制造业中改变游戏规则的五大机器人趋势

主要力量正在推动工业机器人的采用和发展，影响制造商如何解决劳动力短缺问题、可持续扩展以及自动化日益复杂的任务。

全球制造工厂中有超过 470 万台工业机器人。它们共同构成了一支庞大而多样化的劳动力队伍：机械臂焊接车架，自主移动机器人在仓库中移动零件，高速拾取和放置系统对产品进行分类，协作机器人与人类合作处理要求苛刻的工作。

在许多工厂中，机器人已经变得与人类工人一样重要，而且它们的存在只会越来越大。

2024 年，制造商部署了 542,000 台新机器人，是十年前安装量的两倍多。

熟悉的压力和新的创新正在推动这一激增。国际机器人联合会 （IFR） 指出了塑造机器人行业的五个主要趋势：解决劳动力短缺、可持续发展、人工智能、人形机器人和机器人即服务等新业务领域。这些力量现在都在工厂车间、投资战略和全球供应链中展开。

达索系统为这一切带来了独特的视角。凭借数十年的行业专业知识和先进的数字解决方案套件，我们与客户合作，确定机器人在哪些方面提供最大价值，以及如何将它们无缝集成到现有生产线中。那么这在实践中是什么样的呢？让我们逐一分析一下五种 IFR 趋势，以及它们对当今和未来工厂的意义：

1. 工业机器人解决制造业劳动力短缺问题

各地的工厂都在为劳动力短缺而苦苦挣扎。人口老龄化、区域技能差距和不断变化的期望意味着一些生产线根本无法配备人员。近 60% 的制造商表示，无法吸引和留住员工是他们最关心的问题。德勤估计，如果人才挑战持续存在，未来十年可能会有 190 万个制造业工作岗位空缺。

因此，在许多情况下，机器人正在承担空缺工作，而不是取代人们。移动和协作机器人已经检查产品、执行危险涂装等任务并处理重物——所有这些角色都是困难的、不安全的或对人类不受欢迎的。处理完这些工作后，工人就可以转向更安全、更熟练和更有价值的工作。

数字解决方案帮助制造商应对这一变化。通过在模拟环境中进行培训，员工可以安全、自信地准备与机器人一起工作，而虚拟孪生功能使公司能够对不同的劳动力场景进行建模，并规划人力和机器人资源的适当平衡。

2. 机器人技术推动可持续性和能源效率

制造业约占全球碳排放量的五分之一，这使得可持续性成为工厂运营方式的基本要求。

机器人技术可以发挥重要作用。自动化为生产过程带来了更大的稳定性，提高了产量并减少了废品，从而将浪费降至最低。更智能的系统还可以优化生产线的能源消耗，同时支持更本地化、更灵活的生产模式，从而减少运输排放并加强区域经济。

机器人本身也变得更加环保。轻量化设计、智能电源管理和生物启发组件等创新都有助于在不影响性能的情况下提高效率。

达索系统精确地支持这些设计权衡。3DEXPERIENCE 平台中的生命周期评估功能可以测量不同设计选择的碳影响，而仿真和虚拟孪生允许工程师在投入物理原型之前探索无数的设计备选方案和场景。

3. 人工智能从编程到学习

工业机器人过去完全按照编程做的事情，仅此而已。人工智能 （AI） 正在改变这一现状，使机器能够实时学习、适应和完善其行为。

现在，一些机器人可以解释传感器数据以捕获缺陷、进行调整以解决瓶颈或优化重复性任务。其他人在开始作业之前在虚拟环境中运行数千个场景。生成式人工智能更进一步，帮助工程师探索机器人以后可以自行改进的工作流程。

结果是有希望的。

据普华永道称，人工智能驱动的预测性维护可以将成本降低 10% 至 40%，并将停机时间减少 20% 至 50%。在实践中，这意味着更少的中断、更快的输出和数百万欧元的节省。

然而，人工智能只有在安全可靠地部署时才能提供价值。达索系统弥合了这一差距。跟德尔米亚，每个机器人任务都可以在实施前进行虚拟模拟和验证。工厂布局、物流流程和人机交互都可以提前测试，因此当人工智能驱动的机器人上场时，它们已经准备好应对现实世界的复杂性。

4. 实际应用让人形机器人超越炒作

头条新闻经常将人形机器人描绘成家庭、医院等领域的未来通用帮手，但在工业中，它们的角色更具针对性。根据IFR的说法，这些类人机器人的潜力正在被不同地区以不同的方式探索。

在北美，人形机器人正在被部署在物流和制造、处理材料运输、零件交付或基本组装中。中国正在测试客户支持等服务角色，同时准备扩大规模以用于工业用途。日本正在将人形机器人融入社会和护理环境。欧洲更注重协作、以人为本的设计，以提高安全性和效率。

在所有情况下，其目的都是通过承担重复性、剧烈或危险的任务来增加而不是取代人类工人。达索系统帮助公司评估人形机器人在哪些方面有意义。通过模拟人机协作，制造商可以在部署前评估人体工程学、安全性和效率。虚拟环境还揭示了人形机器人如何适应现有工作流程，以确保它们在不造成中断的情况下增加价值。

5. 机器人即服务和新的机器人角色

机器人技术正在远远超出大型制造设施。仓库、医院、农场和建筑工地都在采用自动化来提高安全性和效率。

一个很大的推动因素是机器人即服务 （RaaS） 模型.通过 RaaS，企业可以订阅根据其需求量身定制的机器人功能，并在需要时进行扩展。对于较小的公司来说，RaaS 提供了无需高额前期投资即可采用高级自动化的机会。对于较大的组织来说，它使新任务的试验更加可行。

在这里，虚拟孪生技术也是必不可少的。通过捕获和分析真实世界的数据，公司可以对工作流程进行建模、优化性能并快速调整以适应变化。这些见解可以应用于各种场景，例如大型配送中心、农田或研究实验室，以确保团队适应与机器人一起工作，并提供有意义的价值。

让机器人技术为您的业务服务

下一波机器人技术浪潮将归结为我们设计人类、机器人和数据协同工作的生态系统的能力。麦肯锡将其比作将一个新物种引入设施。正因为如此，在许多情况下，采用将分阶段进行，从自动驾驶汽车、无人机和协作臂等经过验证的平台开始，然后转向人形机器人等更复杂的系统。

达索系统致力于实现这一转型。我们强大的数字能力使公司能够在机器人解决方案到达现场之前对其进行设计、仿真和优化，并在其整个生命周期中对其进行管理。这有助于为接受度、投资回报和最终扩展奠定基础。