随着工业4.0时代的到来，工厂自动化已成为制造业发展的关键，协作机器人在生产线上扮演着越来越重要的角色。
自从“智能制造”的概念被提出以来，到现它已经经历了数个阶段的发展演化。在这个过程中，协作机器人(Cobots)的出现和发展起到了关键的作用。在智能制造的早期阶段，传统的自动化设备主要是独立工作，人工智能(AI)和机器学习(ML)的应用也处于初级阶段，随着工业4.0时代的到来，工厂自动化已成为制造业发展的关键，协作机器人在生产线上扮演着越来越重要的角色。
协作机器人是自动化领域的一项现代创新，为了满足与人类在共享工作空间中并肩作战的需求才被设计出来，它能显著提高供应链管理的效率和生产力。通过简化从材料处理到组装等一系列任务，机器人助手正在供应链中最拥挤的一些环节实现突破。
什么是协作机器人？
从Robot(机器人)到Cobot(协作机器人)，意味着人机交互实现了跨越式发展。
协作机器人代表着数字化转型的新时代。与传统的工业机器人不同，协作机器人是专门被设计来与人类协同工作的。它们配备了先进的传感器、安全功能和编程能力，可无缝融入人类的工作流程中，而无需采取大量的安全措施或设置物理屏障。
协作机器人与传统机器人的主要区别在于它们的“协作性质”。传统机器人按照预先编程进行自动作业，或在有限的导引下进行作业，它缺乏主动避让人类的安全功能，通常是在预先设定的安全围栏内运行。协作机器人在互动性和安全性方面表现出色，从重复的组装过程到复杂的制造操作中协助工人完成任务，而且这类机器人不会带来重大的安全风险。
在工业领域，协作机器人智能生产线能够实现装配、上下料、喷涂与涂胶、质检与测量、包装码垛、打磨抛光、锁螺丝、贴标、焊接等，可帮助工厂削减劳动力成本、提高产品生产率。
随着机器人技术的不断进步，协作机器人也在同步发展。在人工智能(AI)、机器学习(ML)和传感器技术创新的推动下，现代协作机器人能够处理更复杂的任务。凭借自适应控制系统和先进的视觉系统等集成技术的进步，它们在执行最复杂的操作方面表现非常出色。
提升供应链管理效率
协作机器人被广泛应用于供应链的各个环节，越来越多的企业采用该设备来简化运营。Interact Analysis的2024版《协作机器人》研究报告显示，2023年全球协作机器人市场的收入突破10亿美元，达到10.7亿美元，YoY%增长11.9%。
Darex公司一项案例研究表明，使用协作机器人可让工作效率提高30%。Darex是一家生产钻头刃磨机和磨刀机的公司，它利用协作机器人完成螺丝拧紧、协助磨刀组装和折叠/打包盒子等任务，有效减少了工人的行走时间并优化了运营。
协作机器人已在多个供应链领域发挥着关键作用：
- 物料搬运——包括物品的拣选、打包和分类。
- 零部件组装——尤其是在汽车和电子等对精度要求极高的行业。
- 质量检测——通过传感器和人工智能的集成来实现。
- 仓库运营——如码垛和卸垛。
解决供应链痛点
作为各行各业的变革性解决方案，协作机器人在改善和应对供应链运营中的若干挑战方面，具有得天独厚的优势：
- 提高效率：协作机器人可以全天候不间断运行，能大幅减少停机时间，提高生产率。它们比人类更快、更稳定地执行任务，从而提高产量和效率。
- 提高精准度：给机器人助手配备先进的传感器和人工智能功能，可让协作机器人高精度完成分拣和包装等任务。
- 增强安全性：协作机器人可承担危险任务，降低了工人在高危环境中的工作风险，并营造了一个更安全的工作环境。
- 节约成本：一台协作机器人可以完成原本需要多名工人才能完成的任务，从而大大节省了人力成本。它们的全天候运行进一步降低了成本。
- 灵活性：协作机器人适应性强，可轻松重新编程以适应各种任务，助力企业快速响应市场需求和运营变化。
AI和ML助力协作机器人更智能
AI和ML的进步，将使协作机器人更加智能。AI和ML技术可赋能协作机器人一些新功能，比如从经验中自主学习、快速适应新任务的能力，以更好地与人类配合达到更高效的协作。
企业在选择机器人解决方案时，必须仔细考虑设计，评估物理设计、任务执行能力，以及与现有系统的兼容性等因素。虽然现成的解决方案有益，但是不能保证它们完全符合企业的具体要求。而为客户量身定制解决方案，能理想地满足操作上的细微差别。
为了设计最先进的协同机器人解决方案，开发人员正在转向TDK InvenSense RoboKit1和u-blox XPLR-HPG-2等新一代组件，以确保设计具有优化供应链运营所需的灵活性、性能和智能性。例如，RoboKit1是一个功能丰富的SmartRobotics™平台，它将传感器、处理器和执行器集成在一块电路板上，它为原型设计和开发提供了强大的技术基础。
XPLR-HPG-2为高精度GNSS(HPG)解决方案的评估和原型开发提供了一个紧凑的平台，具有运动学、惯性推算、蜂窝、Wi-Fi和蓝牙通信等功能，深受机器人开发人员的青睐。
在仓储领域，特别是车间安全和3D检测应用中，iToF(间接时间飞行)解决方案，比如艾迈斯欧司朗BIDOS®P2433 Q系列，也能起到至关重要的作用。这些系统需要具备高分辨率，如640x480 VGA级别，以精确捕捉环境细节，同时覆盖从几十厘米至十米的探测距离，确保在人头高度上保护机器人的工作区。
机器人助手的创新，提高了从物料搬运到供应链其他各环节的效率和生产力。通过解决供应链管理中的拥堵，协作机器人点推动了行业的转型变革。企业要想在运营中实现数字化转型，就要意识到协作机器人解决方案在优化流程方面发挥的关键作用。企业利用这些创新技术及方案，不仅可以简化现有的工作流程，还能迅速适应动态的市场需求。
本文翻译自《国际电子商情》姊妹平台EPSNews，原文标题：How Cobots Break Through Supply Chain Bottlenecks
转自：国际电子商情