如同人們的想像:機器助手的概念讓人聯想到溫順的機械僕人,或者另一個極端,有意識的機器人霸主,一心要毀滅人類。當然,現實會更實際。由於缺乏熟練勞動力、勞動力成本上升以及日益複雜的物流和供應鏈因素,協作型機器人(通常稱為COBOTS)已進入工業製造領域。
根據產業研究的數據,全球工業協作機器人市場預計將從2022年的7.71億美元激增至2029年的 16.6億美元以上,因為人工智慧、數位轉型和新冠疫情後製造業的心態都將使普及率提升。
然而,在討論中經常被忽略的是該如何讓人類和協作機器人可以安全和諧地一起工作,特別是當這些合作夥伴的物理距離越來越近時。
新漢(NEXCOM),於2012年開始在公司的物聯網自動化解決方案業務部門內導入協作機器人系統的概念,並擁有一群致力於機器人和機器控制的工業自動化及軟體專家。2018年,研發進度以及不斷擴大的終端市場機會已經足夠成熟,便將團隊分拆為今天的NexCOBOT。
NexCOBOT總經理Jenny Shern表示,2018年看到智慧製造、工業物聯網和機器人技術的趨勢真正開始蓬勃發展。人工智慧、工業物聯網和機器人技術的融合即將到來,該公司看到了新機會,開始重整公司以專注於他們認為重要的新垂直市場。
憑藉母公司NEXCOM提供強大的工業PC硬體平台和製造基礎設施,NexCOBOT將注意力轉向建立專注於安全協議的專用軟體開發環境和應用工程團隊。
NexCOBOT最初啟動了一項計畫,為網路合作夥伴、大學和技術學院提供機器人套件和工業機器人設計訓練課程。這項區域性計畫為全球市場擴張奠定了基礎。目前已有完整的工業控制平台,其中含有設計規範以及為機器製造商和機器人設計人員制定的EMC和訊號隔離要求。
NexCOBOT的FuSA產品現已發展出了一系列硬體,包括工業機器人和EtherCAT運動控制器、遠端安全數位IO和軟體開發套件。不斷增加的範例包括人工智慧增強型半導體晶圓檢查、缺陷檢測、物體識別和傳送帶追蹤,在綠色廢物回收應用中與人類並肩工作。
Shern表示,NexCOBOT剛開始要克服的挑戰是如何提供模組化的產品。由於有些客戶需要硬體設計相關專業知識;有些人只需要軟體部份;有些需要硬體加整合軟體設計;有些則需要文件、功能安全培訓和諮詢服務。為了因應各種需求,NexCOBOT提供開放平台以及模組化設計的靈活性和可擴展性。
在NexCOBOT成立之初,許多工業製造商並沒有考慮到功能安全(FuSa)。然而,隨著自動化程度的提升,ISO等標準和監管機構開始重視,以確保安全的工業工作環境。而NexCOBOT在正確的時間出現在正確的地方。
Shern表示,初期的需求很少。一些客戶意識到新的工業機器人ISO安全標準即將上路,但當時還不是很普遍。與此同時,NexCOBOT與德國合作夥伴展開一項創新計畫,發布完整的功能安全解決方案。
NexCOBOT於2022年開始與瑞薩合作設計數位安全IO介面,此後採用了瑞薩RX MCU和RZ MPU,以及預先認證的FuSa解決方案套件和自我測試函式庫。雖然工業系統通常比消費市場需要更長的設計週期,但Shern表示,客戶現在對新產品的FuSa設計和工程樣品都比以往更快。瑞薩針對通用處理器的一站式功能安全解決方案正好可以應對這項挑戰,幫助NexCOBOT將FuSa開發時間縮短三分之二,亦即從六年縮短到兩年。
Shern表示,瑞薩為嵌入式系統提供了非常完整,且全面的FuSa解決方案,一般情況下,如果要開發FuSa的嵌入式系統,需要向一家供應商購買硬體晶片,向另一家供應商購買即時作業系統,再向第三家供應商購買完整的安全函式庫,整合這些零碎的東西很痛苦。而瑞薩提供全面的服務,讓NexCOBOT的工作變得更加輕鬆,計畫也更容易進行。