工廠自動化
工廠自動化,是指用機器——包括機械臂、輸送帶和控制器——來生產產品,讓生產線上幾乎不需要、甚至完全不需要人手直接操作。設想一座汽車廠:光禿禿的金屬車身在移動的輸送帶上滑過,每到一個工位,就有一隻機械臂焊好一道接縫,另一隻裝上車門,第三隻噴上油漆,如此反覆,日夜不停。人當然還在,但他們做的是給機器編程、盯著機器、修理機器,而不是親手揮動工具。
最典型的工廠機器人,是一隻用螺栓固定在地面、四周圍著護欄的工業機械臂,它每天上千次地重複同一個精確動作,那份穩定是任何疲憊的人都比不上的。工程師把這些機器組織成一個「工作單元」——一個小而自成一體的工位,由一台或幾台機器人連同它們的夾爪和安全護欄共同完成一項工作,比如給機床上料或碼放箱子。如果一種產品要大量生產、又幾乎從不改動,製造者往往會更進一步,採用「固定自動化」(也叫剛性自動化):為某一項任務量身訂製、硬接線的專用設備,幹得又快又便宜,卻幾乎無法改作他用。
回報是產能——也就是每小時下線多少成品零件——再加上穩定的品質、全天候不停運轉,以及在收回那筆沉重的前期投入之後更低的單件成本。代價則是僵硬:一條自動化生產線建起來昂貴、改起來緩慢,所以它在大批量、穩定的產品上大放異彩,卻應付不了小批量或頻繁的設計變更——而這恰恰正是如今那些更靈活、更易於重新編程的機器人想要攻下的地盤。
汽車生產線上的一個焊接單元,在一道光幕後運行著三隻機械臂;一旦有工人把手伸進去,光幕就會被觸發,機械臂在幾毫秒內停下,之後再恢復工作循環。
一個機器人工作單元:一個圍起來的工位,幾隻機械臂在這裡高產能地重複同一項工作。
固定(剛性)自動化單件又快又便宜,但被鎖死在一項任務上;用可重新編程的機器人實現的柔性自動化成本更高、卻能靈活適應——具體怎麼選,取決於產品改動得有多頻繁。