AI學習,未來機器手臂的有效協作

2022-08-02

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反覆不斷的疫情,俄烏戰爭的未解,經濟局勢的變化,提高生產彈性已是製造業在面對不穩定局勢之下的解方,但要如何處理及運用機械手臂協作也是一大課題...

從2018年開始的中美貿易戰,2020年到現在仍未停歇的COVID-19,缺櫃塞港的持續狀態,原物料缺料且價格上揚未見終端,開始實施的淨零排碳政策及懸而未解的俄烏戰爭,加上國內停電跳電等事故層出不窮,天災人禍頻傳的情況下,全球供應鏈的走向在這幾年間不斷改變,而供應鏈布局的基礎,已無法再使用先前以成本考量的集中生產模式,如何維持原有的製程與產能,及建立具有韌性的產線,並做出即時調整,已是目前企業在面臨不斷變動環境下的必要措施。

 

自動化產線的關鍵

在現在人力物力缺乏的情況下,製造業積極尋求自動化生產的最大效率,透過機械手臂取代人力作業,並努力極大化手臂使用性,但傳統手臂因其多為固定式而導致使用上某種程度仍有侷限,因此當有更高效的生產需求時,如何突破當前使用限制成了製造業的關鍵競爭力。

 

提高彈性應變能力已是當前的製造業所重視的重點,且在廠內的移動性也成為焦點之一,具有移動性意味自動化設備及產線配置自由,能夠適應不斷的變化及需求即時調整。電動機車製造商Gogoro即是一例,Gogoro將無人自動搬運車(AGV)取代傳統流水生產線的輸送帶,優點是可隨時重組並靈活調整產線規劃,據Gogoro說法,只需72小時,就能完全重組產線,投入新機生產。


但這類型搭配載具的機器手臂,屬於協作型機器人,而工業機器人有體積及荷重較大,速度較快的特點,不適用於AGV這類型移動載具,其高速運轉時,慣性及重力加速度會導致AGV翻覆。工業機械手臂搭配軌道走行軸著重在附載、速度及精度,如焊接等精度高的動作,速度及要求上下料等等,在歐美國家已導入在汽車、造船、航太及建築等領域使用,而大型物件製成如焊接、噴塗裝、拋光等等也逐步轉為機械手臂,而這些領域在台灣仍有成長空間。

 

AI機械手臂的協助

但除了靈活方便搭配AGV能隨時變動的機器手臂,及運用在重型工業的走行軸機器手臂外,導入AI人工智慧讓機器手臂擁有自主學習能力,也能提高產線的運作效率。

 

Amazon的物流中心使用少量機器手臂Robin處理撿貨、掃描、理貨作業,每隔幾天使用新的衡量標準重新訓練Robin,並計畫每周推出數次更新,因應變動快速的作業環境及未來規模化部屬。Robin能辨識不同尺寸的箱子、軟性包裹、疊放的信封等物體,無須人類編排動作即能自主抓取目標物體,運用吸盤夾爪從輸送帶撿取包裹,掃描後置於理貨機器人上,再運送至正確裝運平台,能執行一系列預先訂好的動作,還能即時因應環境變化。

 

機器人與人工智慧團隊讓機器學習模型後,嘗試自行從影像中找出輸送帶的各種包裹,團隊依辨識正確性提供回饋,並持續優化以達到最高準確率。Robin對辨識結果提供信心度回饋,分數低的影像會回傳給團隊進行註解,然後再用於重新訓練Robin,進行作業時Robin也能自覺錯誤並試圖修正,若無法解決就呼叫人類介入,團隊也持續強化Robin的辨識能力,以精進流程作業。

 

在可預見的人力及物力仍舊持續缺乏下,依賴機械手臂執行不間斷作業已是確定的未來,如何運用機械手臂增加產線彈性以因應局勢變化,考驗著各產業的智慧。



內文資料來源:

最大化生產效率,機器人的關鍵第七軸

亞馬遜開發獨特學習模型,讓機器手臂有更高自主學習力



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