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培训讲师谈管理:更智能,更迷你,更安全的机器人

企业培训师吉宁 2015年12月12日 培训讲师谈管理

机器人的速度与力量——以及它们不知厌倦的特性和对重复性压力伤害的免疫——都使得它们成为制造业不言而喻的首选。但它们需要约束。为了使机器人与工厂结合,人们需要将其精准放置(误差在毫米以内),用螺栓固定在地板上,并用栅栏隔开以免工人受伤。

至少以上曾是对机器人的要求。“在制造业中,移动一个机器人很难,但事情正有所改观,”朱莉·沙阿说道。沙阿是麻省理工学院的副教授和该学院交互式机器人研究组主任。沙阿正在领导有关新一代自适应机器人的研究。这种机器人更智能,更迷你,更安全,而且更灵活,它们自身效率更高,也让工人效率更高。

沙阿的研究显示,这些新型机器人代表了制造业一个重要转变的开始,人们从在庞大、危险的自动化机械旁工作,转变到与机器并肩工作,甚至与之合作。自适应机器人已经在为制造商创造新效率,并且正在改变公司构建事物的方式,包括构建工厂车间本身。而事实证明,与上一代机器人相比,它们的协作能力更强;此外它们还能提高“人类同事”的工作积极性与工作满意度。

所有这一切发生的主要原因是:围绕机器人设下的防线正在消失。以前机器人4周需要充分的安全间隔,它们不知道是否有人类在附近,当高速摆动的机械臂抓取零件时,可能会轻易地致人伤残或死亡。所以世界各国都立法要求在工人与机器间安置屏障。但是传感器技术,类似现在新车中的碰撞检测系统,都使得机器人在人类中移动和工作变得更加安全和自由。当它们检测到附近物体时,会做出反应,防止碰撞发生。此项技术足够可靠,使得政府敢于撤销其设防令。

其他的科技进步也提供了很大帮助,比如更好的促动器和光学器件,以及更精密的软件。老一代机器人在抓取零件进行工作之前,需要人类将零件精准地放置到位,然而自适应机器人没这么吹毛求疵。比如,无论零件如何放置,摄像机和目标识别算法都能帮助机器人识别它们应该处理的零件。先进的手臂能够做出精确动作抓取目标,操纵目标至合适位置。而且当托盘已清空时,机器人能够识别并警告工人填装托盘,然后耐心等待,直到托盘被填满。这一切都减少了装配线的瓶颈并节省下宝贵时间。此外,随着机器人变得更加智能,它们的价格反而在下降。

沙阿正在研究那些部署了自适应机器人的制造设施,根据她的调查,4个关键优点浮现出来:

1.机器人变得更安全,人类对它们更满意。在一项调查中,工人们表示他们感觉跟自适应机器人工作,比跟标准机器人工作更安全、更舒适,而且他们“对自适应机器人队友更加满意”。

2.机器人能加速完成费力不讨好的苦差事。比起让固定机器人协助工作,让自适应机器人执行非增值工作则能够使员工完成任务的速度提升25%。这很重要,因为这类工作往往是装配线上产生瓶颈的原因。在非增值工作上哪怕只节省几秒钟,也能随着时间积累出巨大的收益。假设一家工厂每月制造2万辆汽车,每辆车售价3万美元。如果该工厂实行两班制,每班6小时(算上员工午饭和其他休息时间),那么在该月工作时间内大概每分钟都会赚取或损失2.78美元的收入,相当于每小时170万美元。

如果每小时中有12分钟用来处理非增值工作,那么自适应机器人所节省的25%时间能将非增值工作时长缩短至9分钟。因此省下的3分钟可以转化为约8.3万美元的潜在收入。即大概每个工作日(两班制)100万美元,或每月3000万美元。

3. 机器人能大幅缩短闲置时间。在沙阿的一项研究中,从标准机器人到自适应机器人的转换使得员工完成任务的速度提高将近6%,人力的闲置时间缩减了3%,机器人的闲置时间缩减了17%。在另一项调查中,和智能机器人一起工作的员工闲置时间只有6.5秒。在员工与智能机器人共同完成10到15分钟的任务中,智能机器人能够预判何时抓取建筑材料,员工只在机器人进行判断,并递来所需材料时暂停工作。而那些必须命令机器人来获取材料的员工,闲置时间为44秒。

4. 员工们愿意和新型机器人一起工作。自适应机器人似乎正在改变人们对机器价值与潜力的看法,以至于员工乐意把权力割让给机器。在一项实验中,沙阿发现,在分配任务上给人类更多掌控权,即任命人类负责,会使他们不太愿意与机器人再次合作,并且对团队流畅性产生负面影响。在一定程度上,员工们更喜欢让自适应机器人来分配工作。

其他积极成果也在不断浮现。随着采购价格下降,甚至较小型企业也能投资机器人,从而增加创新应用的机会。因为新一代机器人能够更自由地移动,生产空间可以变得更小更灵活。而且劳动力结构也可以随之改变:由于机器人承担更多非增值工作,年迈、行动不便的员工可以在工厂车间更高效地工作。

然而最令沙阿兴奋的,是自适应机器人向人类学习的能力。她特别指出,当新型机器匹配高水平操作者,能带来巨大收益:“工厂中往往有这种关键性操作者,他们有一技之长,如果事情出现了差错,他们能挺身而出重新改装设备并快速解决问题。”当这些高水平操作者不在时,代价昂贵的瓶颈就出现了。你很难用机器复制一个高水平操作者,因为人类的能力大多来自其积累的知识以及对事物运作原理的理解。但如果机器人能够观察高水平操作者并适当运用他们的技术,沙阿说,那么它们甚至能提供更多的收益。“把知识从‘高水平’人才传输到人工智能引擎中,具有重大的意义。”她说。

随着自适应机器人的性能日益卓越,它们更易于接受人类培训,更易于被编程,并可飞速完成工作,它们的效率与灵活性也会急剧飙升。它们已经使制造自动化不像以前那样受到极端约束。在未来,则可能几乎不受任何约束。

前沿1

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理念回归实践

“不变的问题是:支持员工的最佳解决方案是什么?”

哈佛商业评论近期对话宝马公司的创新管理技术计划的主管斯蒂芬·巴茨彻(Stefan Bartscher),探讨了宝马公司的试点计划,该计划在美国南卡罗来纳州斯帕坦堡市的工厂配置了20个自适应机器人,采访摘录如下:

你们员工对与自适应机器人共事有何反应?

总体上员工的反应十分积极。机器人替我们的员工承担了许多困难工作。而且它们对质量、灵活性以及流程稳定性的提升大有裨益。

举个例子:车门封塑需要大概7公斤的持续压力,而员工们只能以一个十分不舒服的姿势来做这项工作。你很容易想象出,工人们在完成几扇车门后,精准度下降了。因此,我们便让一个轻型机器人完成这项工作,这种机器人能保持高精准度并提供持续压力,也不用休息。员工们很开心,因为他或她能从这种劳累的工作中解脱出来,投身有所变化的工作。与此同时,我们确保每辆车都能拥有同样高质量的车门。

你们会增加对自适应机器人的投资吗?如果增加投资,这对员工们又意味着什么?        

我们十分肯定会在接下来几年内增加工厂中轻型机器人的数量。但是除了一味引进新型机器人,我们也要考虑到其他可能甚至更好、更划算的解决方案。不变的问题是:支持员工的最佳解决方案是什么?我们往往得出结论,在某些方面机器人起不到作用。

新一代机器人给你带来了任何意料之外的附带效益吗?比如,体力劳动曾经限制工厂招聘一些员工,而如今机器人承担了那些体力劳动,那它们有没有因此而帮你扩展了招聘员工的范围?

我们会说,这其实属于我们的主要效益,尤其考虑到德国的人口特征。安排轻型机器人与员工在装配线上并肩工作,这样给予我们通过提供人类工程学支持,来抵御老龄化影响。(刘铮筝 | 译  王晨 | 校  时青靖 | 编辑

关于本研究“人机协同任务联合行动展示中的有效模仿式学习”S·尼古拉迪斯,K·古,R·罗摩克里希纳和J.A·沙阿。

About 企业培训师吉宁

真正的实战派企业培训师,长期致力于人力资本、公司行为、市场营销、企业战略及领导力发展等组织实践与研究,数十年来参与及主持过的管理咨询项目累计逾千次;受邀主讲过的各类企业培训课程累计逾万次。吉宁老师还主导编写了12Reads系列等知名管理培训教材。