许多人害怕蛇和蜘蛛。但是,机器人和其他机器也会让一些人感到焦虑和不安。虽然工业4.0技术,如人工智能、增强现实、协作机器人、数据分析和数字双胞胎,现在使人类和机器近距离工作比以往任何时候都更容易,但恐惧依然存在。

人们仍然担心被自动化和人工智能等先进技术取代。这是人类心理的一部分,自从“他们要抢走我们的工作!”当蒸汽机在18世纪初首次出现在工业环境中时,人们就这样喊着。

十年前,牛津大学(Oxford University)的两位经济学家发表了一项研究,声称在不久的将来,47%的美国工作可能会被机器人取代,这引发了广泛的争论。如今,这种担忧已经消退,总体情绪已经改变。

有些人仍然害怕机器人,但最近在自动引导车辆和协作技术方面的进步已经改变了人机交互的动态。

凯斯西储大学机械与航空航天工程系主任罗伯特·高博士说:“对机器人和其他机器取代人类的普遍担忧将永远存在。”“人们担心失业是有自然原因的。

一直在研究人类与机器人之间关系的高教授解释说:“人们将越来越多地感受到人工智能的快速发展。”“疫情还鼓励许多制造商投资于自动化,以尽量减少人工操作人员的参与。

“历史上人类在制造业中扮演的一些角色将被机器人和其他机器取代,”高警告说。“但是,这并不一定意味着人们会失业;他们必须获得新的技能,使他们能够智能地编程、控制和与机器一起工作。

“在未来,尽管人们对机器的接受程度和参与度越来越高,但人类不会失去工作,”高说。

“担忧人类与机器是一个正在迅速减少的问题,”波士顿咨询集团(BCG)董事总经理兼合伙人乔恩·范威克补充道。“现在仍然有一些遗留的感觉和不安,但已经不像上世纪80年代和90年代那样了。

“随着工业4.0技术的发展,范式正在发生转变,”范怀克说。“如今,在许多情况下,自动化的目标是帮助公司实现生产目标和吞吐量水平,而不是取代操作人员。尖端机器人技术使制造商能够以高价值的方式运营他们的工厂。”

ARC咨询集团(ARC Advisory Group)咨询副总裁克雷格•雷斯尼克(Craig Resnick)指出:“过去,人们对人类在制造业中的作用持悲观态度。现在,这种情绪已经转向了另一个方向。

“今天,人类被认为是与机器合作的对象,”雷斯尼克解释道。“我们现在将机器视为数字工具箱的一部分,执行日常、平凡和重复的任务,而人类专注于优化机器的性能,并进行任何必要的更改或调整。人们能够更好地理解各种各样的情况,并做出最终决定。”

与人

几年前,当特斯拉(Tesla)的埃隆·马斯克(Elon Musk)在加州弗里蒙特(Fremont)的旗舰工厂面临自动化挑战时,他发表了一句著名的声明:“人类被低估了。”在当今工业4.0时代,许多制造业专家认为这句话比以往任何时候都更加尖锐。

“制造业仍然需要人类结合制造经验和数字能力来解决问题,”麦肯锡公司高级合伙人迈克•多亨尼说,“技术掌握在人的手中时效果最好——这是你在商业中创造真正变革的方式。

“有些自动化做不到的工作,因为它们太复杂或有复杂的变量,如装配线束,”Doheny解释道。“另一方面,也有喜欢自动化的工作当业务案例有意义时——特别是具有高度重复任务和很少变量的工作,可以导致执行更一致并产生投资回报。

“现代机器也变得更加可编程和灵活,这只会扩大它们的长期应用,”Doheny预测。

Symbio机器人公司的首席执行官Max Reynolds补充道:“从历史上看,机器非常适合于高重复性、低可变性的简单任务。”这家位于旧金山湾区的初创公司一直在帮助福特汽车(Ford Motor Co.)和丰田汽车(Toyota Motor Corp.)等传统制造商在其装配线上部署人工智能控制的机器人。

雷诺兹指出:“它们特别适合于那些原本会对人类安全构成威胁的工作。”“在人工智能和机器学习的背景下,人们有机会专注于更具创造性的工作,如生产计划、控制工程和机器人编程。从而将时间和精力集中在持续改进制造工艺和整体设备效率上。”

雷诺兹表示,技术应该通过在计算机视觉、人机交互和机器学习等领域采用最佳实践,从根本上重塑现有的制造“痛点”。

雷诺兹说:“作为一个物种,我们非常聪明、适应能力强、有创造力——这些特质是大多数机器所缺乏的。”“关键是创建一个将直觉、领域知识和通用智能嵌入各种机器人自动化解决方案的过程。我们相信这将推动我们取得成功。”

Gocious公司的首席技术官玛齐亚·阿德(Maziar Adl)补充说:“机器擅长于那些商品化、手工和重复性的任务,比如组装、焊接、喷漆和其他需要大规模执行的(活动)。”Gocious是一家基于云的软件系统,为拥有复杂产品线的制造商提供服务。

Adl指出:“(它们还)擅长模拟各种场景,测试各种各样的数据排列和组合,以帮助推动决策,因为人类无法手动输入足够多的数据。”“人类最擅长的任务仍然是创造力、创新、决策以及与他人互动。”

硅谷公司Drishti Technologies Inc.的首席执行官Prasad Akella博士认为,人的适应性比机器强得多。Drishti Technologies Inc.将人工智能技术应用于人工装配线应用。他指出:“人类更善于适应环境,更善于解决接触或强迫问题。”“机器更擅长非接触位置控制。”

德里什蒂最近对400名制造业高管进行了一项调查,结果强调了一个普遍存在的行业情绪,即人类使制造业操作比机器更具适应性。事实上,73%的受访者同意以下说法:“你越手工,你的适应性就越强。”

阿凯拉说:“在制造业,包括在许多精益制造车间,存在一种误解,认为人的工作表现已经达到了顶峰。”阿凯拉曾在上世纪90年代领导通用汽车的一个工程师团队,开创了协作机器人技术。“所以,虽然制造商知道员工在灵活性、认知能力和解决问题能力方面有很多优势,但他们也认为员工的工作效率和防错能力是无法提高的。事实并非如此。

“尽管讲熄灯自动化我们还有很长的路要走,”阿凯拉警告说。“50年后,我仍然能看到人类在工厂的地板上。”

为工业5.0做好准备

凯斯西储大学、密苏里科技大学、石溪大学和佛罗里达大学的工程师团队一直在进行一项研究项目,研究、预测和优化未来工厂中机器人与人类同事的互动方式。该项目于2018年开始,将于明年结束。

“虽然自上世纪60年代初推出机器人以来,机器人已越来越多地融入制造业,但真正的人-机器人工作场所协作仍处于早期阶段,学术界最近才开始认真研究,”领导这项研究工作的高说。

高教授解释说:“大多数研究人员预计人类会承担更灵活的决策,而机器人则会在需要时举起重型工具或把合适的工具放在我们身边。”“这需要机器人‘知道’或解读人类的肢体语言和手部动作,预测他下一步会做什么。

“这需要使用传感器、计算机模型和我们将开发的人工智能,以帮助机器人安全和有效地与人类操作员合作,”高补充道。

据高说,先进的协作技术将使未来的工厂更安全、更高效,因为机器人将承担更危险的工作。他指出:“机器人还可以帮助培训新工人,因为它已经知道新雇佣的人可能还在学习的任务需要什么工具和部件。”

高和他的同事们计划“专注于机器人-人类合作的预测部分。这意味着要弄清楚如何教机器人助手在各种不同的工作场合可靠地识别有时是随机的人类动作。”

高说,这是工业4.0向工业5.0自然演变的一部分,工业5.0是一个新兴概念,旨在解决制造业中以人为中心的应用。

“大多数关于工业4.0的讨论都集中在机器上,而不是人,”Drishti的Akella补充道,他目前正在与精益制造大师Jeffrey Liker撰写一篇关于工业5.0的文章。“和工业4.0一样,工业5.0也植根于欧洲。”

欧盟最近就这个话题发表了一份报告。它声称“工业5.0是对工业4.0的补充和扩展。它强调了工业在未来欧洲社会中所处位置的决定性因素,而不仅仅是经济或技术方面。这些因素(也有)环境、社会和基本权利的层面。”

根据欧盟的报告,工业5.0“将工人的福祉置于生产过程的中心,并使用新技术提供就业和增长之外的繁荣,同时尊重地球的生产极限。它补充了现有的工业4.0方法,专门将研究和创新服务于向可持续的、以人为本和有弹性的欧洲工业的过渡。”

欧盟负责创新、研究、文化、教育和青年事务的专员玛丽亚·加布里尔表示:“工业5.0的新概念出现得再好不过了。”“许多欧洲行业正在自我改造,适应新冠肺炎的现实,越来越多地采用数字和绿色技术,继续为所有欧洲人提供解决方案。现在是时候让工作场所更具包容性,建立更有弹性的供应链,并采用更可持续的生产方式。”

人类的新角色

智能工厂研究所和田纳西大学查塔努加分校(University of Tennessee at Chattanooga)最近发布的一份报告并没有提到工业5.0本身,但它包含了一些类似的概念和想法。它声称,以人为本的劳动力不会被自动化劳动力所取代,预计最大的劳动力需求是以人为本的技术技能。

根据这份题为“了解工业4.0对制造业组织和工人的影响”的报告,进步将要求劳动力发生相应的变化,其中大部分将需要再培训和再培训,以满足需求和应对未来的机会。

该报告还打破了所有制造业工作最终都将实现自动化的神话。事实上,对具有更高、更复杂认知技能的人类的需求预计将会增加,未来的劳动力将更加依赖于“人类”技能,如领导能力、主动性和企业家精神。

“人是工业4.0技术的核心,”智能工厂研究所(Smart Factory Institute)执行董事玛丽•贝思•哈德森(Mary Beth Hudson)表示。“增强现实、云计算、协作机器人、连接系统和其他工具改变了工作的本质,并允许人机集成提高生产率。”

哈德逊声称机器人不会接管工厂。她认为,正在发生的不是失业,而是角色的转变。

哈德逊解释说:“工作岗位正在向更具战略导向和技术含量的岗位转变。”“就业机会大于潜在风险。

“自动化将减少对不那么复杂、更例行公事的工作的需求,”哈德逊说。“工业4.0的采用并不是制造业的就业杀手。这真的是一个创造新职业的机会。

“工业4.0给制造业工人带来了更复杂的流程、要求和挑战,”哈德逊指出。“这可能会导致工作重新设计,为员工创造更多战略性任务、更大的责任和更大的决策权。

“一个主要的能力将是系统思维,这对工人们提出了挑战,要求他们对整个生产过程,以及如何将所有部件组合在一起,形成广泛、全面的理解,”Hudson说。“这意味着人们将不再只专注于自己的工作站上。”

Peak Performance公司总裁兼首席执行官Denise Rice补充道:“人机协作技术带来了新的机会,特别是对那些过去可能无法在制造业工作的人来说,因为制造业被认为是一个对体力要求很高的环境。随着越来越多的体力或重复性工作任务变得自动化,新的职位需要更强的批判性思维。战略和技术技能将变得更加重要。

赖斯解释说:“这将为非传统制造业工人进入该行业开辟更多的途径。”但是,为了应对这种变化,制造商必须改变他们的招聘和选择过程。

赖斯指出:“这可能有助于我们努力克服对制造业的负面看法,即它‘无聊、肮脏、炎热和重复’,这阻碍了我们吸引和留住技术工人的能力。”

这些新工作的引入也将导致工作设计的改变,例如增加工人之间的沟通和合作。

田纳西大学查塔努加分校(University of Tennessee Chattanooga)心理学教授克里斯·坎宁安(Chris Cunningham)博士说:“我们预期的显著转变将需要在先进技术支持下,将人、机器和人机增强的工作安排结合起来。”“这是令人兴奋的,因为工作有可能获得更高程度的意义,这将给(人们)一个机会,让他们更投入,更认同自己的工作。

坎宁安哀叹道:“长期以来,这对许多制造业领域都是一个挑战。”“通常情况下,从事组装工作的人并不总是能看到他们工作的影响。但是,当你开始向他们提供更多的信息和数据时,这有助于丰富他们的工作,并让他们有机会更多地掌握自己的工作。这将有助于招聘和吸引新的人员。

坎宁安解释说:“这是一个以另一种方式营销和重塑制造业品牌的机会,这样人们就会明白,我们不再谈论无需动脑的工作。”“这并不是要把人插进去,让他们成为机器的一部分。”

自动化的软面

尽管人工智能、协作机器人和其他前沿自动化技术最近取得了进步,但人类在决定机器效率方面发挥着重要作用。

ABI research的工业和制造业研究主管瑞安•马丁(Ryan Martin)表示:“人们在高层次思维和跨职能协调方面仍然要好得多。”“机器更擅长处理需要快速循环时间和连续流程处理的任务。”

波士顿咨询公司的范威克补充说:“数字工具和协作机器人等技术使人们更有效率。”“人类更适合从事需要灵巧、判断力和变化的工作。因此,他们应该专注于能够提高产量和产量的生产活动。”

Brose North America Inc.是一家正在拥抱下一代自动化,但没有忘记与人的联系的制造商,它是汽车冷却风扇模块、门模块、座椅系统和其他组件的领先生产商。这家一级供应商非常注重招聘和留住员工。

“在第四次工业革命期间,机器不会取代人,但一种新的工人类别将会出现,就在白领和蓝领之间,”Brose北美工程副总裁Arnd Herwig预测道。“产品和自动化复杂性的融合创造了一场完美的制造风暴。

“对‘新领’工作类别的需求,如先进制造业、网络安全和机电一体化,凸显了当今教育的不足,因为工业的发展速度快于课程,”监督Brose学徒项目的赫韦格解释说。

Festo公司气动自动化产品市场管理总监Frank Langro补充道:“有时,自动化被视为与裁员有关的事情,许多人害怕改变,所以与可能受到自动化投资影响的员工进行透明的沟通是很重要的。

兰格罗建议:“例如,把重点放在那些直接受到自动化影响的工人能够看到并联系到的自动化带来的好处上。”“如果这是一件能让他们的工作更安全或更容易的事情,很少有人会反对这样的事情。自动化也可以给工人一个学习新技能的机会。

“当你得到认可时,你的项目会更顺利,成功的几率也会更高,”Langro说。“然而,关注一些关于自动化的软事实也很重要,这些事实需要与上层管理层沟通。”

根据范威克的说法,如果制造商在一段时间内投入“超级护理”,那么部署新的自动化设备的制造商往往也会更成功。

Van Wyck解释说:“在一段时间内,运营商应该在采用新技术、学习如何使用新技术并将其融入日常工作流程的过程中获得额外的支持。”“在这一过渡期间,现场的变革教练应该帮助部署技术,如协作机器人和数字工具。随着时间的推移,这种强烈的支持会逐渐减少。”