从Tesla与BMW看无人工厂 连Musk都坦承的错误

全球制造业持续面临劳动人口逐年降低的问题，为解决缺工危机，过去几年「无人工厂」可说是势头非常强劲。制造业者认为，人类既有过劳及缺工的问题，又可能因操作失误而产生致命危险，如此何不干脆让机器人取代人类？

但机器人真的能一劳永逸吗？仔细观察，其实市场近年对于智能制造的策略已经开始有所转向，欧美大厂现已不再只是研究于怎么开发以机器人为首的无人工厂，反而更聚焦于人跟机器之间该如何互动与搭配，才能有效发挥彼此的价值。

这说明无人工厂的概念似乎已开始有所翻转。例如一直将无人工厂视为终极目标的Tesla近期就面临一项大麻烦，执行长Elon Musk甚至形容Tesla正面临「生产地狱」，从机器人使用率最高的汽车产业来看，无人工厂或许未必如想象中那般光鲜亮丽？

说起无人工厂不会不想到Tesla。众所皆知Elon Musk一直以来都是机器人的奉行者，他还曾骄傲地向外界宣称，Tesla拥有全球最大、最先进的机器人生产线。尤其去年Model 3即将正式量产前，可以看出Musk对于机器人生产线所抱持的厚望，备足多达467台Kuka机器人，还收购了一间德国自动化机器制造公司，专门解决Model 3在量产上对生产机器的需求。

随后，Tesla又再度收购美国自动化设备制造商Perbix，目标是在未来彻底升格为高度自动化生产线，为尚未发表的Model Y铺路。Musk宣称，这条高度自动化生产线将会推翻过去大家的认知，具体的说，也就是人类将彻底退出生产线。而是退到后端只负责维护、升级机器和应对异常状况。他信誓旦旦地认为，「未来生产在线真的不能存在著工人，否则生产速度就会与人工速度看齐。」

但一切并没有按照Musk的理想顺利进行，今年以来，Model 3生产线已经暂停了2次。外媒披露，初期Tesla的目标是每周生产5,000辆，但在首季结束时却仅生产1,000多辆。

虽然Tesla声明暂停产线是为了改善自动化、克服产线瓶颈，但显然这已经超出Musk原先的预想，否则他也不会在媒体上坦承「过度的自动化是个错误」，并表示他低估了人类的工作效率。

Musk接受采访时提到，过度仰赖自动化反而让整个生产线的技术变得更复杂，而这些复杂的技术也因为频出问题导致无法发挥预期作用，最终逼得Tesla不得不放弃。

Tesla虽是汽车产业里的后起之秀，但凭借创新和大胆，市值一度打败许多传统车厂，包括百年老牌福特(Ford)、通用汽车(GM)、BMW等。但从另一个角度思考，传统车厂所拥有的百年造车经验绝非Tesla能在短期之内超越的。

如果机器人生产线真的这么神乎其技，为什么传统车厂并没有效法Tesla将生产线全交予机器人？先前网络流传BMW的机器人大军生产影片，外界看到的只是机器人如何快速组装，但其实在镜头没拍摄到的地方，人类作业员一直存在著。

事实上，汽车制造商很早就开始懂得利用机器人来提升生产效率。观察BMW，其早在2007年时便导入3,000台机器手臂运行，同时采用约6,000名人力，而当时的产能平均一台车耗费120小时。而到了2017年， BMW的产能已提升至平均一台车耗费40小时，生产速度提升3倍。

十年过去，BMW的生产线有哪里些变化？工研院机械所智能机器人技术组组长游鸿修曾实地造访BMW工厂，令人意外的是，现今在BMW的生产线中，机器手臂的数量只剩1,500台，但人力却增加至7,700人，如果单就人机比例来看，这是一个跟无人工厂思维完全相反的生产模式。不过结果却令人满意，尽管机器人数量锐减，但BMW非但没因此减产，反而提高生产效率。

游鸿修观察，其实BMW的目的并不在于追求无人工厂，而是在于如何提升生产效率与质量。BMW的做法比较趋近于先稳定制程，然后才实现自动化。而究竟BMW是怎么做到在降低机器手臂数量的情况下，却能提高生产效率？关键点就在于一方面BMW将机器手臂最佳化使用，另一方面则是导入协作型机器人提升人机共工效率。

在机器手臂的运用上，BMW做了一些变化。其一是为机器手臂增添许多感测技术，如视觉、力觉感测，使机器手臂具有更好的协调性、精确度与灵敏度，有别于过去从事固定、重复的作业流程，多了感知能力的机器手臂将变得更有弹性。

其次是导入机器人制造单元(Robot Cell)的生产模式。游鸿修解释，在此种生产模式下，机器手臂会透过旋转平台在不同车体间进行组装，可在同一条生产在线达到混线生产。

透过Robot cell，BMW生产在线的机器手臂变成一臂多用，而唯有提高机器手臂本身的使用率，工厂才有办法在降低手臂数量的情况下，维持甚至提高产量。

为了提升人类作业员的工作效率，BMW还导入了过去没有使用的协作型机器人。基本上，BMW的生产线采用的是全自动化与人机共工并行，而非像Tesla致力打造完全无人化的生产线。

业者观察，BMW之所以仍维持工厂有人类作业，是因为它理解现阶段要发展全自动化的无人工厂「代价太高」。德国车厂虽是自动化领域最热心的支持者，但却很懂得审慎评估，知道要适时缩手。

尤其现在欧美大厂普遍都已有认知，在未来尤其是少量多样的生产模式下，更难以达到无人化生产，此种生产模式最迫切需要的灵活与弹性恰是人类所拥有、而机器现阶段所无法比拟的。