提高投資回報(bào)率，降低成本，是以上提到的工業(yè)機(jī)器人的第三個(gè)技術(shù)趨勢(shì)。我們可以通過(guò)以上的圖表可以看到，自1990年開(kāi)始到2014年，工業(yè)機(jī)器人的成本在美國(guó)和德國(guó)平均成本至少降低了50%，在2014年，一個(gè)美國(guó)工業(yè)機(jī)器人的平均成本為44000美元，與此同時(shí)，隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人的很多性能得到進(jìn)一步提高，具體體現(xiàn)在精確性、速度、負(fù)載、編程、控制、診斷、傳感器方面。

　　除了機(jī)器人本身的成本，還有整個(gè)系統(tǒng)的集成成本影響著機(jī)器人項(xiàng)目的投資回報(bào)率。機(jī)器人的成本與整個(gè)系統(tǒng)的成本比例，以點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)為例，約為1:4到1:5。在2014年，小型點(diǎn)焊機(jī)器人以33000美元為基點(diǎn)，所有的安全防護(hù)措施及傳感器的成本為45000美元，系統(tǒng)的編程安裝以及集成為46000美元，項(xiàng)目管理為9000美元。隨著工業(yè)機(jī)器人廣泛運(yùn)用，硬件，編程以及集成成本在未來(lái)的五年及十年內(nèi)會(huì)大幅度下降，到2025年，機(jī)器人的成本會(huì)縮減到28000美元，安全防護(hù)措施會(huì)減少到36200美元，編程以及安裝費(fèi)用會(huì)減少到33200美元，項(xiàng)目管理費(fèi)用會(huì)減少到7000美元。

人機(jī)協(xié)作及其應(yīng)用前提

　　到底人機(jī)協(xié)作是什么人機(jī)協(xié)作分嗯？分幾個(gè)層次，嗯人機(jī)協(xié)作和，俄現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)方式有什么區(qū)別？現(xiàn)在我們開(kāi)始給大家做一些介紹，首先第一步，嗯，是，現(xiàn)在傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人是在一個(gè)有安全護(hù)欄網(wǎng)恩之內(nèi)的一種全自動(dòng)的生產(chǎn)方式，他與人沒(méi)有任何的接觸，當(dāng)人當(dāng)人當(dāng)人要進(jìn)入，俄方i或南區(qū)的時(shí)候，按機(jī)器人停止工作，這個(gè)是第一個(gè)層面，我們稱(chēng)之為單元單元層面，或者說(shuō)是隔絕的工作方式。第二個(gè)層面，我們稱(chēng)之為共存層面，意思指的是，嗯，機(jī)器人有自己的獨(dú)立的工作范圍人類(lèi)有自己的獨(dú)立工作范圍，兩者互不干涉，互不交集。但是兩者都同都會(huì)嗯，對(duì)于恩在生產(chǎn)鋼管生產(chǎn)產(chǎn)品a，同時(shí)按都會(huì)嗯嗯使用于生產(chǎn)產(chǎn)品。第三個(gè)層面稱(chēng)之為，嗯。同步生產(chǎn)方式，意思是指，嗯，人類(lèi)和機(jī)器一起嗯在嗯，一起參與生產(chǎn)n產(chǎn)品，人的操作機(jī)，人的操作，而范圍和機(jī)器的操作范圍有一定的交集，但是，嗯，兩者不同時(shí)工作，而是是有一定的次序。也就是意味著在同一工作區(qū)域嗯，或者機(jī)器臂機(jī)械手在工作，或者仍在工作，不會(huì)兩者同時(shí)工作。第四種嗯，方式被稱(chēng)之為合作方式，恩與前一陣前一種方式類(lèi)似的地方在于二人和機(jī)器都是在一個(gè)共同有一個(gè)共同的，工作區(qū)間，有共同的交集，鱷魚(yú)，前者不同的是安全，真是有。前者，前者是嗯，人和機(jī)器不同時(shí)在同一工作區(qū)間工作，但到了合作園合作層面，人和機(jī)器在同一個(gè)層面工作，只是嗯，只是工作的產(chǎn)品會(huì)是不同的產(chǎn)品。最高的層面就是我們所稱(chēng)的人機(jī)協(xié)作的層面就是惡人和機(jī)器手同時(shí)在同一個(gè)區(qū)間，嗯，同時(shí)嗯嗯生產(chǎn)，同一個(gè)產(chǎn)品。到底人機(jī)協(xié)作是什么? 人機(jī)協(xié)作分哪幾個(gè)層次? 人機(jī)協(xié)作和現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人的全自動(dòng)生產(chǎn)方式有什么區(qū)別？現(xiàn)在我開(kāi)始給大家一一道來(lái)。首先第一層面，被稱(chēng)為封閉式單元層面，即傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人處于高高的安全護(hù)欄網(wǎng)之內(nèi)，進(jìn)行全自動(dòng)生產(chǎn)，它與人沒(méi)有任何的接觸，當(dāng)人打開(kāi)安全門(mén)要進(jìn)入機(jī)器人工作區(qū)域的時(shí)候，機(jī)器人馬上停止工作，人的作用只是操作，監(jiān)控以及排除故障，不參與直接生產(chǎn)，是一種隔離式的工作方式。第二個(gè)層面便開(kāi)始了人機(jī)協(xié)作的初始層面，與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人不同的是，人機(jī)協(xié)作處于一個(gè)開(kāi)放式的工作環(huán)境，人與機(jī)器有間接或直接的接觸，共同參與生產(chǎn)。第二個(gè)層面被稱(chēng)之為共存層面，意思指的是，雖然有開(kāi)放的工作環(huán)境，機(jī)器人與人都參與生產(chǎn)，但兩者有自己獨(dú)立的工作范圍，兩者不生產(chǎn)同一件產(chǎn)品，兩者互不干涉，互不交集，中間或有光柵，或有傳感器，攝像頭來(lái)判斷人與機(jī)器操作空間的距離，當(dāng)人與機(jī)器人進(jìn)行產(chǎn)品交接時(shí)，機(jī)器人暫緩或者停止運(yùn)動(dòng)，確保人身安全。此層面對(duì)于機(jī)器人無(wú)需太高安全要求，借助系統(tǒng)集成的安全方案可以使系統(tǒng)安全運(yùn)作，但為此付出的代價(jià)是犧牲機(jī)器人的生產(chǎn)效益，因?yàn)楣と嗽诮咏鼨C(jī)器人的過(guò)程中出于安全原因被迫減緩速度或者停止運(yùn)動(dòng)。第三個(gè)層面稱(chēng)之為同步層面，意思是指，除了自己的生產(chǎn)區(qū)域工作以外，人和機(jī)器人還擁有一個(gè)有共同交集的生產(chǎn)區(qū)域，兩者一起同步參與生產(chǎn)產(chǎn)品，但在交集區(qū)域，只有人或者機(jī)器人在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行操作，按照工作內(nèi)容的分工分別進(jìn)行生產(chǎn)。當(dāng)人在交集區(qū)域操作的時(shí)候，機(jī)器人在屬于自己的工作范圍內(nèi)進(jìn)行操作，不可以進(jìn)入該區(qū)域，當(dāng)人離開(kāi)此區(qū)域后，機(jī)器人可以在此區(qū)域進(jìn)行生產(chǎn)，與此同時(shí)人可以在自己的區(qū)域里面生產(chǎn)。當(dāng)人在此時(shí)進(jìn)入交集區(qū)域時(shí)，機(jī)器人處于安全考慮減緩速度或者停止運(yùn)動(dòng)。第四層面被稱(chēng)之為合作層面，它克服了第三層面有交集區(qū)域但不能同時(shí)工作的缺陷，可以使人和機(jī)器人在同一個(gè)交集區(qū)域同時(shí)工作，機(jī)器人不會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槿撕蜋C(jī)器人不同時(shí)在同一個(gè)部位生產(chǎn)，彼此合作卻不互相影響。第五層面，即是最高的層面，也是真正意義上的協(xié)作層面，代表著人和機(jī)器人在同一個(gè)區(qū)間，同時(shí)，在同一個(gè)產(chǎn)品協(xié)作生產(chǎn)。

　　目前90%的實(shí)際應(yīng)用集中在第一至第三層面，分水嶺在于人和機(jī)器人是不是在同一交集區(qū)域工作。

　　人機(jī)協(xié)作的應(yīng)用前提，完全取決于生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量和產(chǎn)品品種的多少。一方面，當(dāng)產(chǎn)品的數(shù)量對(duì)于全自動(dòng)生產(chǎn)的方式而言太少，但對(duì)于人工生產(chǎn)方式而言過(guò)多，另一方面，當(dāng)產(chǎn)品的品種種類(lèi)對(duì)于全自動(dòng)的生產(chǎn)方式而言太繁多，但對(duì)于人工生產(chǎn)方式而言又太單一，當(dāng)這兩個(gè)條件同時(shí)符合的時(shí)候就是人機(jī)協(xié)作的大施拳腳之際。隨著工業(yè)4.0深入發(fā)展，智能產(chǎn)品層出不窮，產(chǎn)品會(huì)朝個(gè)性化、多樣化發(fā)展，取代原先批量生產(chǎn)、品種單一的特征。人機(jī)協(xié)作也是在這樣的大前提下應(yīng)運(yùn)而生，成為除了全自動(dòng)、半自動(dòng)、人工生產(chǎn)方式以外的第四種生產(chǎn)方式。

人機(jī)協(xié)作的優(yōu)勢(shì)

　　前面到了人機(jī)協(xié)作的分層，那接下來(lái)就給大家介紹一下人機(jī)協(xié)作所具有的明顯優(yōu)勢(shì)。

縮短距離

　　在講述封閉式單元層面的時(shí)候，就已經(jīng)提到現(xiàn)有傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人是在高高的安全護(hù)欄網(wǎng)之內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)，而人機(jī)協(xié)作的第一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是去除了那些高高的安全互聯(lián)網(wǎng)，將人和智能機(jī)器人融為一個(gè)整體，從而減少了人和機(jī)器人之間的距離。這也是意味著，整個(gè)工位的面積會(huì)大大減少，物料的上料下料以及物料在工位里面的流動(dòng)會(huì)變得更加簡(jiǎn)單和容易，并且有效地減少了員工走動(dòng)，搬運(yùn)的輔助時(shí)間。

優(yōu)化人體工程學(xué)

　　人機(jī)協(xié)作的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，是充分結(jié)合了人和機(jī)器的優(yōu)勢(shì)，彼此取長(zhǎng)補(bǔ)短，優(yōu)化了整個(gè)工位的人體工程學(xué)。因?yàn)闄C(jī)器的優(yōu)勢(shì)在于它持久性長(zhǎng)，精確度高，有極其穩(wěn)定的力量、位置和速度的調(diào)控能力，人的優(yōu)勢(shì)是極其敏感，認(rèn)知能力強(qiáng)，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)吸取教訓(xùn)提升自身能力，并且能夠?qū)τ谕话l(fā)的情況進(jìn)行控制和下決策。在裝配高精度的重型零部件時(shí)，人工協(xié)作便凸顯出其將人和機(jī)器的的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起的優(yōu)勢(shì)。

破除地域限制

　　人機(jī)協(xié)作的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于破除了安全護(hù)欄網(wǎng)的同時(shí)，人機(jī)協(xié)作使智能機(jī)器人可以不受固定的地理位置限制，而隨著實(shí)際的需求，在不同的地方進(jìn)行工作，使可轉(zhuǎn)變的柔性生產(chǎn)成為可能。傳統(tǒng)的非柔性生產(chǎn)是指生產(chǎn)設(shè)備按照預(yù)計(jì)最優(yōu)化的節(jié)拍進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，而在生產(chǎn)需求變動(dòng)的情況下通過(guò)工人數(shù)量和工作內(nèi)容的變化來(lái)做相應(yīng)的調(diào)整，但生產(chǎn)設(shè)備卻沒(méi)有達(dá)到最優(yōu)化的使用率。人機(jī)協(xié)作消除了安全保護(hù)網(wǎng)在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中的里程碑式的作用，使機(jī)器、設(shè)備和物流的參數(shù)變更變得更為容易，并且消除了自動(dòng)化生產(chǎn)區(qū)域和人工生產(chǎn)區(qū)域的鴻溝，使生產(chǎn)設(shè)備的有效使用率達(dá)到最高。

　　破除地域限制，參與可轉(zhuǎn)變的柔性生產(chǎn)這個(gè)優(yōu)點(diǎn)可以在下面的圖表中顯現(xiàn)出來(lái)。以柔性設(shè)計(jì)安裝汽車(chē)車(chē)門(mén)為例，當(dāng)生產(chǎn)節(jié)拍需求超過(guò)107秒的時(shí)候，一個(gè)工人就可以獨(dú)立完成車(chē)門(mén)的安裝;當(dāng)節(jié)拍需求介于74秒到107秒的時(shí)候，一個(gè)工人和一個(gè)智能機(jī)器人可以協(xié)同去安裝車(chē)門(mén); 當(dāng)節(jié)拍需求介于55秒到74秒的時(shí)候，有兩個(gè)工人一起裝配練車(chē); 當(dāng)節(jié)拍需求介于37秒到55秒的時(shí)候，兩個(gè)工人和一個(gè)智能機(jī)器人就可以在兩個(gè)不同的工位上進(jìn)行協(xié)同裝配; 當(dāng)節(jié)拍需求介于28秒到37秒的時(shí)候，就可以同時(shí)有四個(gè)工人在兩個(gè)不同的工位上面進(jìn)行裝配。智能機(jī)器人按照實(shí)際需求參與裝配工作，使其有效使用率達(dá)到最大。