全球制造業(yè)持續(xù)面臨勞動人口逐年降低的問題,為解決缺工危機,過去幾年「無人工廠」可說是勢頭非常強勁。制造業(yè)者認為,人類既有過勞及缺工的問題,又可能因操作失誤而產(chǎn)生致命危險,如此何不干脆讓機器人取代人類?
但機器人真的能一勞永逸嗎?仔細觀察,其實市場近年對于智能制造的策略已經(jīng)開始有所轉向,歐美大廠現(xiàn)已不再只是研究于怎么開發(fā)以機器人為首的無人工廠,反而更聚焦于人跟機器之間該如何互動與搭配,才能有效發(fā)揮彼此的價值。
這說明無人工廠的概念似乎已開始有所翻轉。例如一直將無人工廠視為終極目標的Tesla近期就面臨一項大麻煩,執(zhí)行長Elon Musk甚至形容Tesla正面臨「生產(chǎn)地獄」,從機器人使用率最高的汽車產(chǎn)業(yè)來看,無人工廠或許未必如想象中那般光鮮亮麗?
說起無人工廠不會不想到Tesla。眾所皆知Elon Musk一直以來都是機器人的奉行者,他還曾驕傲地向外界宣稱,Tesla擁有全球最大、最先進的機器人生產(chǎn)線。尤其去年Model 3即將正式量產(chǎn)前,可以看出Musk對于機器人生產(chǎn)線所抱持的厚望,備足多達467臺Kuka機器人,還收購了一間德國自動化機器制造公司,專門解決Model 3在量產(chǎn)上對生產(chǎn)機器的需求。
隨后,Tesla又再度收購美國自動化設備制造商Perbix,目標是在未來徹底升格為高度自動化生產(chǎn)線,為尚未發(fā)表的Model Y鋪路。Musk宣稱,這條高度自動化生產(chǎn)線將會推翻過去大家的認知,具體的說,也就是人類將徹底退出生產(chǎn)線。而是退到后端只負責維護、升級機器和應對異常狀況。他信誓旦旦地認為,「未來生產(chǎn)在線真的不能存在著工人,否則生產(chǎn)速度就會與人工速度看齊。」
但一切并沒有按照Musk的理想順利進行,今年以來,Model 3生產(chǎn)線已經(jīng)暫停了2次。外媒披露,初期Tesla的目標是每周生產(chǎn)5,000輛,但在首季結束時卻僅生產(chǎn)1,000多輛。
雖然Tesla聲明暫停產(chǎn)線是為了改善自動化、克服產(chǎn)線瓶頸,但顯然這已經(jīng)超出Musk原先的預想,否則他也不會在媒體上坦承「過度的自動化是個錯誤」,并表示他低估了人類的工作效率。
Musk接受采訪時提到,過度仰賴自動化反而讓整個生產(chǎn)線的技術變得更復雜,而這些復雜的技術也因為頻出問題導致無法發(fā)揮預期作用,最終逼得Tesla不得不放棄。
Tesla雖是汽車產(chǎn)業(yè)里的后起之秀,但憑借創(chuàng)新和大膽,市值一度打敗許多傳統(tǒng)車廠,包括百年老牌福特(Ford)、通用汽車(GM)、BMW等。但從另一個角度思考,傳統(tǒng)車廠所擁有的百年造車經(jīng)驗絕非Tesla能在短期之內(nèi)超越的。
如果機器人生產(chǎn)線真的這么神乎其技,為什么傳統(tǒng)車廠并沒有效法Tesla將生產(chǎn)線全交予機器人?先前網(wǎng)絡流傳BMW的機器人大軍生產(chǎn)影片,外界看到的只是機器人如何快速組裝,但其實在鏡頭沒拍攝到的地方,人類作業(yè)員一直存在著。
事實上,汽車制造商很早就開始懂得利用機器人來提升生產(chǎn)效率。觀察BMW,其早在2007年時便導入3,000臺機器手臂運行,同時采用約6,000名人力,而當時的產(chǎn)能平均一臺車耗費120小時。而到了2017年, BMW的產(chǎn)能已提升至平均一臺車耗費40小時,生產(chǎn)速度提升3倍。
十年過去,BMW的生產(chǎn)線有哪里些變化?工研院機械所智能機器人技術組組長游鴻修曾實地造訪BMW工廠,令人意外的是,現(xiàn)今在BMW的生產(chǎn)線中,機器手臂的數(shù)量只剩1,500臺,但人力卻增加至7,700人,如果單就人機比例來看,這是一個跟無人工廠思維完全相反的生產(chǎn)模式。不過結果卻令人滿意,盡管機器人數(shù)量銳減,但BMW非但沒因此減產(chǎn),反而提高生產(chǎn)效率。
游鴻修觀察,其實BMW的目的并不在于追求無人工廠,而是在于如何提升生產(chǎn)效率與質量。BMW的做法比較趨近于先穩(wěn)定制程,然后才實現(xiàn)自動化。而究竟BMW是怎么做到在降低機器手臂數(shù)量的情況下,卻能提高生產(chǎn)效率?關鍵點就在于一方面BMW將機器手臂最佳化使用,另一方面則是導入?yún)f(xié)作型機器人提升人機共工效率。
在機器手臂的運用上,BMW做了一些變化。其一是為機器手臂增添許多感測技術,如視覺、力覺感測,使機器手臂具有更好的協(xié)調性、精確度與靈敏度,有別于過去從事固定、重復的作業(yè)流程,多了感知能力的機器手臂將變得更有彈性。
其次是導入機器人制造單元(Robot Cell)的生產(chǎn)模式。游鴻修解釋,在此種生產(chǎn)模式下,機器手臂會透過旋轉平臺在不同車體間進行組裝,可在同一條生產(chǎn)在線達到混線生產(chǎn)。
透過Robot cell,BMW生產(chǎn)在線的機器手臂變成一臂多用,而唯有提高機器手臂本身的使用率,工廠才有辦法在降低手臂數(shù)量的情況下,維持甚至提高產(chǎn)量。
為了提升人類作業(yè)員的工作效率,BMW還導入了過去沒有使用的協(xié)作型機器人?;旧?,BMW的生產(chǎn)線采用的是全自動化與人機共工并行,而非像Tesla致力打造完全無人化的生產(chǎn)線。
業(yè)者觀察,BMW之所以仍維持工廠有人類作業(yè),是因為它理解現(xiàn)階段要發(fā)展全自動化的無人工廠「代價太高」。德國車廠雖是自動化領域最熱心的支持者,但卻很懂得審慎評估,知道要適時縮手。
尤其現(xiàn)在歐美大廠普遍都已有認知,在未來尤其是少量多樣的生產(chǎn)模式下,更難以達到無人化生產(chǎn),此種生產(chǎn)模式最迫切需要的靈活與彈性恰是人類所擁有、而機器現(xiàn)階段所無法比擬的。