在两年前,可穿戴的外骨骼还很少出现在汽车生产线上。短短几年内,汽车厂的外骨骼数量从几十个增加到近千个,而且预计还会更多。
虽然很难对可穿戴设备的安装数量做精确评估,不过倒是可以利用一些公开数据。据报道, 在2019年3月举行的可穿戴机器人协会大会(WearRAcon19)上,宝马、福特、本田、日产、丰田和大众共有585台设备使用可穿戴设备。 除了上面的六家公司,目前至少还有十几家汽车制造商正在使用或测试外骨骼。
外骨骼在汽车制造厂快速推广的一个重要原因,是人体工程学家不论身在何地都可以和制造业一线的工程师进行沟通。因此可以保证任何时间都至少有一个汽车外骨骼项目是在运行状态的。这些项目的参与者,很多来自不同的汽车制造商,彼此还是竞争对手,即便如此,这些专家们也都开诚布公的讨论、分享外骨骼项目的经验。这些经验对全球的制造业员工都有益处。
肩部、背部辅助式外骨骼
汽车公司希望这些辅助式外骨骼做到哪些事情呢? 多数情况下,是为了在长期工作中保护肩膀和脊柱。 简单的思考一下这个问题,就会发现有些伤害不是一次两次的创伤,而是身体在同一工作中缓慢累积的疲劳,当每天的恢复时间不足时,疲劳就会在身体中累积。随着时间的推移,疲劳累积起来,工人就会越来越容易受伤。
汽车制造厂运用辅助式外骨骼的另一个好处,是可以减少在工艺上犯错的概率。 因为当人在工作中开始感到疲劳时,除了身体疲劳外,还会导致精神疲劳。美国安全工程师协会在2019年3月期的《职业安全》杂志刊登了一篇研究,为外骨骼降低工艺加工中的错误提供了有力证据。该研究显示,与未利用外骨骼相比,利用了外骨骼的操作者将高质量焊接良率提高了86%。研究中提到的外骨骼叫“悬浮机身”(Levitate Airframe),在实际工作中可以帮助操作者对肩部做辅助支撑。值得注意的是,研究中用的焊接模拟器在设计时并没有单独考虑外骨骼这一因素,因此在试验过程中没有出现相应的偏差。
汽车制造厂正在努力创造一个更安全的工作环境,既减少生产中特定任务的疲劳对身体的伤害,又可以减少精神疲劳和工艺错误。制造厂主要使用三种辅助(非动力)外骨骼(进行体力劳动时应用于关节的可穿戴设备)来实现这一目标:
- 肩部支撑外骨骼,在胸部水平或以上部位支撑手臂(图中右2)
- 臀部外骨骼,为身体前倾提供背部支撑(图中左1、左2)
- 无椅椅子,需要蹲着工作时帮助锁定腿部位置并提供支撑(图中右1)
以汽车生产线作为初始项目,最开始优势并不明显,但是现在来看,这简直就是外骨骼的完美试验场! 生产线的周期很短,每三到六分钟就要生产一辆新的家用车或卡车。 即使每两小时更换一次任务,员工一天中也会有很多次重复同样的动作。 无论对工业机器人还是外骨骼来说,这都是一个完美的环境,它们都可以发挥应有的作用。
周期短并不是区别汽车厂和其他工厂的唯一条件。 还因为汽车生产线配备了制造工程师,协助评估外骨骼的使用方式或场景是否得当。而与建筑工地或造船厂相比,汽车生产线还提供了一个更封闭、清洁和可控的环境。
这并不是说外骨骼在汽车制造厂更易施用。毕竟,一个完整的工作单元需要每隔几分钟就开展一次。 而在工作日,任意一个外骨骼出现小故障都会让生产进度延误,时间因此调整哪怕几分钟都会导致成千上万美元的生产损失。辅助式外骨骼可以给汽车生产线提供更好的工作环境,但它们还是需要人来操控。
大多数易于自动化的任务已经交给工业机器人了。而对于其他工作来说,人类在视觉、灵活性以及决策上,还是比最好的机器人和视觉识别系统更有成本优势。汽车工厂需要人类的参与,而且在未来的几十年里这一趋势也不会改变。辅助式外骨骼可以帮助制造业员工不需要带着职业病退休,他们是工作的帮手,而不是工作机会的威胁。
《福布斯》网站5月15日刊登了Borislav Marinov的行业分析文章《辅助式外骨骼在汽车制造业中占据了一席之地》文:Borislav Marinov译:安东版权声明:图片来源于《福布斯》网站