ISO新規(guī)范問(wèn)世　協(xié)作型機(jī)器人更安全

　　勞工的人身安全問(wèn)題是協(xié)作型機(jī)器人發(fā)展上的一大考驗(yàn)。為了讓業(yè)界有更明確的依循標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織日前發(fā)表ISO/TS 15066規(guī)范，針對(duì)ISO 10218“工業(yè)機(jī)器人安全要求”做詳盡補(bǔ)充。業(yè)界預(yù)估，此標(biāo)準(zhǔn)將讓協(xié)作機(jī)器人變得更為安全，也有助于提升產(chǎn)線運(yùn)作效率。

　　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)日前發(fā)表ISO/TS 15066新技術(shù)規(guī)范，作為ISO 10218“工業(yè)機(jī)器人安全要求”標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充文件。新規(guī)章詳細(xì)定義協(xié)作型機(jī)器人設(shè)計(jì)與安裝要求，以及安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估準(zhǔn)則，未來(lái)機(jī)器人制造商與零件開發(fā)商可依循此一規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保勞工在協(xié)作型機(jī)器人環(huán)境下的人身安全。

　　Universal Robots全球法務(wù)長(zhǎng)Lasse Kieffer表示，ISO 10218在2011年修訂公告時(shí)著重于傳統(tǒng)工業(yè)型機(jī)器人，而當(dāng)時(shí)協(xié)作型機(jī)器人技術(shù)仍較新穎，所以并未仔細(xì)訂定規(guī)范，現(xiàn)今相關(guān)產(chǎn)業(yè)可遵循ISO/TS 15066，來(lái)確保協(xié)作型機(jī)器人能和人類一起安全作業(yè)。

　　這項(xiàng)新技術(shù)規(guī)范由二十四個(gè)參與國(guó)的成員共組國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織委員會(huì)起草，其中亦包括協(xié)作型機(jī)器人制造商代表如丹麥業(yè)者Universal Robots。ISO/TS 15066相關(guān)作業(yè)始自2010年，最終發(fā)表內(nèi)容為所有利益關(guān)系人共識(shí)結(jié)果，其是針對(duì)2011年公布的ISO 10218-1與ISO 10218-2工業(yè)機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)，提供額外補(bǔ)充資訊，并詳述各項(xiàng)人機(jī)協(xié)作概念以及相關(guān)需求。此外，也包括設(shè)計(jì)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，更有一項(xiàng)身體各部位在機(jī)器人速度、壓力及沖擊下的疼痛程度門檻的分析研究。

　　Universal Robots技術(shù)長(zhǎng)Esben Ostergaard指出，ISO/TS 15066象征各成員國(guó)對(duì)新興技術(shù)達(dá)成共識(shí)。人類對(duì)機(jī)器人安全須謹(jǐn)慎以對(duì)，同時(shí)亦仍要持續(xù)研究，找出人類與機(jī)器人的安全互動(dòng)方式，并思考如何訂定務(wù)實(shí)原則，藉以充分發(fā)揮協(xié)作型機(jī)器人的潛力。該公司身為協(xié)作型機(jī)器人生產(chǎn)業(yè)者，也期待能與時(shí)俱進(jìn)，令產(chǎn)品具備可調(diào)式安全功能及符合各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

　　Universal Robots亞洲區(qū)總經(jīng)理Shermine Gotfredsen補(bǔ)充，ISO/TS 15066的宣布將允許系統(tǒng)整合者能與該規(guī)范結(jié)合并履行安全協(xié)作型應(yīng)用。協(xié)作型應(yīng)用的履行，有益增加對(duì)協(xié)作型機(jī)器人的需求。

　　Gotfredsen指出，UR遵守ISO/TS 15066對(duì)協(xié)作型機(jī)器人的力道與力量限制。該公司目前發(fā)布的最新款協(xié)作型機(jī)器人--UR3，其荷重為3公斤、終端關(guān)節(jié)可無(wú)限旋轉(zhuǎn)，以及力道能降低至50牛頓。

　　現(xiàn)階段，UR的協(xié)作型機(jī)器人除了被廣泛使用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域之外，當(dāng)前亦被餐廳和旅館采用，并且也導(dǎo)入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)無(wú)人搬運(yùn)車(AGV)，有助讓產(chǎn)品生產(chǎn)更自動(dòng)化與容易。

　　據(jù)了解，該公司機(jī)器人專利安全系統(tǒng)內(nèi)，共有八項(xiàng)可調(diào)式安全功能，包括關(guān)節(jié)位置與速度、TCP位置、方位、速度與力道，以及動(dòng)力和機(jī)器的電力。

　　整體來(lái)看，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織最新發(fā)表的ISO/TS 15066，有助確保勞工和協(xié)作型機(jī)器人共事的人身安全，加速智慧工廠和人機(jī)協(xié)作實(shí)現(xiàn)。而除了UR積極推廣外，ABB也擴(kuò)大展開搶攻。

　　強(qiáng)化力道控制/負(fù)重　ABB明年推單臂YuMi

　　圖1　ABB自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)控制事業(yè)部工業(yè)機(jī)器人專案工程師陳君羽表示，現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式是少量多樣，在成本與效益的考量下，人機(jī)協(xié)同是當(dāng)前有效的解決方式。

　　國(guó)際工業(yè)機(jī)器人大廠ABB為搶進(jìn)協(xié)作型機(jī)器人版圖，于2015年收購(gòu)德國(guó)Gomtec公司以及推出雙臂協(xié)作型機(jī)器人--YuMi。據(jù)悉，該公司將于2017年推出采用Gomtec技術(shù)的單臂協(xié)作型機(jī)器人--Next YuMi(暫定名稱)，其能從事更高荷重的工作。

　　ABB自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)控制事業(yè)部工業(yè)機(jī)器人專案工程師陳君羽(圖1)觀察，人機(jī)協(xié)同適合處理較小型的作業(yè)，由于人無(wú)法處理太重的東西，所以太重的場(chǎng)合并不適合使用人機(jī)協(xié)作的概念，因此當(dāng)前協(xié)作型機(jī)器人都屬小型并多從事零件組裝，譬如3C組裝產(chǎn)線便適合使用人機(jī)協(xié)同的生產(chǎn)概念，2016年協(xié)作型機(jī)器人在3C市場(chǎng)的產(chǎn)量也有逐漸上升的趨勢(shì)。

　　陳君羽表示，比起傳統(tǒng)機(jī)器人而言，協(xié)作型機(jī)器人具有提高空間利用率的特色。因協(xié)作型機(jī)器人具安全性，人們靠近它進(jìn)行生產(chǎn)工作時(shí)，毋須刻意遠(yuǎn)離，故在同樣的空間與體積內(nèi)，能放入更多協(xié)作型機(jī)器設(shè)備，有助提升生產(chǎn)效率。

　　據(jù)了解，ABB在2015年推出雙臂協(xié)作型機(jī)器人--YuMi，相較其他廠商多推出單臂協(xié)作型機(jī)器人來(lái)說(shuō)，該公司會(huì)生產(chǎn)雙臂機(jī)器人是由于當(dāng)前3C組裝仍以人為核心，諸多復(fù)雜動(dòng)作須要雙手來(lái)處理，因此YuMi便模仿人類雙手各七軸的設(shè)計(jì)，來(lái)提升作業(yè)能力。

　　未來(lái)在2017年時(shí)，ABB亦預(yù)計(jì)推出單臂協(xié)作型機(jī)器人--Next YuMi。據(jù)悉，下一代YuMi會(huì)采用Gomtec的技術(shù)，同時(shí)將具備更精密的力道感測(cè)控制、更快速度與更高荷重。此外，單臂設(shè)計(jì)的價(jià)格與成本也會(huì)更便宜。

　　另外，對(duì)于ISO/TS 15066的發(fā)布將為協(xié)作型機(jī)器人發(fā)展帶來(lái)哪些影響?陳君羽觀察，ISO 10218利用圍籬將機(jī)器人關(guān)在安全范圍內(nèi)，藉由限制空間來(lái)避免機(jī)器人意外傷人，但機(jī)器人本身仍具危險(xiǎn)。但I(xiàn)SO/TS 15066是專為協(xié)作型機(jī)器人所制定，其目的以保護(hù)人為主，并多了以下的人機(jī)協(xié)作定義，包括傷害分級(jí)、機(jī)器人速度/功率限制、人機(jī)協(xié)作的定義、風(fēng)險(xiǎn)管理、周邊設(shè)備設(shè)計(jì)原則與負(fù)責(zé)人定義(如機(jī)器人廠商或系統(tǒng)商)等。

　　陳君羽認(rèn)為，ISO/TS 15066的問(wèn)世，能拉近機(jī)器人與人的距離，更加反映市場(chǎng)對(duì)人機(jī)協(xié)作模式的認(rèn)同。

　　陳君羽補(bǔ)充，以往ISO標(biāo)準(zhǔn)都是ABB會(huì)加入的認(rèn)證。除了ISO認(rèn)證之外，YuMi機(jī)器人亦獲得UL1740認(rèn)證，不管在沖擊力道、電擊、溫度和電磁波等方面都具有安全保證。

　　整體觀察，目前不只是協(xié)作型機(jī)器人越來(lái)越受矚目，而是整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)都正蓬勃發(fā)展，因此也帶動(dòng)全球?qū)C(jī)器人的需求，譬如亞太和北美地區(qū)對(duì)機(jī)器人的需求都大幅攀升。

　　亞太區(qū)機(jī)器人支出攀升　醫(yī)療/農(nóng)業(yè)亦擴(kuò)大導(dǎo)入

　　根據(jù)國(guó)際研究調(diào)查機(jī)構(gòu)IDC近日發(fā)布的報(bào)告指出，亞太地區(qū)的機(jī)器人及相關(guān)服務(wù)支出在2015∼2019年的年復(fù)合成長(zhǎng)率(CAGR)為19%，該地區(qū)在工業(yè)、服務(wù)和消費(fèi)性機(jī)器人的支出于2019年將成長(zhǎng)至近210億美元。除了汽車行業(yè)采用機(jī)器人之外，零售、物流、醫(yī)療照護(hù)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域也已導(dǎo)入機(jī)器人。

　　IDC制造觀察機(jī)器人研究經(jīng)理Jing Bing Zhang表示，未來(lái)創(chuàng)新的工廠可以賦予制造業(yè)重要的改變，而機(jī)器人是其中之一的核心技術(shù)，其能驅(qū)動(dòng)商業(yè)模式轉(zhuǎn)變、帶來(lái)新的營(yíng)收，以及以知識(shí)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)與新工作流程。

　　Zhang指出，盡管傳統(tǒng)上機(jī)器人多應(yīng)用于汽車產(chǎn)業(yè)，但現(xiàn)今在電子、零售、醫(yī)療照護(hù)、物流、農(nóng)業(yè)、服務(wù)、教育和政府等領(lǐng)域也漸漸增加采用機(jī)器人。機(jī)器人會(huì)被廣泛采用主要是由于勞工薪資增加、專業(yè)人才短缺、機(jī)器人系統(tǒng)價(jià)格降低、日益要求品質(zhì)，以及國(guó)家策略倡議等原因所驅(qū)動(dòng)。

　　當(dāng)前亞太地區(qū)的機(jī)器人支出是由離散元件與制程制造業(yè)所主導(dǎo)，其次的機(jī)器人支出則是資源和醫(yī)療照護(hù)。從技術(shù)角度而言，亞太地區(qū)在機(jī)器人系統(tǒng)，包括工業(yè)、服務(wù)和消費(fèi)性機(jī)器人的支出在2019年將成長(zhǎng)至近210億美元。然而，服務(wù)相關(guān)的支出，包含應(yīng)用管理、教育和訓(xùn)練、硬體部署、系統(tǒng)整合以及諮詢，在2019年會(huì)超過(guò)240億美元。

　　值得關(guān)注的是，2015年亞太地區(qū)占機(jī)器人總支出65%以上。

　　Zhang補(bǔ)充，2013年中國(guó)變成全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)、2014年占全球工業(yè)機(jī)器人出貨量超過(guò)25%，預(yù)估該股成長(zhǎng)趨勢(shì)將會(huì)持續(xù)，一部分是因?yàn)?ldquo;中國(guó)制造2025”的政策所驅(qū)動(dòng)，在此政策中機(jī)器人被列入十大關(guān)鍵技術(shù)。

　　除了制造業(yè)，該研究機(jī)構(gòu)也觀察到亞太其他產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)，比方像醫(yī)療照護(hù)、零售、消費(fèi)和資源。舉例而言，如澳洲機(jī)器人能幫助采礦自動(dòng)化。

　　北美機(jī)器人市場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)滾　2015年創(chuàng)新紀(jì)錄

　　根據(jù)機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)(RIA)的研究資料顯示，北美的機(jī)器人市場(chǎng)成長(zhǎng)力道佳，訂單量和出貨量皆雙雙于2015年刷新紀(jì)錄。在2015年間，共有三萬(wàn)一千四百六十四臺(tái)機(jī)器人(總價(jià)值約18億美元)的訂單量，其單位與價(jià)值分別增加14%與11%;在出貨量方面，共有兩萬(wàn)八千零四十九臺(tái)機(jī)器人(總價(jià)值約16億美元)被出貨至北美，在單位與價(jià)值各成長(zhǎng)10%和9%。

　　據(jù)悉，汽車產(chǎn)業(yè)是2015年北美機(jī)器人成長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)來(lái)源，與2014年相比，機(jī)器人訂單量上升19%。非汽車產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的訂單量亦增加5%，2015年非汽車產(chǎn)業(yè)的訂單成長(zhǎng)主要來(lái)自半導(dǎo)體和電子產(chǎn)業(yè)，共增長(zhǎng)35%。

　　RIA市場(chǎng)分析經(jīng)理Alex Shikany表示，2015年北美機(jī)器人訂單量成長(zhǎng)最快速的應(yīng)用是涂料和點(diǎn)膠(占49%)、物料運(yùn)輸(占24%)以及點(diǎn)焊(占22%)。

　　該協(xié)會(huì)估計(jì)當(dāng)前北美工廠約采用二十六萬(wàn)臺(tái)的機(jī)器人，其在數(shù)量上是繼日本和中國(guó)之后排名第三。

　　北美機(jī)器人市場(chǎng)的創(chuàng)新紀(jì)錄表現(xiàn)也伴隨著失業(yè)人數(shù)的下降。過(guò)去幾個(gè)月，美國(guó)勞工統(tǒng)計(jì)局宣布美國(guó)失業(yè)率達(dá)到4.9%，這是自從2008年2月以來(lái)的最低水平。

　　RIA總裁Jeff Burnstein指出，比起之前，現(xiàn)今機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有許多的機(jī)會(huì)，其持續(xù)地成長(zhǎng)為人們制造諸多新興的工作機(jī)會(huì)，舉例而言人們能夠從事編程、安裝、驅(qū)動(dòng)以及維修機(jī)器人，事實(shí)上，工業(yè)自動(dòng)化有助創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。