1.3.1 傳統(tǒng)機(jī)器人的不足

協(xié)作機(jī)器人的興起意味著傳統(tǒng)機(jī)器人必然有某種程度的不足，或者無法適應(yīng)新的市場需求，主要有以下三點(diǎn)：

1.傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的部署成本高

相對來講，工業(yè)機(jī)器人本身的價格并不高。主流場合使用的機(jī)器人，根據(jù)負(fù)載能力不同，售價在10～40萬元。一般情況下，一臺機(jī)器人的使用壽命為5～8年，作為比較高端的工業(yè)設(shè)備來講價格并不算高。

目前的工業(yè)機(jī)器人主要負(fù)責(zé)工廠中重復(fù)性的工作，這依賴于其非常高的重復(fù)定位精度（一般可以達(dá)到0.02mm以下），以及固定的外界環(huán)境。為了保證這一點(diǎn)，除了機(jī)器人本身的設(shè)計(jì)要求，還需要將待加工產(chǎn)品放在固定的位置，以便機(jī)器人每次都可以到同一個地方準(zhǔn)確地拿取或執(zhí)行某項(xiàng)操作。對于現(xiàn)代復(fù)雜的流水線作業(yè)來講，在整個生產(chǎn)線上為每一個使用機(jī)器人的工序都設(shè)計(jì)這些固定的外界環(huán)境需要耗費(fèi)大量的資源，占用寶貴的車間面積及長達(dá)數(shù)月的實(shí)施時間。

工業(yè)機(jī)器人的使用難度較高，只有經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)人士才能熟練地使用機(jī)器人完成配置、編程及維護(hù)工作，普通用戶很少具備這樣的能力。如果使用的機(jī)器人較多，則大部分情況下需要對原有的生產(chǎn)線進(jìn)行改造，甚至重新建設(shè)，這不僅需要巨大的投資，還可能涉及停產(chǎn)改造，這也是很多工廠遲遲不使用機(jī)器人的原因之一。

除此之外，每一條生產(chǎn)線上的大部分設(shè)備（末端工具、非標(biāo)機(jī)械、控制流程等）都是針對特定的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的，如果涉及中途變更生產(chǎn)需求，則很大概率是因?yàn)橹暗纳a(chǎn)線無法直接滿足新產(chǎn)品生產(chǎn)的需求，這就涉及工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)和部署，這部分的工作量有時甚至?xí)咏状尾渴稹?/p>

簡而言之，單獨(dú)的工業(yè)機(jī)器人無法直接用于工廠的生產(chǎn)線，還需要很多外圍設(shè)備的支持。雖然機(jī)器人本身是一種高柔性、高靈活性的設(shè)備，但整個生產(chǎn)作業(yè)一旦涉及生產(chǎn)線變動，費(fèi)用很高。

2.中小企業(yè)需求

中小企業(yè)是機(jī)器人新興市場的主要客戶，目前傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人無法很好地滿足中小企業(yè)的需求。傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的目標(biāo)市場是可以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)。大規(guī)模生產(chǎn)是20世紀(jì)最流行的生產(chǎn)方式，以生產(chǎn)過程的分解、流水線組裝、標(biāo)準(zhǔn)化零部件、大批量生產(chǎn)和機(jī)械式重復(fù)勞動等為主要特征。

有能力進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)對機(jī)器人系統(tǒng)高額的部署費(fèi)用相對不敏感，因?yàn)樵诋a(chǎn)品定型之后，在足夠長的時間內(nèi)生產(chǎn)線可以不做大的變動，機(jī)器人基本不需要重新編程或重新部署，企業(yè)可以最大化利用機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化、高效率的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)投資價值最大化。

而中小企業(yè)則不一樣，它們的產(chǎn)品一般以小批量、定制化、短周期為特征，沒有太多的資金對生產(chǎn)線進(jìn)行大規(guī)模改造，并且對產(chǎn)品的投資回報(bào)率（return on investment, ROI）更為敏感。這要求機(jī)器人具有較低的綜合成本、快速部署/重部署能力、簡單上手的使用方法，而這些是傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人很難滿足的。此外，在某些機(jī)器人應(yīng)用的新興行業(yè)中，即使是大企業(yè)也面臨著與中小企業(yè)同樣的問題，3C產(chǎn)業(yè)是這一方面的典型代表。

3C市場中（如手機(jī)、平板、可穿戴設(shè)備等）主流產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度非常快，基本上生命周期只有1～2年，短的甚至只有幾個月。如果采用傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人方案，投入大量的資源，耗費(fèi)數(shù)月建設(shè)生產(chǎn)線，可能連成本的零頭還沒收回，所生產(chǎn)的產(chǎn)品就面臨退市了。而如果對生產(chǎn)線進(jìn)行再次改造，則又要投入大量的資源，這是不可接受的。

除了資金投入，3C行業(yè)更關(guān)心機(jī)器人部署的時間，常見的機(jī)器人自動化改造方案耗時1個月到數(shù)個月不等，但3C產(chǎn)品無法在每一次產(chǎn)品換代時都等待這么久。

3.新興協(xié)作市場需求

工業(yè)機(jī)器人一直以來都是高精度、高速度自動化設(shè)備的典范，但由于歷史和技術(shù)原因，與人在一起工作時的安全性沒有成為機(jī)器人發(fā)展的重點(diǎn)，因此在絕大多數(shù)工廠中，出于安全性考慮，一般都要使用圍欄把機(jī)器人和人進(jìn)行隔離。

隨著人力成本的上升，很多其他以前沒有或很少使用機(jī)器人的行業(yè)開始尋求機(jī)器人自動化解決方案，如之前提到的3C行業(yè)，還有醫(yī)藥、食品、物流等行業(yè)。這些新興行業(yè)的特點(diǎn)是產(chǎn)品種類很多、體積普遍不大、對操作人員的靈活度要求高。由于現(xiàn)在由人類負(fù)責(zé)對柔性、觸覺、靈活性要求比較高的工序，由機(jī)器人利用其快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)負(fù)責(zé)重復(fù)性的工作，現(xiàn)有的機(jī)器人很難在成本可控的情況下給出性能滿意的解決方案。

比如組裝鍵盤，可以由機(jī)器人把鍵帽放置到位，由人進(jìn)行卡扣的工作；再比如組裝手機(jī)或電腦，機(jī)器人負(fù)責(zé)把主要零配件、螺釘放到合適的位置，人來負(fù)責(zé)排線安裝、卡扣、擰緊螺釘?shù)墓ぷ鳌５牵绻吆献鳎虚g還要隔一個柵欄就太不方便了，人和機(jī)器人之間想要進(jìn)行交互，還要先通過安全門，整體效率還不如單獨(dú)使用人來得高。這個時候就需要一些額外的技術(shù)來保證機(jī)器人與人可以安全地在同一個區(qū)域工作，而不需要柵欄這樣礙事的東西擋在中間，即要求機(jī)器人具有安全協(xié)作的特性。

各大機(jī)器人廠商的機(jī)器人都配備了各自的安全技術(shù)，如ABB公司的SafeMove、FANUC公司的DCS、KUKA公司的KUKA.safe；但其安全功能本身還比較初級，如只是將物理圍欄換成了虛擬圍欄，檢測到有人靠近時自動停止，這仍然不算完整的協(xié)作安全技術(shù)。