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原見精機研發機器觸覺感測「安全皮膚」 蘇瑞堯創造人機協作新未來

  • 資料發布日期:111-02-24
  • 最後更新日期:111-02-24
原件精機董事長蘇瑞堯

文/黃欣

      工業4.0時代來臨,製造業加速進入智慧製造發展,傳統機器人也必須升級改造。由人類與機器人共同作業、提升自動化效率的「人機協作」,已成為愈來愈多產業的選擇。

      人機協作的首要條件,就是確保人類在工作場域安全無虞,臺灣新創公司原見精機研發出機器人觸覺感測設備「安全皮膚」,只需以外掛方式安裝在機器手臂上,當人類一碰觸到機器時,機器就會立刻停止,大幅提高人機協作安全性。目前「安全皮膚」的應用不僅獲全球機器人大廠川崎重工(KAWASAKI)、ABB等企業青睞,讓臺灣新創實力在國際嶄露頭角;電子代工廠商佳世達亦導入此一設備,增加產線的人機協作比重,產能大幅提升。

工研院跨領域合作  開發機器人觸覺感測技術

       原見精機的觸覺感測技術是由工研院團隊所研發,2017年才從工研院獨立出來成為新創公司。原見精機董事長蘇瑞堯說,隨著自動化需求增加,工業機器人勢必要朝向多功能、人機協作等方向以優化生產,2010年工研院機械與系統研究所針對機器人發展前景,成立跨領域的創新前瞻計畫時,他已關注到機器人觸覺感測技術的前景,決定以此作為計畫題目。

      著手研究後才發現,儘管機器人的研究早在50年前就已開始,但機器人觸覺的相關論文卻不多,觸覺感測器成品更是付之闕如,連參考借鑑的樣本都沒有。他和團隊只好一路從頭開始摸索,從觸覺相關的感測、技術等全都自主研發。

       他以人類皮膚來解釋,所謂的觸覺,就是皮膚偵測到「型態變化」後轉換為訊號,再由大腦分析訊號。而機器人的觸覺也是類似途徑,必須依賴感測器將物理行動轉換為電器訊號,並對此一訊號進行分析和判斷,從而實現控制。看似短短幾個步驟,卻橫跨了材料、物理結構、電子電路、演算法、機器人控制等不同領域,絕非單一研究團隊可以完成,也是仰賴跨領域相互合作的成果。

       2015年,工研院鼓勵成立新創公司,蘇瑞堯開始構思,新技術開發之後該如何將產品套入商業模式。2016年,他透過工研院的計畫前往美國矽谷拜訪潛在投資人,三週內跑了70多家創投介紹他們的產品,但因美國創投對製造業相對陌生,投資態度保守。最終團隊回到臺灣遇到天使投資人,之後通過工研院院內審查,2017年原見精機正式從技術研發團隊成為一家新創公司。

工業4.0時代  人機協作成趨勢

       談到安全皮膚在工業上的應用,蘇瑞堯表示,傳統工業機器人因其快速、不具備與人員安全互動等因素,多半以圍欄隔開機器人與作業人員。近年隨著消費型態改變,全球製造業面臨少量多樣、產品周期縮短、市場競爭激烈等挑戰,不得不提高產線效率、活化廠房空間,同時也為該公司的「安全皮膚」帶來市場商機。

       蘇瑞堯解釋,其實每一臺機器人原本就有緊急停止按鈕,「安全皮膚」的裝置,等於將停止按鈕延伸到所有人類會接觸到的機器表面,僅需1公斤的感應力道,機器就會立刻停止。這不僅大大提高人機協作的安全性,亦符合勞動部「工業用機器人危害預防標準」的法規要求。

       至於人機協作為何可提高產能利用率,蘇瑞堯說,傳統工廠產線,多半在部分單站使用機器人來提高自動化效率;他以佳世達為例,「他們採取一種很聰明的方法,不是將機器人放在流水作業線上,而是將機器人『圍』在輸送帶之間,和作業人員一起工作」。

       他解釋,透過人機協作方式,讓機器去從事繁重、危險或髒污枯燥的工作,作業員可以負責穿線、貼貼紙等機器不易拿捏公差,而人類做起來又輕鬆自如的工作。如此一來,等於產線每一站都由人類和機器共同作業,自動化滲透率至少提升到50%,產能利用率自然大幅提高。

       佳世達利用人機協作產線已完成好幾項產品的製作,且產線效能之高,也遠超佳世達和原見精機的預期,甚至還獲得國際機器人聯盟(IFR,International Federation of Robotics)專文刊登。

善用工具成為創造價值的關鍵

       佳世達產線調整的成功案例,正是善用機器和人類的各自優勢,讓人機協作發揮最大價值。這為臺灣製造業打開了下階段的發展契機,「善用工具才能真正的創造價值」。

       以日本來說,雖在全球製造業居領頭羊地位,亦擁有國際知名的機器人品牌,但在自動化的想像其實相對保守,機器人的運用仍以全面自動化、無人工廠為主,對於人機協作的嘗試與接受度相對緩慢,這也成為臺灣的機會。

       如果是接單量龐大,全面自動化自然可以創造產線最高效率,但在工業產品愈加注重差異化的環境下,量少樣多已是必然的趨勢。和日本相比,從OEM代工生產起家的臺商已習於產線的靈活調整,在機器人越來越普及的未來,「如何用好機器人,會比做好機器人來更重要」。透過善用工具提昇效率、創造更高的價值,這才是工業4.0時代致勝的關鍵,也是MIT臺灣製造面對下一世代的優勢與機會。

2022年自動化需求升溫 料將帶動業績起飛

       從美中貿易戰到疫情,近年製造業遭遇前所未有的動盪局面,不少臺商也面臨轉移製造基地的抉擇。隨著愈來愈多臺商將生產重鎮由大陸轉向東南亞或其他國家,「可以明顯感受到自動化需求變得強烈」。

       但產業鏈的轉移非一蹴可幾,牽涉到上下游布局,選址、建設,「我們的安全皮膚屬於生產設備的配件,從選用到最終產線導入的節奏不會這麼快」,預估2022年下半年才會看到自動化需求明顯增長,屆時也有望帶動安全皮膚的銷售。

       該公司的安全皮膚主要分為兩大類型。第一類是專門為國際機器人品牌主流產品開發相應的安全皮膚升級套件。這部分的產品安裝簡單亦不涉及機器人軟體設定,經銷商在導入設備時幾乎沒有技術門檻,成為產品利基,但畢竟是專攻後裝市場(aftermarket),有一定的競爭壓力。

       第二類則是搭配原廠公司的開發時程,為其新產品設計相應的安全皮膚標配產品,也就是搶入前裝市場。未來隨著原廠新機的販售,銷量也能穩定增長,這部分也將成為2022年銷售的主力,預期2022年全年的銷量可大幅衝刺到800套。

       蘇瑞堯認為公司成立之初因握有前瞻性的技術、又是成熟的產品,業界導入的速度會很快。工業機器人產品生命周期約在10-15年,新產品開發包括初期規劃、驗證測試、銷售配置等環節,周期往往在3年之譜,甚至4-5年都有。目前合作的機器人大廠,也跟進原見的步伐加快開發節奏,將周期縮短到2年,甚至不到1年。他笑說,「原廠都說,和一家來自國外甚至是臺灣的新創公司合作,已是破天荒的選擇,現在還加速開發周期,對他們來說應該也很刺激」。

轉換人生角色  一路貴人相幫

       對於快速從科研人員的身份,轉換為創業者的角色,過去的教育或職場經歷都未曾接受相關的訓練,謙稱「不論是我自己還是核心團隊,都還在學習階段」。「真的是一腳踏進來後,才會感受到其中的痛苦與煎熬」,不過自己的創業之路仍相當幸運,除了工研院跨領域的資源,讓他踏出創業的第一步;投資人給予的不僅是第一桶金,也給予團隊很多指導。

       原見2021年也開始啟動外部輔導機制,增加了法律、公司成長規劃等方面的顧問,讓其商業運作更加完善。儘管一路有許多不為人知的心路歷程,但看到產品可以獲得國際大廠的肯定,就是他和團隊最大的驕傲。

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