協作機器人應用定義及發展現狀分析

協作機器人應用是指將協作機器人技術應用于各個領域的實際操作中，以實 現人機協作、提高生產效率、提升工作質量和安全性等目標。

協作機器人具有安全性高、靈活性強、易于操作和編程等特點，能夠與人類 工作人員在同一工作空間內協同工作，完成各種任務，如物料搬運、裝配、焊接、 檢測、包裝等。在協作機器人應用中，機器人可以根據預設的程序和指令，自動 執行重復性、高精度的工作，而人類工作人員則可以專注于更具創造性、復雜性 和需要人類判斷力的工作，從而實現人機優勢互補，提高整體工作效率和質量。 在工業領域，隨著協作機器人技術的不斷迭代以及解決方案的不斷開發，我 們認為可以把應用分為三個階段：基礎應用如搬運、碼垛、上下料；進階應用如 組裝、測試、熨燙、鎖螺絲；高難度應用如曲面涂膠、打磨、焊接、噴涂、柔性 線束插拔等等。目前，協作機器人應用主要集中于基礎和進階應用，未來將逐漸 向高難度、高附加值應用場景加速滲透。 協作機器人應用不僅局限于工業制造領域，還可以擴展到醫療、新零售、餐 飲、農業等多個行業，為這些行業帶來創新和變革。例如，在醫療領域，協作機 器人可以協助醫生進行手術、康復治療等；在新零售領域，協作機器人可以進行 咖啡及奶茶制作等工作。隨著技術的不斷發展和創新，協作機器人應用的范圍和 領域還將不斷擴大和深化。

協作機器人以其安全性、靈活性和易用性在工業領域中越來越受到重視，它 們能夠填補傳統工業機器人無法覆蓋的空白區域，成為工業生產自動化過程中的 重要補充。這些機器人能夠在定制化產線、人機混合產線等場景中發揮顯著優勢， 特別是在汽車制造、3C 電子、金屬加工、食品飲料等多個行業中，如下： ①高柔性要求的個性化產線：柔性生產的核心是利用協作機器人的易部署、靈活、兼容性強、搭配移動性、易操作性、易換線等特點，實現產線生產切 換靈活、柔性。未來多品種少批量、個性化定制化生產成為中國制造業的發 展趨勢，協作機器人方案則具有較低的系統成本、快速部署的能力、簡單易 用的操作方法等優點，成為未來機器人產業大力發展方向。如在 3C 等產業 中，產品更新換代速度快，需要頻繁切換產線，利用協作機器人可以柔性高 效地對產線進行改造。 ②需要人工參與的產線：一些產線、工位由于生產特殊性需有人工參與或配 合進行輔助、協同作業、調試巡檢等操作，同時空間相對狹窄，操作人員在 設備間穿行時存在安全隱患。為保證人員安全，使用協作機器人可以與人無 護欄協同工作，提高生產效率及安全性。

③空間有限的局部改造項目：一些制造企業由于廠房老舊、新舊設備交雜、 原始產線規劃不合理等問題而導致部署空間緊張，進行整體化改造難度大， 可采用輕量化、高度集成、易部署、適應性強的協作機器人進行局部改造。 ④中小型用戶項目：協作機器人潛在的中小制造企業用戶基數龐大，而中小 型企業往往產品生產體量小、對制造成本敏感，往往會對部署周期長、價格 高的傳統工業機器人望而卻步。協作機器人可部署安裝，初期投入成本低、 投資回報周期短，可滿足中小型企業的訴求。此外，一些中小型企業缺乏相 應的機器人技術人才，而協作機器人具備較強的易操作性，不需要太多的人 才培訓和完善的技術服務就能快速落地。 ⑤示范性/標桿性項目：客戶希望采用前沿性及創新型技術，引入協作概念， 抓住熱點打造示范性產線，協作機器人可以為有此類需求的企業賦能。

協作機器人的技術特點使其在可拓展性方面表現出色，使其具備了覆蓋眾多 非工業場景需求的可能性。協作機器人在非工業領域的應用將主要聚焦于 4D 應 用場景，用于取代或協助人工完成 Dull（枯燥的）、Dangerous（危險的）、 Duplicate（重復的）、Dirty（骯臟的）的工作，將人工解放出來。當前協作機 器人在非工業領域的應用趨勢主要可以從服務行業、高危作業環境、特種行業及家庭應用場景四個方面進行說明，如下： ①服務行業：新零售、餐飲、康復護理等屬于重復性高、勞動強度高、人工 密集型應用場景，人員流動率高，培訓周期長。未來協作機器人替換空間較 大。 ②高危作業環境：石油、化工、煤礦等屬于高危作業環境，在運輸和貯存的 各個過程中，都可能會發生爆炸和火災等嚴重事故。目前在日常運維中用機 器人替代人工已成為發展趨勢。為滿足高防護標準的工作環境需求，擁有高 安全性防爆技術的協作機器人已應運而生。

③特種行業：醫療手術、電力等特種行業已逐漸應用協作機器人以降低人為 干擾因素，保證作業過程中的安全性、穩定性，提升效率。如協作搭載 AGV 模式的復合機器人已經成熟應用于高壓電線搭接、電力巡檢等場景中。 ④家庭應用場景：協作機器人的出現提供了一個讓機器人走入普通人生活的 可能性，如老齡化帶來的保健及康復需求、護理及養老需求等。伴隨著未來 協作機器人輕型化、智能化、成本降低等發展趨勢，生活中還有更多可以用 到協作機器人的環節有待發掘。