荷蘭德拉赫滕—在中國沿海的飛利浦電子工廠,數百名工人用手和專用工具組裝電動刮鬍刀。這是老辦法。
在荷蘭鄉村的一家姊妹工廠,128 個機械手臂以瑜伽般的靈活性完成同樣的工作。攝影機引導他們完成遠遠超出最靈巧的人類能力的壯舉。
一個機器手臂不斷地在兩根連接線中形成三個完美的彎曲,並將它們滑入幾乎小到肉眼看不見的孔中。這些手臂的工作速度如此之快,以至於必須將它們關在玻璃籠子裡,以防止監督它們的人受傷。他們在沒有喝咖啡休息的情況下完成這一切——一年 365 天、每天三班倒。
總而言之,這裡的工廠每班有數十名工人,大約是中國珠海市工廠的十分之一。
這就是未來。新一波的機器人比汽車製造商和其他重型製造商目前普遍使用的機器人更熟練,正在取代世界各地製造和分銷領域的工人。像荷蘭這樣的工廠與荷蘭使用的工廠形成了鮮明的對比。 蘋果 和其他消費性電子巨頭,僱用了數十萬低技能工人。
「有了這些機器,我們可以製造世界上任何消費性設備,」管理德拉赫滕飛利浦裝配線的電氣工程師賓尼·維瑟 (Binne Visser) 說。
許多產業高層和技術專家表示,飛利浦的方法正在趕上蘋果。就如富士康、蘋果 iPhone 製造商繼續建造新工廠並僱用數千名額外工人來生產智慧型手機,該公司計劃在幾年內安裝超過一百萬台機器人,以補充其在中國的勞動力。
富士康尚未透露有多少工人將被解僱或何時被解僱。但其董事長郭台銘公開支持增加機器人的使用。據官方新華社報道,在談到他在全球超過 100 萬名員工時,他在一月份表示:“人類也是動物,管理一百萬隻動物讓我很頭疼。”
機器人成本的下降和日益複雜化,引發了經濟學家和技術專家關於工作流失速度的新一輪爭論。今年,麻省理工學院的經濟學家 Eric Brynjolfsson 和 Andrew McAfee 提出了快速轉型的理由。他們在書中寫道:“這種對人類技能的侵蝕的速度和規模是相對較新的,並且具有深遠的經濟影響。” “與機器賽跑。”
在他們看來,低成本自動化的出現預示著上個世紀農業技術革命規模的變化,當時美國農業就業人數從勞動力的 40% 下降到今天的約 2%。麥克菲先生認為,這種類比不僅適用於農業工業化,也適用於上個世紀的製造業電氣化。
“鏈鋸什麼時候取代了保羅·班揚?”麥克丹尼森 (Mike Dennison) 問道,他是 偉創力,一家總部位於矽谷的消費性電子產品製造商,正在日益實現組裝工作的自動化。 “總是有一個價格點,而我們非常接近這個點。”
但加州格倫代爾 Applied Minds 的資深機器人專家和工業產品設計師布蘭費倫 (Bran Ferren) 認為,仍然存在巨大的障礙,使通用組裝機器人的夢想難以實現。 「我很早就對無所不能的通用機器人抱持天真的想法,」他說。 「無論如何,你周圍必須有人。人們很擅長弄清楚如何將散熱器擰入或將軟管滑上?而這些事情對於機器人來說仍然很難做到。”
除了技術挑戰之外,還存在著工會工人和擔心就業的社區的抵制。機器人的崛起可能意味著這個國家創造的就業機會減少,儘管亞洲勞動力和運輸成本的上升以及對智慧財產權盜竊的擔憂正在將一些工作帶回西方。
以偉創力 (Flextronics) 位於舊金山南部米爾皮塔斯 (Milpitas) 營運的龐大太陽能板工廠為例。一面大橫幅自豪地宣稱“將就業和製造業帶回加州!” (目前,中國使用的太陽能電池板中很大一部分由中國製造,並且正在實現自己行業的自動化。)
然而,在最先進的工廠裡,裝配線每週 24 天、每天 XNUMX 小時運行,到處都是機器人,而人類工人很少。所有繁重的工作和幾乎所有精確的工作都是由機器人完成的,它們將太陽能電池串在一起並將其密封在玻璃下。人類工人的工作包括修剪多餘的材料、穿線以及將一些緊固件擰入每個面板的簡單框架中。
製造業的進步也開始改變在全球僱用數百萬工人的其他行業。一是配送,機器人的速度相當於世界上最快的短跑運動員,可以比人類更有效率地儲存、檢索和包裝貨物。機器人可能很快就會取代美國最大的雜貨經銷商 C&S Wholesale Grocers 等公司的工人,該公司已經部署了機器人技術。
視覺和觸摸技術的快速進步使機器人能夠勝任各種體力勞動。例如,波音的寬體商用飛機現在由在飛機蒙皮上快速而精確移動的巨型機器自動鉚接。該公司表示,即使擁有這些機器,它仍很難找到足夠的工人來製造其新型 787 飛機。相反,這些機器的精度顯著提高,並且對工人來說更安全。
在加州的 Earthbound Farms,四個新安裝的帶有客製化吸盤的機械手臂可以迅速將裝有有機生菜的蛤殼式容器放入運輸箱中。機器人的移動速度遠遠快於它們所取代的人類。工程師約翰·杜爾奇諾斯(John Dulchinos) 是位於加利福尼亞州普萊森頓的機器人製造商Adept Technology 的首席執行官,該公司開發了Earthbound 的系統,每個機器人可以取代Earthbound 的兩到五名工人。
美國的機器人製造商表示,在許多應用中,機器人已經比人類更具成本效益。
去年在芝加哥舉行的自動化貿易展上,亞特蘭大一家名為Factory Automation Systems 的顧問公司的機器人技術總監 Ron Potter 向與會者提供了一份電子表格,用於計算機器人收回成本的速度。
例如,一個機器人製造系統最初花費 250,000 萬美元,並取代了兩名機器操作員,每人每年賺取 50,000 萬美元。在系統 15 年的使用壽命中,這些機器節省了 3.5 萬美元的勞動力和生產力。
歐巴馬政府表示,這項技術轉變為國家保持競爭力提供了歷史性機會。白宮科技政策辦公室副主任湯姆·卡利爾表示:“我們要維持美國製造業的唯一方法就是提高生產力。”
政府官員和產業高層認為,即使工廠實現了自動化,它們仍然是寶貴的就業來源。如果美國不參與消費性電子等產業的先進製造競爭,它也可能失去產品工程和設計。此外,機器人高層認為,儘管藍領工作將會消失,但更有效率的製造業將創造設計、操作和維修裝配線的技術崗位,以及工廠所在社區的大量其他類型的工作。
機器人製造商指出,他們的產業本身就創造了就業機會。委託編寫的報告 國際機器人聯合會 去年發現,全球機器人製造商已僱用 150,000 萬人從事工程和組裝工作。
但美國和歐洲在下一代製造業的主導地位還遠未確定。
「我看到中國人也將應用機器人,」飛利浦執行長弗蘭斯·範·霍滕(Frans van Houten)說。 “在此之前,製造業復甦的機會之窗就出現了。”
更快的裝配線
皇家飛利浦電子公司於 1939 年開始製造第一台電動刮鬍刀,並於 1950 年在德拉赫滕設立工廠。但負責組裝的工程師維瑟先生對最新刮鬍刀的先進性感到自豪。他說,它們的售價高達 350 美元,而且製造起來比智慧型手機更複雜。
這裡的組裝線由數十個裝有 Adept Technology 製造的機器人的玻璃籠組成,蜿蜒繞著工廠車間 100 多碼。籠子頂部的攝影機幾乎準確無誤地引導機器人手臂拾取它們組裝的零件。這些手臂以毫米級精度彎曲電線,將牙籤細的主軸放入小孔中,抓住微型塑膠齒輪並將其放入外殼中,然後將塑膠片卡入到位。
下一代製造機器人將更加靈活且更容易訓練。
見證工廠 特斯拉汽車公司最近,該公司開始在矽谷邊緣的加州弗里蒙特生產豪華轎車 Tesla S。
超過一半的建築物被關閉,被稱為“黑暗面”。它仍然存放著一個骯髒的、未使用的 豐田卡羅拉 曾經有大批工人在裝配線上每年生產 50 萬輛汽車。
特斯拉的裝配線與之形成鮮明對比,燈火輝煌。 其快速移動的機器人,明亮的特斯拉紅,每個都有一個帶有多個關節的單臂。它們大多數都很威嚴,高 8 到 10 英尺,給人一種有點險惡的「終結者」的感覺。
但當它們伸到支架上並改變「手」來執行不同的任務時,它們的手臂看起來就像人類一樣詭異。雖然汽車工廠中的許多機器人通常只執行一種功能,但在新的特斯拉工廠中,機器人可能會執行四種功能:焊接、鉚接、粘合和安裝組件。
多達八個機器人在每輛車周圍表演芭蕾舞,因為它在沿線每個車站停留僅五分鐘。最終,該工廠每天將生產多達 83 輛汽車(第一年計劃生產約 20,000 輛)。當該公司明年增加一款運動型多用途車時,一旦機器人被重新編程,它將在同一裝配線上製造。
特斯拉的工廠雖小,但代表著對靈活機器人的重大押注,這可能成為該行業的典範。其他人已經在考慮更大的事情了。
WI 的美國風險投資家保羅·週(Paul Chau) 表示,現代汽車和北京汽車最近在北京郊外建成了一座大型工廠,與競爭對手的大型工廠相比,該工廠每年可生產100 萬輛汽車,使用的機器人數量更多,人員更少,並且具有與特斯拉工廠相同的靈活性。哈珀在六月參觀了該工廠。
新倉庫
傳統和未來系統在紐約市北部的配送中心並肩工作,展示了機器人技術如何改變產品的配送方式,威脅到就業。美國最大的雜貨批發商 C & S 透過位於紐堡的這個倉庫為大型連鎖超市供貨。
舊系統佔地近五十萬平方英尺。數百名操作托盤搬運車和堆高機的人員全天候對貨架進行裝卸。晚上尖峰時段,倉庫裡一片刺耳的嘟嘟聲和飛鏢聲 電動汽車 戴著耳機的工作人員會被一台以四種語言與他們對話的電腦引導到食品箱前。
新系統要小得多,位於倉庫遠端,佔地僅 30,000 平方英尺,並且僅由少數技術人員控制。他們看守著一個四層樓高的籠子,籠子裡有 168 個卡丁車大小的「漫遊者」機器人。每個人都能以每小時 25 英里的速度移動,幾乎與奧運短跑運動員一樣快。
每個漫遊車都透過無線方式連接到中央計算機,並根據命令沿著過道行駛,直到到達目的地——一箱食物需要取回,或者一個地點可以放下食物進行儲存。機器人透過從盒子側面伸出兩英尺長的金屬手指並將其滑到下面來收集盒子。它舉起盒子並將其拉到腹部。然後它加速到鋼籠的前面,在那裡它變成了一條寬闊的車道,在那裡它必須與交通抗衡——這座建築的每一層都有八個機器人活躍,該建築有20 條通道寬,21 層高。
從走道上,機器人等待輪到進入一個特殊的開放通道,在那裡它們將每件貨物放入電梯中,電梯將一串食品箱向下發送到通往大型機器人手臂的傳送帶上。
這隻手臂大約 10 英尺高,具有熟練的超市裝袋工的優雅和靈巧,扭轉和翻轉每個箱子,使最終的堆疊形成一個八英尺的立方體。該軟體足夠複雜,可以確定哪個機器人應該先拿起哪個箱子,因此當訂單到達超市時,工作人員可以按照箱子上架的精確順序取出箱子。
當手臂完成後,立方體的貨物被傳送到機器上,用透明塑膠包裹它以將其固定到位。然後,電腦召喚堆高機操作員將立方體移至卡車上進行運輸。
內置的 象徵性的是一家位於波士頓地區的新創公司,這個機器人倉庫的靈感來自於電腦設計師,他們創建了軟體演算法來有效地組織要儲存在電腦硬碟上的資料。
Symbotic 執行長 Jim Baum 將新系統比喻為一台巨大的平行電腦。該設計非常高效,因為沒有單一的阻塞點;食品在機器人倉庫中移動的情況就像電腦處理的數位一樣。
人類角色的轉變
喬許·格雷夫斯(Josh Graves) 開始在亞利桑那州菲尼克斯郊區托爾森(Tolleson) 擔任倉庫管理員以來的十年裡,他見證了自動化系統如何讓工作變得更輕鬆,但同時也帶來了新的壓力和不安全感。他工作的巨型工廠為克羅格超市配送乾貨。
29 歲的格雷夫斯高中剛畢業就去倉庫工作,他父親在那裡工作了三十年。這項工作要求很高,需要搬運沉重的箱子,而且工作時間很長。 「他們會引進 15 名球員,但只有一名能堅持下來,」他說。
如今,格雷夫斯先生駕駛著一台類似堆高機的小型機器,可以存放和檢索各種尺寸的箱子。北加州卡車司機協會副總裁羅馬·阿洛伊絲表示,由於這些工人從事的體力勞動較少,因此受傷的情況也較少。因為電腦決定了節奏,所以現在的壓力更多的是心理上的。
格雷夫斯先生戴著耳機,電腦語音指導他去倉庫的哪裡收集或儲存產品。工作人員稱之為「大腦」的中央電腦決定了他們的速度。經理們清楚知道工人在做什麼,精確到分鐘。
幾年前,格雷夫斯先生的倉庫安裝了一套德國系統,可以自動存放和檢索成箱的食品。這導致 106 個工作被裁減,約佔勞動力的 20%。新系統最初是由資歷較高的工會工人維護的。然後這項工作交給了德國公司,該公司僱用了非工會工人。
現在克羅格計劃在托爾森建立一個高度自動化的倉庫。去年,六十名工會工人向市議會提出反對該計劃,但該市尚未對此做出裁決。
「我們對機器的到來沒有任何問題,」格雷夫斯先生告訴市政府官員。 “但是請告訴克羅格,我們不想失去我們城市的這些工作。”
有些工作仍然超出了自動化的範圍:建築工作需要工人在不可預測的環境中移動並執行不重複的不同任務;需要觸覺回饋的組裝工作,例如將玻璃纖維面板放置在飛機、船隻或汽車內;組裝工作只生產有限數量的產品,或每種產品有多個版本,需要對機器人進行昂貴的重新編程。
但這個名單正在變得越來越短。
升級分銷
在加州帕洛阿爾托工業區的一個斯巴達車庫裡,一個機器人配備了電子「眼睛」、一個小湯匙和吸盤 反覆拿起箱子並將其扔到傳送帶上.
它正在做世界各地低薪工人每天所做的事情。
較舊的機器人無法完成此類工作,因為電腦視覺系統成本高昂,並且僅限於照明恰到好處的精心控制的環境。但是,由於廉價的立體相機和軟體,該系統可以像人類一樣輕鬆地看到形狀,因此該機器人可以快速識別隨機放置的物體的不規則尺寸。
該機器人採用了一項首創的技術 Microsoft微軟用於 Xbox 電玩系統的 Kinect 動作感應系統。
此類機器人將使聯邦快遞和聯合包裹服務公司等公司自動化,這些公司目前僱用了數萬名工人來執行此類任務。
該機器人背後的新創公司Industrial Perception Inc. 是Willow Garage 的第一家分拆公司,Willow Garage 是一家雄心勃勃的機器人研究公司,總部位於加州門洛帕克。第一個客戶可能是一家目前僱用數千名工人來裝載貨物的公司。並卸載卡車。工人們平均每六秒就能搬運一個箱子。但每個箱子的重量可能超過130磅,因此工人們很容易疲勞,有時還會傷到背部。
如果 Industrial Perception 的機器能夠可靠地每四秒鐘移動一個箱子,那麼它就將贏得合約。工程師相信,機器人很快就會做得更好,每秒拾取並放下一個盒子。
「我們正處於徹底改變製造和分銷的風口浪尖,」機器視覺科學家、工業感知公司創始人加里·布拉德斯基 (Gary Bradski) 說。 “我認為這不是一個單獨的事件,但它最終將產生像互聯網一樣巨大的影響。”
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