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布局多軸機器人市場 台灣需從產業應用下手
挑戰仍多 仍需前行

【作者: 姚嘉洋】   2016年04月11日 星期一

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在國內,談到機器人,我們可以很容易聯想到鴻海先前為了節省人力,而打算導入機器手臂,以提升生產效能與降低人力成本。後來鴻海與軟銀合作,共同推出了Pepper,讓產業界對於「機器人」有了更多的想像空間。


工業機器人發展 重點仍在人力成本

談到台灣在全球機器人產業發展的狀況,對於台灣機器人產業發展有一定了解程度的台灣智慧自動化與機器人協會祕書長陳文貞談到,早在二十多前,台灣的工研院就已經開發了六軸機器人,但在當時,對岸的中國大陸才進入開放時期,擁有極低成本的勞動人力,使得台灣紛紛前往大陸設廠,所以使得台灣的機器人產業礙於時空背景不利的情況下,其發展受到不少限制。


而近年來,大陸的快速起飛,勞動成本快速提升,許多廠房被迫向更低成本的國家區域移動,但歸納來看,終究不是根本解決問題的方法,採取生產方法轉型,才能有效將生產成本降低,而機器人正是方法之一。而鴻海本身就是最為鮮明的一個例子。


圖1 : 過去大陸因為人力成本低廉,吸引不少台灣業者過去設廠,如今在成本大幅提升的情況下,工業機器人的發展再度受到高度重視。(Source:scir.org)
圖1 : 過去大陸因為人力成本低廉,吸引不少台灣業者過去設廠,如今在成本大幅提升的情況下,工業機器人的發展再度受到高度重視。(Source:scir.org)

幸運的是,政府已在2005年開始推動機器人產業的發展,到了2010年才開始有了初步的成果,像是工業機器人或是服務型機器人等,在近年一個接著一個出現在市場上。


機器人就應用類型來看,大致上可以分為居家照護與工業生產兩大類別,前者以居家照護、陪伴或是庶務類為主,後者則是側重工業搬運、抓取物料。這兩類機器人隨著高齡化與工業4.0等議題浮上檯面,在近期也有相當程度的進展。


台灣若要在短時間內提升在多軸機器人的能見度,與系統整合業者之間的合作,將是重要關鍵。當然,從半導體、製造代工與紡織領域等,只要了解該產業特性,台灣仍有大好機會。

工研院IEK機械與系統研究組研究員黃仲宏表示,觀察全球機器人市場的發展,現階段工業機器人的銷售金額已高於居家領域許多,但隨著時間推移,居家領域反倒會大幅超過工業用,原因在於高齡化對於人口結構產生了相當程度的影響。從醫療照護、東西的搬運、打掃或是陪伴等,都會在居家領域佔有一席之地。不過,黃仲宏也提醒,工業機器人與居家照護用之間的界線將愈趨模糊,屆時,在討論機器人應用時,必須從應用面詳加定義,才能有進一步的討論與研究的空間。據了解,目前國際市場也傳出要將無人機定義為機器人的應用種類之一。



圖2 : 未來可以想見的是,工業與服務機器人之間的界限將愈趨模糊,如何定義其應用,將至關重要。(Source:recode.net)
圖2 : 未來可以想見的是,工業與服務機器人之間的界限將愈趨模糊,如何定義其應用,將至關重要。(Source:recode.net)

陳文貞認為,不論是工業4.0或是政府所推動的生產力4.0,都需要機器人的奧援,所以機器人的發展勢在必行。她坦言,相較於國外,台灣發展機器人的時間的確落後國外有一大段的距離,所以居於劣勢是正常的現象。但我們不能因為人家有完整的產業鏈,就完全放棄發展。只要願意採取行動,台灣就有機會在該產業中佔有一席之地。


而近期工業4.0與智慧工廠等概念成了科技產業的熱門話題後,工業機器人也衍生出更多的討論。黃仲宏也談到,台灣在單軸、滑軌與直角座標等領域,擁有相當不錯的表現。但進入到三軸以上的多軸機器人市場,台灣就面臨了許多國際一線大廠的強力競爭。像是德國與日本,都在全球多軸機器人市場佔有領導地位。


人機協同的問題與挑戰

除了多軸數量的增加、精密度的提升外,工業機器人市場也出現了另一個話題:「人機協同」。顧名思義,就是人們可以近距離與機器人一同進行工作。


廣義來看,機器人的存在,是要提升生產效率或是產品搬運時間,現場的工作人員可以將精力放在現場判斷、調度與指揮上。黃仲宏便指出,早在20年前,國際車廠BMW就已經導入了AGV(自動導向車),它能自動閃避障礙物,協助工作人員進行物料搬運的工作。


另一種應用場景是,現場人員可以與近距離與機器手臂進行協同作業,黃仲宏觀察,2014年,就已經有不少國際大廠如ABB、EPSON與松下等大廠,都開始展示人機協同的機器手臂。但他也認為,或許人機協同應用只是一種「噱頭」,對於實際應用場景沒辦法產生實際的助益。理由在於,工業機器人的發展來自於汽車工業,在這樣的生產環境下訴求:快、穩、準。一旦加入了人為因素,就生產速度反而會大打折扣,所以某程度上,人機協同對於汽車工業來說,反倒可能會成為一個缺點也說不定。



圖3 : 人機協同是目前工業多軸機器人領的討論話題,此一概念能不能順利推行,還要考量到多元因素。(Source:www.brewerystudios.co.uk)
圖3 : 人機協同是目前工業多軸機器人領的討論話題,此一概念能不能順利推行,還要考量到多元因素。(Source:www.brewerystudios.co.uk)

再者,考量到人身安全,人機協同究竟是否能有效地落實,這就還有待商榷。但換個角度來看,若能在某一個環結工序找到人機協同可以介入的空間,那麼人機協同應用,也有機會大放異采也說不定。


台灣的劣勢與機會

陳文貞進一步談到,工業機器人的發展之所以能夠如此蓬勃,主要的原因來自於汽車工業的強力需求,但是台灣在當時本來就沒有汽車工業,要發展工業機器人本就不易。但若將這樣的情況放到其他產業,台灣或許就能與國外站在同一個起跑位置。另一方面,市場一旦出現競爭,勢必就有價格競爭問題,台灣一直都有能力提供性價比高的產品,工業機器人也不例外,她本人相信,國外的競爭對手也感受到不小壓力。


黃仲宏直言,多軸機器人注重高精密度與穩定度,這必須借重上游零組件的供應業者的產品能力,像是減速機與伺服馬達等,在這方面,有不少國外業者具備不錯的實力。台灣雖然也有能力提供這方面的零組件,但在精密度與穩定度上就相對薄弱許多,但他也看到,台灣有不少業者正在積極強化這方面的產品競爭力。換言之,在現階段,面對多軸機器人市場的競爭,台灣仍有相當嚴苛的考驗。同樣的,在制定工業機器人相關的標準規範,如ISO10218-1,都是由國外所把持,若沒取得規範認證,就無法進行銷售,這也無形增加了競爭難度。



圖4 : 多軸機器手臂所需要的馬達,偏重高精準度,一般馬達要滿足這樣的需求,實為不易,若能在零組件端就能滿足多軸機器手臂的需求,對於未來發展將有相當大的助益。(Source:maxonmotorusa.wordpress.com)
圖4 : 多軸機器手臂所需要的馬達,偏重高精準度,一般馬達要滿足這樣的需求,實為不易,若能在零組件端就能滿足多軸機器手臂的需求,對於未來發展將有相當大的助益。(Source:maxonmotorusa.wordpress.com)

呼應了黃仲宏的說法,陳文貞也同意,目前工業機器人諸多國際標準的確是由國外大廠所把持,不過協會也正在積極凝聚國內的產業共識,先在國內形成標準與第三方認證等,再從安全性下手,進一步升級為國家標準,進而與對岸合作,以取得對岸龐大的市場商機。


陳文貞也不諱言,她本人並不清楚台灣科技產業對於國產機器人的採用狀況,但她認為,製造業都想要升級轉型,關鍵在於如何將「傳統人力轉為機器人力」,這方面若能透過系統整合業者的協助,只要解決製造方的問題,那麼機器人業者只要與系統整合業者可以有密切的配合,那麼,打進廠房供應鏈就不是太大的問題。


不過,面對這波強力競爭,黃仲宏也認為,基於不同產業的應用環境與特性,從食品、電子與紡織等,不同需求的廠房,仍然還要透過系統整合來滿足需求,台灣若能從系統整合角度,強化如工業電腦、PLC(可編程邏輯控制器)等異業合作,那或許就有機會突圍。


*刊頭圖片來源(Source:ABB)


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