【從一台到一千台機器人】Hexagon 用「機隊思維」,改寫人形機器人的工廠劇本

讓一台人形機器人進工廠,叫做試點;但是讓一千台同時上工,是完全不同的工程。

今年 4 月,德國機械與汽車零件製造商舍弗勒(Schaeffler)宣布,2032 年前要在全球工廠部署至少 1,000 台 Hexagon Robotics 的人形機器人 Aeon。

從產業面來看,需求與資金都已到位。全球大型人力資源公司 ManpowerGroup 調查顯示,75% 的受訪雇主找不到所需的技術人才;2025 年流入人形機器人新創的資金達 26.5 億美元,超過前 7 年的總和。接下來真正的挑戰,是人形機器人該如何規模化。

從單一機器人到機隊思維

Hexagon Robotics 總裁 Arnaud Robert 直言:「這不是把一台機器人做一件事乘以一千。」他把機器人視為一支「機隊」,在多座工廠之間調度,今天支援 A 區,明天可能換到 B 區。

如果任務固定在某個工位,一支機械手臂就夠了;人形機器人的價值,在於處理需要靈巧雙手、又要四處移動的多步驟工作。Robert 舉例,3 名檢測員一人請病假、一人休假,檢測立刻成了瓶頸,「這時派 50 台 Aeon 過去,產線就能恢復運轉。」

這正是它和傳統自動化的差異。傳統自動化為固定工作站量身打造設備,前提是一切照預期發生;機隊思維則以產能為單位,把機器人當成可調度的勞動力,哪裡有缺口就補哪裡。

為了隨時支援,Aeon 選擇雙足加輪子

要做到哪裡有缺口就補哪裡,機器人必須移動得夠快,也要能抵達工廠每個角落。這兩個條件決定了 Aeon 的外型:它有兩條腿,腳掌卻是輪子,這在人形機器人中相當少見。

Hexagon 測試過純雙足與多種輪式設計才定案。畢竟機器人大部分時間都在移動,平地上輪子更快、更省電,速度可達每秒 2.5 公尺;腿則讓機器人能跨越障礙、上樓梯。

不過,這麼設計的代價是,原地作業時停著的輪子得不斷微調保持平衡,比雙足更耗電。但 Hexagon 認為,人形機器人的價值本來就在移動,只需站著不動的工作,用固定機械手臂就好。因此他們仍選擇輪子,再自行開發電源管理系統補上弱點。

圖片來源:Hexagon

穩定產能,靠資料與量產標準

輪式雙足解決了「到得了」的問題,但機器人到了現場,還得「做得好」。這要靠兩件事,一是用夠好的資料訓練機器人,二是用對的標準檢驗它能不能真正上產線。

業界普遍認為,高品質訓練資料是人形機器人最大的瓶頸。寫程式的 AI 可以從網路上大量現成的程式碼學習,但機器人要學的是如何在真實世界動手,這類資料網路上幾乎找不到,只能自己蒐集。常見的方式包括模擬、合成影片、遙控操作、感測手套與頭戴攝影機等,Hexagon 也都有使用,但 Robert 認為還需要另外幾樣東西。

讓模擬與真實工廠雙向回饋

模擬資料,是在電腦裡打造一個盡量接近真實工廠的虛擬環境,讓機器人在裡面反覆練習。好處是成本低、可以大量產生,問題是虛擬世界再逼真,也和真實工廠有落差。

因此,Hexagon 把真實工廠的經驗再送回模擬世界。Aeon 身上有 22 個感測器,作業時不只記錄手上的任務,也記錄周遭發生的事。真實工廠充滿變數,有人經過、托盤擋路,零件本該在左邊,卻被放到了右邊。這些正是虛擬環境難以預想的狀況,把它們回饋到訓練中,模擬就會越來越接近真實。

在保護隱私的前提下,用客戶專屬資料訓練

第二樣是客戶的專屬資料。每座工廠的任務都不一樣,在 BMW 搬的是尾翼,在舍弗勒處理的又是別的零件。要讓機器人在某座工廠表現好,就得用那座工廠的資料訓練。

問題是,這些資料涉及客戶的生產流程,BMW 和舍弗勒都不希望外流。因此,Hexagon 必須在保護客戶資料的前提下完成訓練。這也意味著,一家客戶的資料不能直接拿去幫另一家訓練,規模化不能靠把所有資料混在一起堆量。

以班次產出與人工介入頻率衡量表現

資料決定機器人學得好不好,但學得好不等於能量產。Robert 指出,試點證明的是可行性,量產則需要兩件事:可重複的表現與規模。做一次、兩次可以,但到了量產,你得在 6 小時的班次裡做 100 次,而且一直維持高水準。為此,Hexagon 把所有指標濃縮成兩項。

第一項是班次產出,也就是 6 小時的班次裡,該搬的 500 個零件有沒有搬完。Hexagon 不比單一動作的速度,因為現在的人形機器人確實比熟練工人慢。但工廠在意的是整個班次的工作有沒有完成,只要完成了,偶爾慢一點、失誤一次,都不影響規模化的目標。

第二項是人工介入頻率,也就是機器人多常需要人出手幫忙。這背後是 Hexagon 對自主機器人的堅持。Robert 說,他們不相信工廠可以靠遙控操作;工廠不可能既是自主的,又需要頻繁的人工介入。

如果每台機器人都要有人在旁邊盯著、隨時接手,1,000 台機器人就需要一大群操作員,省下的人力又花了回去,機隊也就失去意義。

人形機器人的關鍵,在於能否像人力一樣被調度

如今,舍弗勒在德國設有人形機器人訓練場,完整複製真實產線的環境。一台 Aeon 在這裡學會的技能,可以複製到 100 台、1,000 台。Hexagon 也在訓練場測試多種用例,達不到人類作業節奏的先放下,可行的優先部署,形成「訓練、部署、規模化」的循環。

當然,前路仍長。約 6 年部署 1,000 台,並不是一夕之間大量湧入;舍弗勒也同時與約 45 家人形機器人公司合作,分散風險。

國際機器人聯合會(IFR)的報告也提醒,人形機器人的宣傳往往比實際表現好聽,真正用在具體場景時,效果未必如廣告所說,企業應從具體問題出發,而不是從技術出發。Robert 描繪的未來工廠,不是完全無人的「關燈工廠」。在他的設想裡,機器人承擔重複工作與瓶頸環節,資深員工則可以轉而思考,自己能不能改為管理一支機器人隊伍。

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*本文開放合作夥伴轉載,參考資料:《Forbes》、《IFR》,圖片來源:Hexagon

(責任編輯:鄒家彥)