3C制造的人“機”共事最優解

今天小編分享的互聯網經驗：3C制造的人“機”共事最優解，歡迎閲讀。

出品丨虎嗅智庫

頭圖丨視覺中國

虎嗅 2023 工業 AI 大會将于9 月 7 日 -8 日在中國 · 蘇州舉辦。我們期望促成領先制造企業與科技創新企業的理解、融合與對接，推動工業 AI 生态發展共識，為我國制造業高質量發展助力。

點擊報名：大算力 · 大數據 · 大模型——虎嗅 2023 工業 AI 大會

圍繞虎嗅 2023 工業 AI 大會，虎嗅智庫将推出工業制造領網域系列内容精選，此篇為第三篇。本次大會涵蓋了 3C 制造等領網域的 AI 應用典型案例，歡迎掃碼報名。

以下核心觀點和内容來自虎嗅智庫發布的《3C 行業協作機器人應用洞察報告》，點擊報告名稱獲取内容。

1. CNC 機床上下料場景和精密裝配場景是目前協作機器人的主要應用領網域

2. 協作機器人大規模應用目前仍面臨一定的技術阻礙，例如力控、易用性等

3. 協作機器人與傳統工業機器人的選擇上，企業需要根據自身情況和業務需求進行決策，方案間無優劣之分。

制造業一線員工流動性大、招工難、培訓成本高等問題已經成為了制造業企業的心頭病。

根據中智咨詢數據，2022 年有 32% 的企業面臨用工荒和用工短缺問題。工廠在面臨用工短缺的同時，也面臨高流動性問題，導致用工效率很難提升。

據金融界報道，蘋果代工廠立訊精密每年的用工需求在 20 萬人左右，但企業需要招聘 50 萬人才能夠滿足需求，并且已招聘人員的 7 天離職率高達 20%~30%。

目前，在汽車等領網域，企業正在大量使用工業機器人替代人工作業，以提升生產效率。但，工業機器人存在部署難度大、靈活性低、成本高等問題，并不适用于所有制造型企業。

不同于傳統工業機器人，協作機器人具備高安全性、輕量化、靈活性高、低成本等方面的特征，有望成為制造業人效提升的有效路徑。根據 GGII 數據，國内 2016-2022 年間協作機器人市場 CAGR 達到 34.7%，其中 3C 行業應用占比最高，達到 30.3%。

用在哪？如何用？

" 短命 " 的 3C 消費品對上遊制造體系造成了非常大的壓力。

3C 領網域產品品類豐富多樣，制造柔性化程度高，用户個性化需求廣泛，產品生命周期逐漸縮短，對于自動化生產和產品更新迭代的要求與日俱增，企業需要不斷提升柔性化和自動化生產能力，滿足高頻次、小批量、多樣化的生產需求。

而協作機器人的特性符合 3C 行業的柔性需求，這也為協作機器人在 3C 行業的發展創造了機遇。

協作機器人在 3C 電子行業的應用分布廣泛，離散度比較高，其主要應用場景包括 CNC 機床上下料、硬體精密裝配、螢幕背板打磨抛光、產品質量檢測、螺絲擰緊、塗膠等工作，覆蓋 PCB 板、外殼、電子屏等零部件產品。

其中，上下料是應用最為廣泛的場景，約占比 70%，主要原因是 3C 行業的一些電子元器件的體積重量比較小，比較符合協作機器人的負載能力定位，以及該場景對替代部分人工作業的需求比較強烈。

CNC 機床上下料場景中，企業過往會面臨人員成本高、事故風險大等業務痛點。協作機器人可在一定程度上替代人工，減少作業環境對工人造成的潛在風險和對儀器設備的損耗，降低用工成本。

另外，協作機器人靈活的部署方式可以在較短時間内對產線進行自動化更新，将協作機器人與 CNC、MES、AGV 等系統或移動設備連接，實現對生產物料更加精準靈活的調度，優化生產協作效率，提高整個流程的穩定性和可控性。

精密裝配也是汽車及 3C 電子行業制造中的常見工序，但 3C 產線的裝配空間狹窄，機器人可操作的空間有限，同時需要具備高精度、高柔性的裝配能力。而精準力控作為協作機器人區别于傳統工業機器人的優勢之一，能夠在狹窄的裝配環境中，完成復雜、柔性程度高的組裝、插拔、内存條定位等操作任務。

此外，裝配的過程中會出現大量 " 幹澀 " 的現象，且力的作用點是随機分布的，機器人需要通過模拟人來慢慢調整用力方向、裝備角度、力度和速度，視覺 + 力覺的技術加持能夠賦予協作機器人如同人手一樣的 " 手感 "，提升裝配的精度與準确率。

協作機器人在打磨抛光、切割、塗膠等其他場景的應用比例相對較小，但業務痛點和以上場景類似，3C 企業一方面需要對產線進行自動化和智能化的更新，一方面需要降低人力成本、提高生產效率。

應用難點

協作機器人可以簡單理解為 " 手臂 + 平台 "。如果只把這個手臂 + 平台部署在應用現場的話，只能解決一些簡單的業務問題，甚至起不到什麼作用。

但與其他技術或工具搭配使用的話，就可以實現不同功效的應用。例如在協作機器人手掌位置安裝一個打磨的工件，便可以實現抛光打磨的應用；配備一個激光頭便可以完成切割或打标的作業；如果在機械臂上增加一個機器視覺的相機，便具備了產品視覺檢測的能力；與 AGV 等移動機器人組合，協作機器人可以實現更大的作業範圍。

目前很多零部件的制造環節早已實現了高效的自動化，但在大量的生產環境的裝備仍依靠人工操作。協作機器人的應用主要取決于場景需求，靈活性、輕量化等特點使其可以幫助 3C 企業以自動化的方式覆蓋更多生產制造場景，進一步減少對人工作業的過度依賴。

但在實際應用部署過程中，協作機器人受實際作業環境等客觀因素的影響，會存在一些應用難點。

● 在裝配場景實現力控的難度非常大，導致落地效果不盡如人意。盡管國内部分廠商的協作機器人產品已經可以做到在氣球上刮泡沫，但在實際的裝配案例中，情況會更復雜，實用性稍差一些。

● 目前還不太具備把工藝轉化成動作參數的能力。人工操作起來很容易的動作，協作機器人需要進行多道工序步驟，容易将簡單的任務復雜化，所以需要大量的現場工程師去做原有工藝的抽象化工作，并以算法形式将其内嵌在機器當中。

● 3C 生產車間復雜程度較高，一台協作機器人可能會長時間與多台 CNC 機床連接，在相對狹窄的作業空間下，需要能夠保持長時間穩定的工作節奏，這對于協作機器人運行的靈活性以及移動底盤的穩定性提出了更高的要求。

● 部分中小型廠商成本預算有限，環境感知方案無法整套采購，致使協作機器人在實操過程中能力發揮大打折扣，影響到實際體驗和應用效率。

該不該買？

傳統工業機器人和協作機器人之間并無優劣之分，而是根據企業自身條件和業務需求決定的。

在產品選型上，在協作機器人和工業機器人兩者之間，企業一方面可以根據所從事業務或被執行任務的要求，考量產品是否能幫助企業解決業務問題。例如負載大、速度要求快、精度要求高的工作，協作機器人性能比不上工業機器人，無法做到此類工作；另一方面，企業需要來衡量采購、部署機器人解決方案的成本和投資回報，根據自身業務體量是否能為企業產生切實效益、減少運營成本。

根據業務場景和業務需求，虎嗅智庫認為面臨以下痛點的 3C 企業更适合應用協作機器人：

1. 有自動化更新需求，但沒有充足的資金來進行工業機器人、大型設備或全流水線自動化改造的投入；

2. 某一個流水線、車間需要進行自動化、智能化改造，但場地空間有限；

3. 長期面臨用人招工難題；

4. 工作環境比較惡劣，需要機器人替代人工。

在 3C 等工業領網域，協作機器人目前更多用于滿足中小型企業的業務需求。根據虎嗅智庫調研，行業内協作機器人單筆訂單出貨量通常在 10 台左右，單家企業的采購量并不大，以中小型企業的采購訂單為主，而大型企業目前采用的仍以傳統工業機器人為主。

由于具備易移動、對操作者專業性要求門檻低、可以實現快速部署等屬性，對于希望提升產線自動化水平但預算有限的中小型廠商來説，協作機器人是一個性價比相對較高的選項。

随着協作機器人產業鏈日趨完善、應用場景的滲透拓寬，國產協作機器人的性價比和產能不斷提高，應用成本逐步下降，投資回報周期已達到相對合理水平。

3C 產業的自動化、智能化更新有非常大的上升空間。例如精密裝配場景，當前國内 3C 產線大致只有 15% 的組裝工序實現了自動化，多數仍是以中年工人用手工形式去完成 3C 部件和手機平板的裝配，協作機器人在 3C 行業的滲透率不足 10%。

盡管 3C 裝配的零部件小、不規則性強，而且整個裝配環節會有視覺遮擋，基本上要靠人的觸覺感知和反饋才能完成操作，但從長遠來看，此類重復性的操作終究會被機器人替代。

如果想了解更多 3C 制造領網域的數字化轉型案例，可以關注虎嗅智庫 9 月 7 日 -8 日在蘇州主辦的工業 AI 大會，屆時将會有 3C 制造領網域的優秀落地案例講解。

關于 2023 虎嗅工業 AI 我們已确認邀請到阿裏雲、IDEA 研究院、深開鴻、商湯科技、羚羊工業互聯網、西門子、京東方、理想汽車、蜂巢能源、廣汽集團、美雲智數、伊利等領先企業，數十位行業資深專家。