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面對(duì)日益嚴(yán)峻的勞動(dòng)力短缺與人力成本問(wèn)題，愈來(lái)愈多制造業(yè)者開(kāi)始將工業(yè)用機(jī)械手臂導(dǎo)入現(xiàn)有的生產(chǎn)線，期更精準(zhǔn)地管理勞動(dòng)成本，并有效提升產(chǎn)品良率及產(chǎn)能，同時(shí)達(dá)到降低污染、有效節(jié)能，以及兼顧產(chǎn)線作業(yè)人員健康，減低慢性職災(zāi)的可能性。 隨著自動(dòng)化產(chǎn)線的大趨勢(shì)來(lái)臨，制造業(yè)者在產(chǎn)線升級(jí)需求上，普遍強(qiáng)調(diào)兩大重點(diǎn)：一、機(jī)械手臂在產(chǎn)線的生產(chǎn)應(yīng)用上更廣泛、更多元、更精準(zhǔn)、比擬人工的精致作動(dòng)，以生產(chǎn)出更高品質(zhì)的產(chǎn)品。另一方面，在轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，業(yè)者必須降低整合應(yīng)用的成本，落實(shí)有效運(yùn)用資源，成為自動(dòng)化生產(chǎn)制造商的首要課題。 勞動(dòng)力問(wèn)題重重傳統(tǒng)產(chǎn)線面臨挑戰(zhàn) 在過(guò)去勞力密集的年代，制造業(yè)必須仰賴大量的人力以應(yīng)付產(chǎn)量需求，但重復(fù)性且精密度高的工作若大量依靠人力生產(chǎn)，便易產(chǎn)生品質(zhì)良莠不齊、產(chǎn)能不一等許多難以克服的問(wèn)題。 此外，近年來(lái)，歐、美、亞洲等全球制造業(yè)、臺(tái)商皆開(kāi)始面臨許多勞工問(wèn)題，像是缺工，以及管理上的問(wèn)題。在缺工問(wèn)題方面，因?yàn)榇箨懻咭惶セ挠绊懴拢偌由显S多家庭薪資水平提升，使得到工廠做作業(yè)員的人數(shù)不斷減少，再加上流動(dòng)率高與訓(xùn)練成本大增，許多的工廠正苦惱該如何面對(duì)缺工這一大問(wèn)題。 在基本薪資方面，以中國(guó)大陸為例，根據(jù)彭博社指出，美國(guó)銀行(BankofAmerica)分析師LuTing估計(jì)，中國(guó)工資繼2013年整體平均增加10.7%之后，2014年將進(jìn)一步走高約11%；摩根大通(JPMorganChase)與瑞穗證券亞洲(MizuhoSecuritiesAsia)，則預(yù)估上揚(yáng)幅度約在10?15%之間。
而日漸取代中國(guó)的東南亞勞動(dòng)力，其雇傭成本也正不斷增加中，根據(jù)日本經(jīng)濟(jì)新聞報(bào)導(dǎo)，包含豐田汽車(Toyota)等一百家以上日本企業(yè)進(jìn)駐的印尼卡拉旺市，于2014年第一季將基本薪資一口氣調(diào)升22%；首都雅加達(dá)的薪資水準(zhǔn)則在兩年內(nèi)上漲1.6倍左右，而越南的河內(nèi)、胡志明市等都市，近5年最低薪資也增加2倍以上，由于越南政府新訂定的基本薪資提高，令外資企業(yè)不得不配合政策、調(diào)高薪酬；當(dāng)勞動(dòng)成本占營(yíng)收比率大幅上升后，在中國(guó)、東南亞設(shè)廠已逐漸不具備跨國(guó)企業(yè)生產(chǎn)要素的勞動(dòng)套利吸引力，成為近年來(lái)全球制造業(yè)經(jīng)營(yíng)與發(fā)展的重大挑戰(zhàn)之一。
機(jī)械手臂技術(shù)趨成熟產(chǎn)線自動(dòng)化提升企業(yè)力
除了缺工問(wèn)題、基本薪資不斷調(diào)升，管理上的問(wèn)題影響也極為嚴(yán)重，因此，產(chǎn)線自動(dòng)化與廠房設(shè)施的升級(jí)，已是臺(tái)商與跨國(guó)制造業(yè)在面對(duì)勞動(dòng)成本逐年提升的重要因應(yīng)方案。
自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)升級(jí)以日本、歐美業(yè)者起步較早，初期以機(jī)械生產(chǎn)為主，進(jìn)而將機(jī)械化轉(zhuǎn)換為電腦化、自動(dòng)化，降低部分人力需求，但是還是必須仰賴一定的人力來(lái)執(zhí)行。隨著自動(dòng)化工業(yè)機(jī)械手臂的發(fā)展日益成熟，許多企業(yè)將工業(yè)用機(jī)械手臂導(dǎo)入現(xiàn)有的生產(chǎn)線，帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)不僅只是更精準(zhǔn)地管理勞動(dòng)力成本，更能有效提升產(chǎn)品良率及產(chǎn)能，并達(dá)到降低污染，有效節(jié)能、運(yùn)用資源，同時(shí)還能兼顧產(chǎn)線作業(yè)人員的健康，減低慢性職災(zāi)發(fā)生的可能性。
根據(jù)國(guó)際機(jī)器人協(xié)會(huì)(IFR)報(bào)導(dǎo)指出，2014年起，未來(lái)3年內(nèi)，亞太地區(qū)機(jī)器人安裝數(shù)量預(yù)計(jì)每年增加8%，顯見(jiàn)機(jī)械手臂市場(chǎng)正逐年成長(zhǎng)，反應(yīng)當(dāng)前的自動(dòng)化產(chǎn)線發(fā)展趨勢(shì)。以微型機(jī)械手臂為例，自2011至2016年，整體市場(chǎng)規(guī)模預(yù)估將有高達(dá)60%的成長(zhǎng)幅度，而精工愛(ài)普生(Epson)的工業(yè)用SCARA機(jī)器人，更是穩(wěn)居全球市占率第一并創(chuàng)下31%的歷史新高。
企業(yè)主重視生產(chǎn)效率與提升產(chǎn)品良率，也進(jìn)一步衍生機(jī)械手臂邁向更智慧化的功能演進(jìn)，力求更趨近于人力、人腦的人工智慧，例如Epson日前在2014臺(tái)北國(guó)際自動(dòng)化工業(yè)展時(shí)，首次在臺(tái)展出的力覺(jué)感應(yīng)器(ForceSensor)應(yīng)用，提供與機(jī)械手臂全方位的整合與作動(dòng)，以適度及正確的力量反饋偵測(cè)、等力控制及力覺(jué)量測(cè)應(yīng)用技術(shù)，提供高度整合的解決方案。
ForceSensor提供不管在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)或電子產(chǎn)業(yè)，皆具備廣泛應(yīng)用功能且量身訂做的導(dǎo)引套裝軟體，提供市場(chǎng)上唯一的跨平臺(tái)解決方案，可避免產(chǎn)線整合應(yīng)用時(shí)，花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間撰寫額外冗長(zhǎng)程式及執(zhí)行繁復(fù)的校正。
此外，Epson也預(yù)測(cè)，具備自主性、靈活度的雙臂型人工智慧機(jī)，將成為未來(lái)10年的技術(shù)發(fā)展主流，因此已開(kāi)發(fā)出“自主性雙臂型機(jī)器人”原型機(jī)，可進(jìn)一步擴(kuò)大自動(dòng)化生產(chǎn)線的工作范圍；而其所搭載的視覺(jué)感應(yīng)功能與人眼非常相近，能夠準(zhǔn)確辨識(shí)三度空間內(nèi)物體的位置與方向。兩支機(jī)械手臂皆載具標(biāo)準(zhǔn)配備，包括多用途末端夾持工具，可抓取、夾持及插入各種不同形狀和大小的物體。除此之外，雙臂型機(jī)器人還搭載了新開(kāi)發(fā)的力覺(jué)感應(yīng)器，使手臂的施力可達(dá)成與人類相仿的力感控制。透過(guò)搭載視覺(jué)與力覺(jué)感應(yīng)功能，自主性雙臂型機(jī)器人能達(dá)到自主判斷、快速辨識(shí)形體、顏色，并調(diào)整施加之力量大小以執(zhí)行更具細(xì)致度的工作。
自動(dòng)化產(chǎn)線升級(jí)門檻高成本/技術(shù)為兩大挑戰(zhàn)
自動(dòng)化產(chǎn)線升級(jí)優(yōu)勢(shì)多，已成銳不可當(dāng)?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)，然而，對(duì)于眾多傳統(tǒng)型或正在經(jīng)歷產(chǎn)線轉(zhuǎn)型過(guò)程的制造業(yè)者來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化生產(chǎn)線并非一蹴可幾。轉(zhuǎn)型過(guò)程中的成本考量、人才培育、系統(tǒng)整合等，儼然成為制造業(yè)者力求升級(jí)轉(zhuǎn)型的第二波挑戰(zhàn)。
在升級(jí)為自動(dòng)化生產(chǎn)線的過(guò)程中，多數(shù)廠商受限于成本考量，在采購(gòu)上必須按部就班，視產(chǎn)線的需求與預(yù)算，采購(gòu)不同廠牌或應(yīng)用平臺(tái)的機(jī)械手臂。而當(dāng)不同廠牌的機(jī)械手臂與平臺(tái)需整合應(yīng)用時(shí)，耗費(fèi)大量時(shí)間與人力成本反覆校正以達(dá)到精準(zhǔn)整合，是轉(zhuǎn)型過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題。此外，自動(dòng)化產(chǎn)線的應(yīng)用、操作，有別于傳統(tǒng)重復(fù)性高、動(dòng)作簡(jiǎn)化單一的勞力生產(chǎn)線，制造業(yè)者須重新檢視企業(yè)內(nèi)部的人才養(yǎng)成、教育訓(xùn)練，搭配硬體廠商的相關(guān)教育與售后服務(wù)，才能避免轉(zhuǎn)型帶來(lái)的人才斷層。
跨平臺(tái)整合方案助攻自動(dòng)化產(chǎn)線無(wú)痛升級(jí)
為協(xié)助業(yè)者跨越進(jìn)入自動(dòng)化生產(chǎn)的障礙，達(dá)成更快速、更流暢的產(chǎn)線升級(jí)，機(jī)器手臂開(kāi)發(fā)商除戮力強(qiáng)化工程團(tuán)隊(duì)支援服務(wù)，為各種產(chǎn)線業(yè)者提供縝密的客制化售前規(guī)畫與售后服務(wù)之外，更在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上力求更加順暢、完善的整合度。
舉例來(lái)說(shuō)，Epson為其力覺(jué)感應(yīng)器所量身打造的導(dǎo)引套裝軟體，即為大套跨平臺(tái)整合方案，可有效避免產(chǎn)線整合時(shí)，花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間撰寫額外冗長(zhǎng)程式及執(zhí)行繁復(fù)的校正。在視覺(jué)辨識(shí)系統(tǒng)方面，Epson也獨(dú)家開(kāi)發(fā)視覺(jué)整合平臺(tái)服務(wù)，透過(guò)提供更開(kāi)放的介面，省去重新規(guī)畫程式的繁瑣過(guò)程，達(dá)成與第三方視覺(jué)廠商或其他組件更有效率的整合。
此外，針對(duì)部分流程復(fù)雜的生產(chǎn)線，也有業(yè)者開(kāi)發(fā)出一對(duì)多控制整合機(jī)械手臂(圖1)，革新傳統(tǒng)一對(duì)一的機(jī)械手臂控制系統(tǒng)所面臨的操作瓶頸，以單一電腦系統(tǒng)，同時(shí)控制多臺(tái)機(jī)械手臂，有效簡(jiǎn)化操作流程，并可為作動(dòng)較復(fù)雜的生產(chǎn)線節(jié)省設(shè)備成本，加速產(chǎn)線自動(dòng)化進(jìn)程。
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