隨著全球陸續邁入高齡化、特定產業人力短缺嚴重，機器人不再只是科幻產物；向來對機器人發展不遺余力的日本，更將機器人視為下世代「產業再興」的主角，明訂2020年整體產值達2.4兆日圓的目標，且預估工業用市場規模將成長兩倍、非工業用上看20倍！近年來因應社會型態改變，「服務型機器人」尤被賦予高度期待；坊間不少人更將上述「非工業用」的增幅，直接解讀等同于服務用途而樂觀以待。然而，這樣的期盼真能得償所望？
雖然日本服務型機器人在相關領域已有多項研發成果，例如：本田技研工業的家用機器人ASIMO、三菱電機的家庭暨導覽機器人Wakamaru、日立制作所的公仔機器人EMIEW，以及由軟銀與鴻海連手打造的情感人形機器人Pepper等，但在語音識別和人工智能(AI)有跨時代進展前，要應對突發狀況或落實在攸關生命存續的醫療照護，仍有一定難度與風險。不過，若是應用在可歸納出標準作業程序(SOP)的簡單邏輯工作，或聊供自娛之用，則不在此限。
例如，醫事檢驗就是不錯的情境；篩檢樣本一旦交由機器人代勞，專業人士不必再為繁鎖程序所困，就能空出心力專職判讀及研究工作。其次，第一線耗費人力的例行接待或保全，也是極佳先行者；換個角度思考，如果基層人員還只停留在「機械式」等級的服務，未在臨場反應、例外管理或危機處理等方面下工夫，未來恐將失去競爭力！因為，倒茶送水的事ASIMO也會做，且乖巧聽話……對于喜怒哀樂的制式反應，Pepper就能搞定，或許還更討喜。
圖：左為擁有視覺與聽覺整合能力、行進時速達6公里的ASIMO；右為主打情感功能，可解讀人類情緒并做出回應的Pepper 圖片來源：wikipedia
不可否認，在大數據推波助瀾下，或許機器人真有全面進駐人類生活的一天；然而在可預見的三、五年內，「工業用機器人」(包括機械手臂)受惠于新一波工業革命及物聯網帶動，反倒可望呈級距式跳躍成長。工業用機器人由于應用模式較成熟，加上機電整合環境水到渠成，可取代辛苦、污穢、危險的3K工作，或高重復性的單調制程，前景相對看好；且范疇有從原有半導體、汽車制造等上游產業，逐漸擴及烘焙、紡織、物流等民生工業的現象。
DENSO：汽車等級的高可靠性及耐用度，快速且精準
從供貨商觀察，川崎重工(Kawasaki Heavy Industry)在無塵室機器人產能占比最高，全球市占坐四望五；發那科(Fanuc)、歐地希(OTC)、安川(YASKAWA)、不二越(Nachi)、電綜(DENSO)、三菱(MITSUBISHI)在焊接、塑型、涂布各擁一片天，而雅馬哈(YAMAHA)、IAI則以單軸到四軸的基礎產品為主，從事對自由度要求較低的工作。其中取音自「電裝」、聚焦于中小型機械手臂的電綜(DENSO)，因本身有逾20年的豐富使用經驗，在速度、靈活度、可靠度及耐用度口碑極佳。
從供貨商觀察，川崎重工(Kawasaki Heavy Industry)在無塵室機器人產能占比最高，全球市占坐四望五；發那科(Fanuc)、歐地希(OTC)、安川(YASKAWA)、不二越(Nachi)、電綜(DENSO)、三菱(MITSUBISHI)在焊接、塑型、涂布各擁一片天，而雅馬哈(YAMAHA)、IAI則以單軸到四軸的基礎產品為主，從事對自由度要求較低的工作。其中取音自「電裝」、聚焦于中小型機械手臂的電綜(DENSO)，因本身有逾20年的豐富使用經驗，在速度、靈活度、可靠度及耐用度口碑極佳。
DENSO原是豐田汽車(Toyota)集團專責生產汽車儀表板、冷氣等電子零組件的生產部門，為供應自用開始研發機械手臂；后于1949年成為獨立營業單位，并于1990年代對外銷售。2001年，正式以DENSO WAVE之名營運自動化辨識、工業機器人及工業控制器等三大業務；因應本地OEM市場特性，臺灣電綜以前兩項業務為核心。考慮到機器人動作的精致度，DENSO只有提供機械手臂，另找配合廠商為終端客戶設計適用的夾制具，增加「指掌」的操控性。
DENSO客群有兩個區塊：一是電子制造商為主的終端用戶，多是設有自動化部門、有整合能力的集團企業；一是專業的設備系統整合商(SI)，與他們合作推出Total Solution銷售，客制化程度較高。臺灣電綜顧客營業部經理丸田哲郎表示，電子業雖然產品生命周期短，設計及在工廠生產的時間僅有數年，但如果不是專用機，只要將機械手臂拆下換裝新型夾制具便可繼續服役；而傳統產業因產品變化不大，尤其重視機械耐用性，而這正是DENSO產品的利基。
丸田指出，就SI能力來說，日本質量雖有目共睹，但價格相對也高；他特別提到臺灣SI廠商具有相當高的CP值，并十分肯定臺灣工具機產業的水平，透露Toyota集團為做最佳資源分配，內部工廠生產線也采用臺灣工具機，帶動「臺灣流」的當地采購風潮。最后，丸田提醒，導入工廠自動化(FA)須考慮設計時間、成本及上線時間，因為這并非單點問題，而是牽渉到整條生產線乃至于整個工廠；建議有意導入者可從試作機開始分段導入制程，若遇有調試問題才好逐一解決。
圖：DENSO六軸垂直多關節機器手臂
ABB：產品線廣，全球服務據點多，走在研發尖端
談到客服，不能不提出身歐洲、在全球設有100多個服務處的機器人產業先驅——艾波比(ABB)。對使用者來說，如何無痛導入新工具或制程十分重要，否則可能因操作不便進而有損產能，弄巧成拙；這家元老級供貨商，早在70年代就率先研發出電力驅動工業機器人和工業噴涂機器人，如今產品線已涵蓋講究速度的小型機器人，到負重/焊接/堆棧型機器人，以及專為超高速物料搬運及包裝設計的并聯型(Delta Robot)，對于現場安裝及性能確認尤其擅長。
談到客服，不能不提出身歐洲、在全球設有100多個服務處的機器人產業先驅——艾波比(ABB)。對使用者來說，如何無痛導入新工具或制程十分重要，否則可能因操作不便進而有損產能，弄巧成拙；這家元老級供貨商，早在70年代就率先研發出電力驅動工業機器人和工業噴涂機器人，如今產品線已涵蓋講究速度的小型機器人，到負重/焊接/堆棧型機器人，以及專為超高速物料搬運及包裝設計的并聯型(Delta Robot)，對于現場安裝及性能確認尤其擅長。
ABB自動化與驅動控制事業部協理蔡景淳表示，該公司除了據點多、可就近服務外，更重要的是其售后服務皆是由當地的分公司直營，質量有保障；且公司有專屬的企業通訊軟件，隨時可提供技術奧援；這也是為何ABB二手產品依然搶手的原因。他并提到，工業4.0的核心精神在于將「彈性自動化」進化至「人機協作」層次，首重安全與工作默契的培養；這一點從ABB將首款人機協作的雙臂機器人命名為YuMi就可看出，標榜能讓人機近距離共同完成任務。
此外，為縮短用戶上線時間，ABB特別研發PC-based RobotStudio編程軟件，協助輕松仿真復雜的加工路徑，并提供高效能程序，將人類手腕動作流暢地轉換成機器人編程。之所以能有如此強大的學習力，歸功于該公司獨樹一幟的運動控制技術。參訪ABB工業機器人展示中心時，只見項目工程師陳君羽拉著機器人手臂任意扭曲擺動，聰明的它隨即依樣畫葫蘆、分毫不差仿效完成高難度動作，讓用戶能在最短時間內確實感受到自動化的好處。
ABB另有協助用戶偵測機器人健康狀況的加購服務，位于印度的數據中心可隨時供用戶查詢備品狀況；當零部件耗損數值接近臨界點時，ABB會發訊息通知用戶或客服工程師，以降低意外停工機率。身兼ABB工業機器人業務部負責人的蔡景淳補充，目前ABB的客戶群多直接面向終端用戶，但有鑒于不同應用有專屬的domain know-how，日后希望提高SI用戶比例。同時他透露，為顧及中小企業對于FA的需求，公司現正研擬相關「租賃」方案。
圖：ABB專為小零件組裝應用所設計的人機協作雙臂機器人YuMi，讓操作員能與機器人并肩工作，無需安全圍籬
照片人物：ABB自動化與驅動控制事業部協理蔡景淳(右)及項目工程師陳君羽(左)
idea：機械背景淬煉深厚應用功力，包辦Total Solution一鳴驚人
不讓國際大廠專美于前，2012年，一個臺灣土生土長的品牌「長毅idea」，開始引起業界注目。長毅工業創立于2002年，最初是工研院的委外設計單位，從半導體、LCD自動化設備制造起家；后因遭逢不景氣而投入機器人研發，于2011年成功誕生i系列機械手臂，遂在新竹成立設計中心，同時將研發及生產制造工作移師至臺中，另設「長毅技研」統籌。正是因為經歷扎實基本功鍛練，使idea對現場疑難雜癥的處理更加得心應手，得以在列強環伺中嶄露頭角。
不讓國際大廠專美于前，2012年，一個臺灣土生土長的品牌「長毅idea」，開始引起業界注目。長毅工業創立于2002年，最初是工研院的委外設計單位，從半導體、LCD自動化設備制造起家；后因遭逢不景氣而投入機器人研發，于2011年成功誕生i系列機械手臂，遂在新竹成立設計中心，同時將研發及生產制造工作移師至臺中，另設「長毅技研」統籌。正是因為經歷扎實基本功鍛練，使idea對現場疑難雜癥的處理更加得心應手，得以在列強環伺中嶄露頭角。
長毅技研總經理林宏俊描述，當時他們是從核心組件、從無到有開始研發，且經過內部產線驗證；不像國內有些廠商是以外購專利技術的方式經營，能立即產生效益。不過如此一步一腳印的布局耕耘并未白費，反倒有利于idea為自己樹立難以超越的競爭優勢：1.從機構件、編程、控制器到人機接口，皆能通盤掌握；2.客制化能力高，不論是行程控制或機器外型，皆能自行運算及制造；3.機械背景深諳物理特性，企業組織分工調度靈活，協助用戶垂直導入速度快。
林宏俊回憶，idea在控制軟件的程序推演花了不少工夫，也嘗試配合不同馬達速度、動作點位等，可惜研發初期，常遭遇運算核心速度太慢的問題；所幸近幾年臺灣「機電整合」孕育有成，臺商所能獲得的計算機數值控制(CNC)資源越來越多，在軸卡及馬達控制的自主研發能力增進不少，不須再仰賴西門子、發那科、三菱等外商資源。idea藉由將生產線數值及設備狀態上傳至用戶的中控計算機，不僅能在線開關機臺，還能根據產能及個別機臺表現的優劣設定運作順序。
圖：大大的「自主研發」字樣，為idea一路走來的心血結晶做了最佳批注。
照片人物：長毅技研總經理林宏俊(左)，長毅工業總經理蘇文章(右)
夾制具的研發亦是一門學問，必須對FA產線目標物之尺寸、重量、形狀等有深入了解。例如，有些食品的包裝呈不規則形狀、規格種類繁雜，或碰觸力道過猛會導致散裂，使用真空吸取根本無效，必須彈性調整夾制具才能順利抓取；而這樣的專業判斷及整合能力，正是idea強項且難以被模仿，故毛利率較一般大量商品化的產品高。不過此種項目式開發的缺點是投入時間長、不易快速拓展客群，因此idea也不諱言，正在思考如何在廣度與深度之間取得平衡。
Delta：電機零組件行家，機器人產業的后起之秀
有別于idea從機械出發，新近揮軍機器人國度的臺達電子(Delta)，是從機電整合的另一端——生產伺服馬達、驅動器、控制系統、人機接口，各式電表及傳感器等關鍵零組件起家，自制成本大幅降低；加上擁有電子制造業的制程應用技術和20年機電資歷，且臺達的電子零件、自動化生產線本身就是最佳實驗場，更能貼近客戶需求及客制化，可盡速而有效地導入產線。該公司另有「智能監控與可視化管理系統」(iPEMS)，為客戶提供一體化運行管理和應急指揮平臺。
有別于idea從機械出發，新近揮軍機器人國度的臺達電子(Delta)，是從機電整合的另一端——生產伺服馬達、驅動器、控制系統、人機接口，各式電表及傳感器等關鍵零組件起家，自制成本大幅降低；加上擁有電子制造業的制程應用技術和20年機電資歷，且臺達的電子零件、自動化生產線本身就是最佳實驗場，更能貼近客戶需求及客制化，可盡速而有效地導入產線。該公司另有「智能監控與可視化管理系統」(iPEMS)，為客戶提供一體化運行管理和應急指揮平臺。
英雄所見略同，臺達亦贊同機器人產業發展最困難之處在于：必須確實了解應用所需，并有效整合制程、機械結構、機電整合控制及信息融合管理等相關技術，方能實現客戶對導入機器人的預期效益。然與外商看法略有不同的是：臺達認為系統整合商無法充分掌握導入應用的know-how及終端客戶的技術需求，必須三方合作，才能成功導入；單靠供貨商一己之力或委外分工讓系統商自行整合，要兼顧客戶對「快速導入」及「投資回報率」兩大指標的要求，并非易事。
臺達建議較穩當的模式為：透過經驗豐富的SI廠商與終端客戶深度討論、實地觀察，再將需求回饋給機器人供貨商、提出對策，最后經實地測試可行才正式導入。該公司還提到，由于全球區域資源秉賦和發展狀況各異，走向亦不同——例如美國屬「高端制造」走向，因應少量多樣生產，發展智能機器人；德國屬「高精制造」，強化導入機器人于彈性制造加工產業等差異；中國大陸屬「高量制造」，需要可快速導入的平價工業機器人；日本則著重在「高效制造」。
圖：臺達SCARA工業機器人可結合外圍控制單元，滿足單機或結合移載平臺應用；亦可實現多機種混線生產、快速制程重組，并維持質量一致性
至于臺灣地區，則偏向「高專制造」。臺達表示，有不少客戶甚至期望機器人具備智能和自動學習能力，以節省設置時間并提升稼動力，也是挑戰所在；而人才，則是另一項課題。臺達指出，正當機器人如火如荼發展之際，專業人才卻嚴重缺乏；校園內多只傳授技術知識，真正接軌業界仍存在許多鴻溝。因此，臺達積極與產官學研合作，協助學生建立基礎科學、應用整合和創新思考能力，并累積實務經驗，培養兼具機電、技術、軟韌體及應用專業通才。
結語
人們對于機器人，似乎有種「又愛又怕」的微妙心態，常見四大迷思：1.擔心它爭搶飯碗→事實上不少產業的缺工狀況嚴重，極待解決。2.某些工作不幸被取代后，理論上原有人力可尋求升級→偏偏對于某些缺乏計算機基礎的人來說，存在不小的學習門坎須克服。3.希冀它無所不能卻又怕它「自作主張」→在設計上須認清Robot應是「苦役」的代勞本質，AI發展過猶不及皆不妥。4.機器人將迅速融入日常生活→很遺憾的，現階段在消費市場中，它的定位似乎與「大型公仔」更接近些，或許不過又是一個接著一個的新潮玩具……君不見已有不少消費型的機器人在人們興致一過，即被隨意「棄尸街頭」的消息時有所聞？
人們對于機器人，似乎有種「又愛又怕」的微妙心態，常見四大迷思：1.擔心它爭搶飯碗→事實上不少產業的缺工狀況嚴重，極待解決。2.某些工作不幸被取代后，理論上原有人力可尋求升級→偏偏對于某些缺乏計算機基礎的人來說，存在不小的學習門坎須克服。3.希冀它無所不能卻又怕它「自作主張」→在設計上須認清Robot應是「苦役」的代勞本質，AI發展過猶不及皆不妥。4.機器人將迅速融入日常生活→很遺憾的，現階段在消費市場中，它的定位似乎與「大型公仔」更接近些，或許不過又是一個接著一個的新潮玩具……君不見已有不少消費型的機器人在人們興致一過，即被隨意「棄尸街頭」的消息時有所聞？
綜合各家訪談內容，展望機器人市場有以下趨勢：1.因應不同區域的產業取向及結構，通用機器人將是重點項目。2.非工業用潛力大，但預估其中「產業用」成長力道仍優于一般消費市場，而工業制造應用將隨「物聯網」效應加速成長。3.因應社會人口結構改變，機器人應用將廣泛、快速地擴及其他產業，包括農林漁牧及服務業。4.導入自動化過程變量多，供貨商的現場應用能力決定一切；而售前輔導、售后服務以及產品CP值對采用意愿影響甚巨。5.人機協作已是共識，為保護工作人員安全，光柵視覺或壓力感測漸成標準配備。6.產線操作員須學習與機器人共處或自我提升，往「管理階層」或創新研發邁進。
圖：精工愛普生(Epson)新型ProSix六軸機械手臂C8XL，擁有更高的荷重及臂長；而第七軸的新型升級應用，可透過Epson的PG(Pulse Generate)卡，使線性滑軌與機械手臂同時動作，CP值高
順帶一提的是，受訪者皆認同物聯網成形有助每個節點收集數據，對FA及機器人發展具正向力量。惟德國宣稱的工業4.0仍處于概念階段，未有明確協議或規范；在通用協議未發布前，部分機器人供貨商以自行研發的通訊平臺供用戶串聯不同物聯裝置，避免面臨互不相通局面，失去彈性及智能生產的意義。例如，DENSO機械手臂搭載標準網絡接口「ORiN」，方便與各類FA設備和軟件連接；idea可根據客戶端系統解譯，將既有系統整合。為因應未來需求變化，臺達更呼吁應分階段在可掌握的產業、技術領域范疇逐步訂定標準，依序推展并有效鏈結，才能獲得認同采用。
