專家解釋了機器人和工業(yè)4.0概念將如何重塑美國工廠、改變制造業(yè)勞動力結(jié)構(gòu)、顛覆許多公司做生意的傳統(tǒng)方式。

1961年，通用汽車在其工廠車間內(nèi)安裝了第一臺工業(yè)機器人。自那時起，制造商們就從這些不知疲憊、不會受傷、在某些情況下甚至比人類效率更高的機器人身上，獲得了極大的收益。

已經(jīng)“接管”了很多制造業(yè)非技術(shù)類工作的機器人，正在開啟一個更新、更高收入角色的大門。制造商們使用協(xié)作機器人，目的是希望將人類的獨創(chuàng)性與先進(jìn)的機器人技術(shù)相結(jié)合，讓機器人能夠協(xié)助并與人類員工一同工作。

賓夕法尼亞州立大學(xué)前信息科學(xué)與技術(shù)教授、英特爾商業(yè)戰(zhàn)略總監(jiān)Irene Petrick表示：“我們需要那些懂得如何將材料從一種形態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種形態(tài)物理過程的人，但同時他們還必須了解其背后的數(shù)字力學(xué)原理?！?/p>

她說，今天許多的工廠，很多都在使用尖端的技術(shù)，并有著復(fù)雜的業(yè)務(wù)運營模式。新的技術(shù)崗位正在以指數(shù)級的速度被創(chuàng)造出來，而制造業(yè)正面臨著難以填補這些新崗位空缺的困境。與此同時，對數(shù)字化技術(shù)的需求也在不斷增長。

根據(jù)德勤和制造業(yè)協(xié)會聯(lián)合進(jìn)行的研究顯示，由于目前技術(shù)熟練工人的缺乏，美國制造業(yè)在未來十年將面臨200萬人的用工短缺。

機器人的應(yīng)用實際上會創(chuàng)造更多的工作機會

先前是美國宇航局靈巧機器人實驗室首席研究員，現(xiàn)任休斯頓機電一體化公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官的Nicolaus Radford，對于未來將技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)可能對工作機會帶來的沖擊，持樂觀態(tài)度。

“我相信技術(shù)總是會提供更多的雇員崗位，”Radford說。為了培養(yǎng)新一代工人，機電一體化行業(yè)正將3D打印技術(shù)帶入課堂、投資和參與各類機器人項目，并讓學(xué)生了解他們的各種新設(shè)備。

這一想法是為了讓青年人們相信，制造業(yè)與硅谷的科技工作，或美國航空航天局(NASA)的航空工作一樣，讓人感到激情四射。

Petrick說，為了吸引更多制造業(yè)新人加入，以解決人員短缺的問題，美國需要建立一個學(xué)徒培訓(xùn)計劃并重組實習(xí)機會。她指出，德國作為一個在吸引和培養(yǎng)新人才方面的榜樣，已經(jīng)通過多年時間，建立起了一套完備的學(xué)徒培訓(xùn)計劃。

機器人會成為更安全的同事

如今，制造業(yè)中常見的大多數(shù)機器人都是擁有巨大力量的重型機器，例如那些在汽車裝配線上，用于拉升和旋轉(zhuǎn)汽車車身的機器人。由于還沒有相應(yīng)的技術(shù)能夠讓它們在遇到意外情況時安全的停止運轉(zhuǎn)，所以為了避免對人類造成傷害，只能暫停使用。

然而，現(xiàn)在的制造業(yè)有一個能夠激發(fā)更強大創(chuàng)造力的新趨勢，那就是重新啟用這些重型機器人。

Radford的公司正致力于實現(xiàn)：一個包括機器人之間、人機之間溝通與協(xié)作的未來物理系統(tǒng)，它就是被稱為工業(yè)4.0的高科技、計算機化的“智慧工廠”。“有必要開發(fā)更安全的協(xié)作機器人，”他說。Radford表示“，[因為]在不遠(yuǎn)的將來，不到五年時間內(nèi)，我們將看到人類與機器人并肩工作?！?/p>

這不僅僅是創(chuàng)造了一個安全的環(huán)境;機器人還必須能夠與其他機器人或人類同事進(jìn)行溝通交流。在英特爾，Petrick致力于利用團隊在計算機視覺、計算機學(xué)習(xí)和認(rèn)知計算等方面的新興技術(shù)，讓機器人能夠更好的協(xié)同工作。

“目前，機器人主要是高度專用的，”Petrick說。“未來，他們將有更多感知環(huán)境的能力，并且能夠感知哪些操作可能會讓工作更有效。”

從本質(zhì)上來說，一個制造業(yè)機器人必須是一個足夠聰明的、可以在任何需要它的地方馬上補缺的“多面手”，這也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命的一部分。

這些專用機器人也許效率很高，但成本也很高。不僅僅是標(biāo)價高，重新裝配生產(chǎn)線的成本也很高。科技時代（Tech Times）報道稱，2015年，福特F-150裝配線的改造工程，就花費了公司高達(dá)3.59億美元的費用。

協(xié)作機器人極強的工作適應(yīng)能力，使其更容易獲得中小型制造商的青睞。協(xié)作機器人可以在地面上靈活移動，在需要用到它們的地方完成連接并開始工作，而無需像傳統(tǒng)那樣要圍繞機器人去構(gòu)建你的生產(chǎn)流程。

Radford說：“這正是（協(xié)作）技術(shù)正在為制造業(yè)帶來的價值。比如當(dāng)我們在制造汽車時可以靈活的停止某個工序，有了更高的工藝與自動化水平，做事情就能夠像在做一件工藝品那般精細(xì)。

然而，獲得這種便捷的連通性也會付出一定的代價。當(dāng)工廠完全依賴互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)備與人之間的通信時，這就產(chǎn)生了一個潛在的網(wǎng)絡(luò)安全問題。不僅僅是人為的錯誤的原因，惡意軟件的誘導(dǎo)同樣會導(dǎo)致漏洞的出現(xiàn)。黑客和間諜還可能會通過網(wǎng)絡(luò)，控制住工廠的系統(tǒng)或其中的設(shè)備。

Petrick和Radford都認(rèn)為，應(yīng)對和解決網(wǎng)絡(luò)安全問題不應(yīng)該只是制造商IT部門的責(zé)任。從設(shè)備資產(chǎn)到云端的服務(wù)、數(shù)據(jù)，安全工作必須從內(nèi)部開始、嚴(yán)格監(jiān)控。為了確保機器人和人類能夠在一個安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中并肩工作，需要引入多學(xué)科方法。

毫無疑問，未來的工廠將有助于拯救美國制造業(yè)，同時還將為那些對機器人和STEM相關(guān)職業(yè)感興趣的人，提供一系列極具吸引力的工作機會。未來的幾代人在提到制造業(yè)時，想到的將不再是單調(diào)的流水線。對他們來說，制造業(yè)將成為一個有著先進(jìn)技術(shù)、巨大創(chuàng)新、甚至是機器人同事的地方。