自主机器人在制造业中的利与弊

随着制造机器人硬件和软件的改进，复杂的自动化系统迅速成为大多数高端制造流程的标准。随着人工智能的出现，制造业中的自主机器人已经成为该行业的一个新领域，目标与其前一代产品相同：提高工艺安全、效率和质量，同时限制以人类为主的挑战对制造和设施管理的影响。

然而，在某些情况下，自主机器人的实施可能非常具有挑战性和风险性。本文探讨了使用自主制造机器人的利弊，以及它们对工业 4.0 发展的潜在价值。

什么是自主制造机器人？

传统制造机器人是通过编程来完成一系列单一的、可重复的动作，而自主机器人不会重复特定的动作。相反，自主机器人可在基本无需与人类进行互动的情况下执行任务，并具有根据不同条件调整其操作的能力。自主机器人能够与人类并肩工作，或者在某些情况下，完全取代以人类为主的制造岗位。

在现代自主机器人制造应用中，机器人并没有完全取代人类，而是取代了人类不应该做、做得不好或不想做的任务。自主机器人的有针对性的实施，已经推动机器人所部署应用的生产力的大幅提高，但在实现工业 4.0 并完全取代所有行业的所有制造岗位之前，自主机器人仍有很长的路要走。

自主机器人在制造业中的弊端

资本成本

在制造业和工业 4.0 应用中，大多数自主机器人的最大障碍是前期成本。启用自主机器人需要物质资本投资、整合到现有供应链中、截然不同的培训并进行供应链调整以适应自主机器。

在一些应用中，如仓库库存管理，自主机器人更容易实施，而且大幅增加成本的因素也可以得到缓解。然而，汽车制造等高端应用可能需要完全定制的全包式自主机器人，这些机器人专为高度专业化的任务而设计。

职能专长

自主机器人在操作管理方面非常具有挑战性。虽然自主制造机器人旨在减轻人类的任务，但它们需要训练有素的技术人员对其进行维护。在自主机器人中，硬件本身通常非常复杂和敏感，需要高灵敏度、高吞吐量的处理器、传感器，以及机电系统。此外，指挥自主机器人的软件甚至比硬件更复杂，需要数据中心来训练能够自动控制机器人的人工智能模型。对硬件或软件系统的任何修改都需要一组技术人员、工程师和资源。

自主机器人在制造业中的优势

虽然自主机器人进入制造业的门槛非常高，但在许多制造业供应链中实施自主机器人的好处也令人难以置信。

劳动力和利用率稳定性

自主机器人最具影响力的优势之一是，提高单调任务的效率，使人类能够更好地将劳动技能用于更有效的工作。制造业中的协作机器人对生产力和劳动力利用率至关重要。例如，在装配线上工作的自主机器人可能能够在没有持续监督的情况下完成任务，从而允许人类工人间歇地监测许多机器人，并通过执行战略性的、非自动化的任务来与自主机器人协同工作。

降低错误率

尽管人类拥有很多引以为傲的品质，但他们缺乏同等程度的准确性；人人都会犯错。经过适当训练的机器人可以显著减少制造过程中的错误，因为它们对所处的环境更加敏感，采取的行动更加准确，并且不容易分心、疲劳、受伤和中场休息。

长期成本

虽然自主机器人的初始投资可能非常大，但其长期成本可能比人力成本低得多。自主机器人有可能降低制造过程的直接和间接成本。使用自主机器人可以显著降低直接成本，因为它们比人类更精确，最终产生更少的原材料废物，限制所需的制造物资数量，并降低劳动力成本。

自主机器人不受与劳动力相关的传统挑战的影响，如绩效加薪、通货膨胀成本、保险、带薪休假等。此外，自主机器人可以降低公司的间接运营成本，包括物资、水电、办公设备、偶尔的披萨聚会，甚至停车位。

提高人类安全性

自主机器人在制造业中最具内在价值的方面之一是它们对提高人类安全性的内在贡献。工业自动化最理想的工作应用是高风险的制造环境，如金属制造、运输、食品加工、化学加工和原材料加工。在任何应用中，如果人的生命处于危险之中，但可以采取行动来保护生命，那么与减轻危险的价值相比，转向自动化的前期成本通常就显得微不足道了。

完善数据收集

随着世界越来越走向自动化和文档化，供应链数字化战略被迅速采用。例如，自动化包裹处理不仅优化了运送包裹的实际过程，还极大地改进了记录包裹处理的过程。随着自动化机器人的参与度越来越高，它们可以同时以数字方式跟踪包裹，从而记录包裹的每一步行程，同时确保运营供应链尽可能优化。

机器人技术在汽车制造中的成本与收益

与几乎所有行业一样，自主机器人在制造领域的应用总是有改进的空间。对于大多数公司来说，启动成本往往是引进自主机器人的障碍，然而实施自主机器人的价值是显而易见的。工业 4.0 流程和制造供应链的端到端改进可以优化劳动生产力，提高人类安全，降低运营成本，并限制人为错误的风险。毋庸置疑，随着自主机器人在制造业领域的应用在世界各地不断增长，制造业正在匆忙向工业 4.0 迈进，这与机器人在 20 世纪中期迅速普及的情况类似。