斑马技术大中华区技术总监 程宁
随着移动机器人日渐成为制造、仓储和配送等领域流程自动化的主要部分,越来越多的企业正在积极探索如何在工作场所中部署移动机器人。根据《中国机器人技术与产业发展报告(2023年)》,当前国内市场机器人产业总体发展水平稳步提升,应用场景显著扩展,各类机器人等产品优势不断增强。过去十年,在回答众多客户关于选择和部署移动机器人解决方案的相关咨询时,优先考虑员工安全一直是斑马技术强调的重点之一。
我们讨论的移动机器人中,很大一部分属于可以独立自主移动的自主移动机器人(AMR)。研究表明,预计到 2025 年,能在整个工作场所内动态移动的AMR将占全球部署的移动机器人总数的一半以上。因此,企业必须对员工进行相应的培训,让他们了解新的机器人同事,从而保障在与机器人配合工作时的安全。
相比之下,自动导引车(AGV)只能行驶在由磁带、电线或信标标记的运输通道上,因此对员工进行有关 AGV 固定路径的培训可能较为容易,但让员工远离 AGV 路径既不现实也不可能;此外,不同于 AMR,AGV 无法避障,在遇到行人时 AGV会减速或突然停止,这无疑降低了此类移动机器人解决方案的生产效率及效益。
由于这些局限性,许多企业日益转向采用AMR。AMR所具备避障能力能够带来更高的自由度,并且能够智能且灵活地绕过行人、叉车、托盘等。因此,与其培训员工避开机器人路径并时刻对周边环境保持警惕,不如部署能够适应动态工作环境和其中人员的 AMR。
然而,并非所有的 AMR 防撞技术都同等可靠,部署机器人导致的不同程度的碰撞还是难以完全避免,再轻微的摩擦如果反复发生也会让员工对机器人失去信任。而只有确保员工能与机器人和谐共处,自动化才能真正发挥价值。除此之外,无论什么原因(比如:员工在穿过机器人路径时没有留意周边或低头看手机)造成的意外碰撞或摩擦,都可能导致雇主被问责,因此企业有责任选用确保安全的AMR解决方案降低员工面临的风险。
深入研究相关措施以确保安全距离
如果企业决定将AMR作为工厂、仓库、配送中心的机器人自动化解决方案,或将其作为医院或学校的卫生设施解决方案,选择能够在相关工作场所内正常运行的机器人非常重要。企业需要确认机器人是否配有摄像头、传感器和安全功能以监测并绕过悬挂物、叉车、人员或设施内的其他常见危险障碍物。具体而言,企业需要验证 AMR 解决方案是否符合 2020 年 12 月发布的 ANSI/RIA R15.08 安全标准,该标准为制造商、集成商和终端用户规定了移动工业机器人的安全要求;终端用户也必须确保充分了解ANSI/RIA R15.08 中关于在设施中部署和操作AMR 解决方案的相关要求。
各工作场所的管理员或运营经理在部署 AMR时,应从以下三方面对安全事项进行考量:
1.确保工作场所适合部署移动机器人。某些应用场景下,有许多危险因素会导致 AMR解决方案不适用。例如,虽然AMR 可以“看到”很多事物,但由于AMR供应商有所不同,有些AMR无法“看到”工作环境中的某些特征,如坡道或装卸码头的台阶;在寒冷甚至冰冻的环境或地面有水的区域,它们也可能无法工作。虽然在绘制路线时可以根据环境中固定的基础设施进行相应调整,设置AMR能和不能前往的区域,但并非所有危险因素都可以避免。因此,企业在权衡自动化选项时必须考虑到这些因素。
2.选择即使在倒车时也能避开常见障碍物(包括人员、叉车、机械和货架)的移动机器人。员工理应可以在工作场所内自由走动,因此不要把避免碰撞的责任强加给员工。企业需要跟AMR系统提供商确认机器人在导航时是否存在盲点、机器人的高度视觉如何,以及动态避障功能,该功能可以使机器人灵活绕过移动物体,避免在迎面而来的车辆前骤停等情况出现。因此,激光传感器、3D相机和高级软件等配置规格尤为重要。
3.向员工展示如何与机器人互动并信任机器人。对于大多数员工来说,即使他们曾接触过AGV或机械臂,AMR带来的将是一种全新体验。AMR是第一批智能程度高到可以独立工作并自主活动的机器人,但仍有赖于人类同事来完成工作任务,他们需要人类指导前往何处取货,将物品运送至何处,或者多久巡视一次设施并进行消毒。但AMR的行动并非由人类控制,只是由其任务列表来控制,因此,在与机器人共处的空间中,员工应感到行动自如。
教会员工如何与AMR协作很简单,他们可能只需要几个小时就能找到工作节奏,而信任的建立则可能需要一段时间。双方合作得越多,员工就越会发现机器人不会造成人身威胁,进而更加欣赏这样的新同事。此外,AMR还可以减轻员工长时间步行或徒手搬运物料所带来的身体疼痛。但因为员工并非总能够避开机器人且进入没有其他设备的空旷区域,他们可能会被夹或困在货架和机器人之间,因此在部署AMR解决方案时,请务必向供应商了解如何防止此类情况的发生。
采用全球思维模式确保移动机器人的安全性
北美以外的地区的机器人用户可能需要遵循当地的标准,例如欧洲的CE所涵盖的机械指令。但全球范围内的其他地区性标准多数与ANSI/RIA R15.08一致,因此企业可以通过确保机器人符合ANSI/RIA R15.08标准,从而在安全方面占得先机。
换言之,企业可以在R15.08的指导下做好采用机器人的准备,并更大限度地发挥AMR的智能性,确保其能够安全地为企业高效运营提供支持,并为员工提供休息的空间,让他们能够在需求增加的情况下依旧可以提高工作效率。