什么是机器人?
发布时间:2018-10-31     字号: [小] [中] [大]

    10月底,质量院老师带领我们博士生到经开区某汽车塑料配件生产企业参观,我们带着“机器人是什么?”“机器人替代了哪些员工?”“机器人是否降低了生产成本?”等太多的疑问来到企业。在会议室一坐下来,大家都争相向企业方代表提出有关机器人的问题,企业方代表结合企业实际对我们提出的问题一一作详细的解答,并且将我们带到车间参观机器人。本次参观调研活动让我们对机器人有了更深的认识,有助于我们更好地进行机器人的相关研究。

    首先,机器人是一种生产设备。前不久,程院长等在《宏观质量研究》上发表《机器人在中国:现状、未来与影响》一文,引用了ISO(国家标准化组织)关于工业机器人的定义:工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。它是自动执行工作的机器装置,是依靠电脑程序预先编程或人工智能技术设定而实现各种制造功能的机器设备。这一定义表明机器人本质上是一种机器装置或机器设备。2016年,国际标准化组织(ISO)颁布ISO/TS15066“协作型机器人设计标准”,作为支持ISO 10218“工业机器人安全标准”的补充,协作型机器人可能更加贴切地形容我们对于机器人的认知。机器人在岗位上的表现像个Robot,但在生产整体上更表现为Cobot。在企业现场,机器人在固定的岗位从事固定的动作,但流水线上仍然少不了工人,这些岗位主要是需要人工完成的质检岗位。我们在企业现场参观到的机器人完成的是组装和搬运动作。研究发现,组装和搬运在机器人最重要的前5大用途分别排第二和第三(程虹等,2018)。

    其次,机器人具有自动化的特征。中国企业与劳动力匹配调查(CEES)问卷中设计了极其详细的企业设备调查问项,特别是对自动化、数控机器、机器人做了更为专业的问项设计。对于不是学工科的同学可能很难理解这几者之间的区别。我想还是要回到工业机器人的定义上。工业机器人是“依靠电脑程序预先编程”或“人工智能技术”,“自动执行”工作的机器装置。自动化离不开信息技术,机器人的所有动作和行为都需要具有相关技能的员工通过电脑和软件将机器人要执行的动作进行编程,然后各类电气化设备通过执行这些代码实现规定工作。就像我们使用stata一样,自动化装置、数控机床、机器人都有对应的软件编程,而机器人执行的就是一个个“do文件”。我们在调整工艺时,只需要人工改变执行的“do文件”就可以让机器人改变动作,完成程序性(routine)和体力性(manual)工作,而这些工作对于非技能劳动力来说,本来是具有比较优势的工作。

    最后,机器人能够完成人的动作。在机器人概念中有一个“多自由度”的概念。根据机械原理,机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目,称为机构自由度。如果,一个杆件(刚体),在空间上完全没有约束,那么它可以在3个正交方向上平动,还可以以三个正交方向为轴进行转动,那么就有6个自由度。工业机器人可以实现移动、旋转等多个自由度的动作,多自由度对于数控机床等数据机器一般都可以实现。工业机器人为什么被称为“人”的重要原因在于机器人可以完成人的一些动作。科学管理学科中,动作研究的开创者吉尔布雷斯(GIBRETH)夫妇将以手和眼活动为中心的基本动作总结为18种,并取名为动素(therblig)。并将这18种动素分为伸手、抓取、移动、放手、预对、使用、装配、拆卸等9种有效动素,寻找、选择、定位、检验、计划等5种辅助动素和延迟、故延、休息、握持等4种无效动素。工业机器人的行为都是在这18种动素中产生的,替代的工作主要是具有这些动素的工作。而一些需要人的经验判断的,工业机器人还无法实现。即便如此,工业机器人的大面积普及,仍可能将传统的管理范式从“人+机器”改变为“技术+机器”。


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