自動(dòng)化公司Veo Robotics(美國(guó)維奧機(jī)器人公司)和工業(yè)機(jī)器人3D防護(hù)系統(tǒng)FreeMove(移動(dòng)工具)的開發(fā)商最近對(duì)美國(guó)、英國(guó)和日本的500多家制造商進(jìn)行了調(diào)查,以告知以下2022年制造自動(dòng)化展望,探討了制造商將機(jī)器人整合到他們的勞動(dòng)力中的方式,這種整合如何影響他們的設(shè)施和工人,以及可以做些什么來優(yōu)化他們的機(jī)器人戰(zhàn)略以鋪平通往成功的道路。
圖1:您的設(shè)施中有多少機(jī)器人?
新的“混合”人機(jī)勞動(dòng)力
接受Veo調(diào)查的受訪者中,超過55%的人表示他們的設(shè)施中有10個(gè)或更多機(jī)器人,近1-3家制造商(32%)表示他們有30個(gè)或更多(圖1)。雖然這些數(shù)字可能無(wú)法與亞馬遜等公司擁有的機(jī)器人大軍相提并論——他們的設(shè)施中大約有350000臺(tái)——但當(dāng)你考慮到當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人的費(fèi)用和空間要求時(shí),很明顯,各種規(guī)模的制造商都在大量投資在這些高科技工作者中。
機(jī)器人現(xiàn)在正在自動(dòng)執(zhí)行工作者曾經(jīng)執(zhí)行的許多任務(wù),2020年10月,世界經(jīng)濟(jì)論壇估計(jì),到2025年,機(jī)器人技術(shù)將取代約8500萬(wàn)個(gè)工作崗位,但他們還報(bào)告稱,機(jī)器人技術(shù)還將創(chuàng)造9700萬(wàn)個(gè)新工作崗位。
圖2:您如何描述機(jī)器人被添加到您的制造勞動(dòng)力中的方式?
調(diào)查結(jié)果還表明,機(jī)器人偷工作的說法是一個(gè)神話。根據(jù)調(diào)查,57%的制造業(yè)專業(yè)人士表示,機(jī)器人并沒有取代他們?cè)O(shè)施中的人類工人,而是與人類一起工作來補(bǔ)充他們的工作(上圖2)。另有22%的人表示,機(jī)器人正在他們自己的工廠做部分工作。只有五分之一(21%)的受訪者認(rèn)為機(jī)器人正在取代勞動(dòng)力中的人類工人。
在許多方面,機(jī)器人并沒有取代人類的角色,而是讓人類變得更有價(jià)值。自動(dòng)化使人類能夠騰出時(shí)間去做更具挑戰(zhàn)性的工作,包括與客戶打交道、開發(fā)更好的產(chǎn)品,甚至自己管理機(jī)器人。
考慮到所有這些,61%的制造商表示人機(jī)交互在過去一年中至少有所增加也就不足為奇了。隨著制造商加速采用自動(dòng)化填充倉(cāng)庫(kù),人類和機(jī)器人同事在辦公室周圍進(jìn)行更多互動(dòng)才有意義。
圖3:在過去一年中,您設(shè)施樓層的人類工人和機(jī)器人之間的互動(dòng)是否有所增加?
在安全與效率之間取得平衡
機(jī)器人本身就存在危險(xiǎn),但由于制造商對(duì)安全的承諾,機(jī)器人的工業(yè)事故很少見。事實(shí)上,如果你算一下,美國(guó)大約有2.5億輛汽車在運(yùn)行,你被汽車撞死的可能性是被機(jī)器人撞死的可能性的150倍左右。然而,隨著機(jī)器人的使用激增,真正需要保護(hù)的是人類與機(jī)器人同伴之間的互動(dòng)。
盡管當(dāng)事故確實(shí)發(fā)生時(shí),頭條新聞會(huì)引起人們的注意,但現(xiàn)實(shí)情況是,在過去的幾十年中,與機(jī)器人相關(guān)的傷害數(shù)量急劇下降,根據(jù)OSHA(職業(yè)安全與健康標(biāo)準(zhǔn))的數(shù)據(jù),自2004年以來只有20起事故。該數(shù)據(jù)支持了為什么63%的受訪制造商表示他們至少對(duì)與機(jī)器人互動(dòng)時(shí)的安全性感到“適度滿意”。然而,這些制造商中的許多制造商所依賴的傳統(tǒng)機(jī)器人安全措施雖然通常有效,但其重點(diǎn)是讓機(jī)器人與人類同事完全隔離。
圖4:您設(shè)施中目前針對(duì)機(jī)器人采取的保護(hù)措施是什么?
事實(shí)上,根據(jù)研究結(jié)果,完全圍起來的籠式環(huán)境(41%)仍然是當(dāng)今制造設(shè)施中最常用的防護(hù)措施。這種方法的使用明顯多于限制性較低的保障措施。17%的制造商表示他們使用光幕,14%的制造商表示他們依賴區(qū)域掃描儀作為保護(hù)措施。與此同時(shí),壓力感應(yīng)墊、功率和力限制(PFL)機(jī)器人以及“其他”保護(hù)方法各獲得了9%的回復(fù)。
因此,雖然大多數(shù)制造商都在籠子環(huán)境中確保工人的安全,但從現(xiàn)代制造的角度來看,當(dāng)涉及速度、效率和靈活性等其他領(lǐng)域時(shí),他們的效率卻變得難以置信地低下。結(jié)果就會(huì)對(duì)自動(dòng)化和機(jī)器人的使用受到限制。
事實(shí)上,根據(jù)研究結(jié)果,完全圍起來的籠式環(huán)境(41%)仍然是當(dāng)今制造設(shè)施中最常用的防護(hù)措施。
44%的制造商指出他們至少每1-2小時(shí)進(jìn)入一次工作單元,另外63%的制造商報(bào)告他們的工作單元保護(hù)解決方案是以限制靈活性、增加人員工作量、限制空間和放慢速度等形式提出挑戰(zhàn),減少了生產(chǎn)時(shí)間。
圖5:當(dāng)前機(jī)器人工作單元保護(hù)解決方案(制造商報(bào)告的挑戰(zhàn))所帶來挑戰(zhàn)的細(xì)分。
效率挑戰(zhàn)
81%的制造商表示,他們對(duì)機(jī)器人主導(dǎo)的生產(chǎn)停工問題,進(jìn)一步質(zhì)疑這些安全措施的效率,有些甚至非常頻繁。超過五分之一的受訪者表示,他們當(dāng)前的機(jī)器人工作單元保護(hù)方法存在滋擾性故障,導(dǎo)致生產(chǎn)至少每隔幾個(gè)小時(shí)就會(huì)停工一次。另有21%的人表示這種情況“一天發(fā)生幾次”。
故障的增加加上工人的更多任務(wù)會(huì)減慢生產(chǎn)時(shí)間,這當(dāng)然會(huì)增加費(fèi)用。這些不斷增加的成本是幾乎所有全球制造商都在努力應(yīng)對(duì)供應(yīng)鏈限制的問題。
事實(shí)上,制造商指出,“降低制造成本和復(fù)雜性”是他們?cè)谖磥砹鶄€(gè)月到一年內(nèi)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。描述這些生產(chǎn)成本問題的33%僅次于那些指出供應(yīng)鏈限制(34%)以及雇用和培訓(xùn)技術(shù)工人(37%),這些是他們面臨的最大挑戰(zhàn)的人。
圖6:在接下來的6個(gè)月到一年中,您的制造工廠面臨的最大挑戰(zhàn)是什么(選擇所有適用項(xiàng))?
減少制造自動(dòng)化限制
行業(yè)數(shù)據(jù)突顯出自大流行開始以來制造商的自動(dòng)化程度有所提高,這無(wú)疑是該行業(yè)擁抱創(chuàng)新的積極信號(hào)。然而,隨著機(jī)器勞動(dòng)力的發(fā)展,他們工作的環(huán)境也必須如此。
為了優(yōu)化他們的投資,制造商必須創(chuàng)造一個(gè)有利于這種新的混合工作場(chǎng)所的環(huán)境。為此,制造商必須創(chuàng)造機(jī)器人和人類可以作為協(xié)作者在附近工作的環(huán)境,優(yōu)化空間并提高生產(chǎn)率。然而,具有諷刺意味的是,隨著制造商越來越多地尋求自動(dòng)化流程的方法,過時(shí)的保護(hù)措施在許多情況下阻礙了他們完全接受它的能力。
圖7:是否有您希望實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化但由于保護(hù)復(fù)雜性或障礙而無(wú)法實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用程序?
事實(shí)上,接受調(diào)查的制造商列舉了許多他們希望實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化但由于維護(hù)復(fù)雜性或障礙而無(wú)法實(shí)現(xiàn)的領(lǐng)域。其中提到的領(lǐng)域包括操作員裝載站(24%)焊接和錫焊(18%)、初級(jí)包裝(17%)和碼垛/卸垛(13%)。
值得慶幸的是,借助速度和間隔監(jiān)控(SSM)等智能安全措施,人類工人可以在機(jī)器人附近安全地進(jìn)行互動(dòng),而不必進(jìn)入絕望的籠子工作環(huán)境。有了這些新的創(chuàng)新,制造商可以優(yōu)先考慮安全性和生產(chǎn)力,而不必犧牲其中之一。