传统上，许多中小型制造商都避免使用机器人，因为它们令人生畏。公司缺乏必要的编程知识和技术专长。而且，他们根本不愿意在更大的制造商能够负担得起的人员方面进行投资。
然而，近年来这种态度发生了巨大变化，部分原因是开源操作系统的兴起。这对许多公司来说是个好消息，因为编程既耗时又昂贵。
机器人编程是一项艰巨的任务。根据项目的复杂程度，比如要编程的机器人数量、任务数量，以及用户是从头开始还是进行修改，整个过程可能需要几周到几个月的工程时间才能完成。
事实上，根据一些专家的说法，编程占机器人细胞整个生命周期平均成本的75%。缺乏能够跨多个机器人品牌和语言快速重新调整单元的程序员，也限制了自动化在各种行业的部署和增长。
“第三方编程软件被设计成与机器人硬件无关，这意味着它可以用于大多数(如果不是全部的话)大品牌(销售)的工业机器人上，”技术情报公司ABI research的机器人研究总监Lian Jye Su说，“传统的机器人软件往往水平非常低，需要很高的技术技能。
“第三方软件允许最终用户在一个非常友好的界面上编程和模拟工业机器人的行为和运动，”苏解释道。
“每个机器人制造商都以自己的方式做事，”布朗大学计算机科学副教授、智能机器人实验室主任乔治·科尼达里斯博士补充道。“如果你想控制某个特定制造商生产的机器人，你必须学习它支持的编程语言。
科尼达里斯称:“这些语言复杂、笨重、低级，而且无法相互理解，所以许多集成商最终只专注于一个品牌的机器人。”“这很糟糕，因为这些语言不仅很难使用，而且一旦它们专业化了，(公司就会陷入困境)。
科尼达里斯解释说:“通过开放的第三方软件，系统集成商可以学习一个单一的软件包——通常在更高的抽象水平上运行——能够从任何制造商那里控制机器人。”科尼达里斯同时也是Realtime Robotics公司的首席机器人专家，该公司是一家初创公司，开发了可以与各种机器人品牌一起使用的运动规划软件。“现在，他们可以为手头的工作选择合适的机器人。
科尼达里斯说:“一个有用的类比是思考台式电脑打印机品牌。“想象一下，为了打印一份文件，你必须使用一种特殊用途的低级编程语言，而每个制造商都有不同的编程语言。如果你想在惠普打印机上打印，你必须使用一种语言，如果你想使用佳能或利盟打印机，你需要学习一种新的语言。
“那太可怕了，”科尼达里斯指出。“而且，这将使桌面打印机的安装成本昂贵，对许多人来说不切实际。相反，人们要做的是安装一个打印机驱动程序，然后你的计算机就会为所有打印机提供一个直观而统一的界面。这是第三方软件为工业机器人带来的‘胜利’。”
最终用户驱动变化
尽管机器人已经出现了50多年，但与供应商无关的软件直到最近才出现。
“这主要是由于消费者行为的转变，”苏说，“消费者要求更多的产品和更多的定制。较高数量的产品变化通常转化为高混合，低产量的制造过程。这导致制造商需要应对来自不同品牌的更广泛的机器人(选择)。
Su解释说:“由于其他品牌的机器人解决方案的配置可能非常昂贵，而且需要很长时间，制造商更倾向于使用[替代]软件来解决这个痛点，从而允许第三方软件的崛起。”
Ready Robotics公司的首席执行官本杰明•吉布斯补充道:“过去，许多公司都被传统编程的复杂性所困扰。”该公司为工业自动化开发了一种名为Forge/OS的开放、跨品牌操作系统。它支持ABB、爱普生、发那科、川崎、Stäubli、万能机器人(UR)和安川机器人，为数百台机器和外围设备提供单一编程接口。
吉布斯说:“如今，开放系统使得在高混合生产环境中使用机器人更具成本效益。”“一些发展推动了这一想法的发展。一个是工业4.0技术的出现，这迫使机器人供应商开放他们的平台。
吉布斯指出:“另一个例子是机器人操作系统(ROS)的首次亮相，这是一个15年前开发的开源系统。“然而，ROS通常与自动引导车辆和自主移动机器人合作得更好，而不是与机械臂合作。
“此外，UR的协作机器越来越受欢迎，这有助于刺激新的发展，”吉布斯说。“这导致更容易使用的编程技术大幅增加。”
Flexxbotics的首席执行官泰勒·布查德补充道:“像UR这样的公司已经开放了他们的应用程序编程接口(API)，允许第三方公司直接在他们的软件上进行开发。”该公司销售的基于云的制造管理软件平台被Abiomed、波音、诺斯罗普·格鲁曼、Sub-Zero和丰田等公司使用。
布沙尔说:“他们创建了一家位于平台上的机器人公司。“该平台加速了机器人技术的创新，使制造商能够获得更多基于应用的解决方案。”
新领域
根据Realtime Robotics的Konidaris的说法，还有两个因素促成了第三方软件的崛起。他指出:“一方面是自动化的压力越来越大，一方面是认识到该行业远未达到其潜力，另一方面是价格压力。”
科尼达里斯说:“第二个原因是，机器人研究人员酝酿了几十年的新技术终于达到了成熟的水平，可以在实践中得到有效应用。”“第三方软件将成为游戏规则的改变者。”
该软件通常具有以下功能，使其易于使用:
- 直观的机器人编程和控制。
- 机器人与控制器之间的简单连接。
- 三维仿真机器人运动。
- 能够直接执行和监控的数字孪生。
- 直接配置配件，如摄像头接口。
“(今天的工程师)正在寻找使编程更容易的工具，”TM机器人(美洲)公司的执行副总裁Ryan Guthrie说，该公司是Shibaura(原东芝)机器机器人的美国和欧洲分销商。“人们对编写脚本代码的兴趣越来越小。客户需要预包装、打包、插件、拖放工具。
“他们根本不想考虑代码，”格思里指出。“他们希望能够修改机器人程序，甚至不需要看或理解代码。
格思里补充说:“我们遇到的大多数第三方应用程序都是为满足特定需求而开发的。“当机器人离开工厂时，我们不知道它是去包装巧克力、焊接车身、为电动汽车粘合电池、组装电子元件，还是被用于研发一种疾病的治疗方法。”
机器人制造商需要开发适用于所有这些情况的通用软件，因此，他们不可能知道特定应用可能需要什么类型的细节或功能。
然而，第三方应用程序可以利用机器人的灵活性，并将其调整为特定终端用户可能想到的利基生产任务。
格思里说，让编程变得更容易并不是一个新概念。“罐装库和拖放代码的想法一直都存在，”他指出。“改变的是处理能力和集成商的整体常识。
“消费领域的发展速度要快得多，正在推动工业(领域)的变化，”从事机器人编程15年的格思里解释道。“软件变得越来越直观，有图标驱动的菜单和简化的界面。现在，大部分繁重的工作都是通过在后台运行的脚本完成的，用户甚至不知道它正在发生。”
未来，人工智能和数据分析技术将在编程软件中发挥重要作用。
Guthrie说:“人工智能确实改变了编程的方式。“随着越来越多的数据被输入运行人工智能的对数，更智能的(程序)将被开发出来。
格思里预测:“就像视觉系统在过去十年里真正改变了机器人的‘看’方式一样，人工智能也将改变机器人的‘思考’方式。”“(然而)我们离能够自主思考、反应和成长的机器还有很长的路要走。”
Realtime Robotics的科尼达里斯补充道:“编程的未来不再是‘手工处理每个低级细节，因为机器人太愚蠢了’，而是‘描述你的工业流程，让机器人自己解决’。”
科尼达里斯说:“当我们提高机器人编程的抽象水平时，我们将看到在成本效益和可靠的自动化方面的重大飞跃。”“我们现在所做的就像通过一步一步的推理来决定去哪里吃午饭，而不是选择一个目标餐厅。在不久的将来，所有低级空间推理都将由机器人来完成。”
新产品
制造工程师可以选择各种创新的软件产品，使机器人比以往任何时候都更容易用于装配应用。
例如，Ready Robotics最近发布了Forge/OS的5.3版本。它将所有硬件统一在一个机器人工作单元下的一个用户友好的编程平台。这样，操作系统使得任何制造商和任何操作员都可以使用自动化，而不需要任何经验。
Forge/OS提供了一个与硬件无关的软件层，通过一组通用的api控制领先品牌的机器人和相关自动化硬件。利用这些api, Ready Robotics已经构建了一套低代码应用程序，旨在使非工程师编程和管理机器人细胞变得简单。
吉布斯说:“几十年来，机器人供应商之间的软件孤岛阻碍了制造业的发展。“我们通过标准接口打破了这些障碍，简化了企业的部署，并极大地增加了自动化行业的市场机会。
吉布斯解释说:“对于工厂工人来说，这个界面是一个无代码的平板电脑，可以让他们在几周内提高技能，成为一名机器人程序员。”“对于软件开发人员来说，它是一个标准的API，可以解锁目前部署的300多万个兼容机器人的数据流。”
Flexxbotics刚刚推出了FlexxConnect UR，这是一个持续改进平台，使离散制造商能够轻松地管理他们的协作机器人并最大化性能。
它提供即时访问上下文数据和情报，使工程师能够充分优化和不断提高协作机器人的性能。该平台还提供简单、循序渐进的指示，使协作机器人工作单元的所有权快速转移给操作员，提高现有员工的技能。
Bouchard表示:“FlexxConnect能够在工作单元和后台业务系统之间实现工作智能和机器人数据的即时数字传输。“该平台正在彻底改变作业的构建、分配和执行方式。(它节省了)制造商的时间，减少了转换任务，使整个劳动力能够用更少的钱做更多的事情。
布沙尔指出:“数字化转型可能是一项艰巨的任务。“我们把它分成实用的、易于消化的步骤，这样制造商就可以尝试不同的方法来最大化他们的业务成果。
布沙尔解释说:“机器人的生命周期可以分为三个不同的部分:设计、部署和操作。”“FlexxConnect主要关注操作部分，这是机器人生命周期中最长的部分。”
今年早些时候，Realtime Robotics公司推出了RapidPlan软件，该软件简化了编程并加快了部署时间。它编排了所有机器人的动作，并消除了对特定品牌机器人编程的需要。
单元建模、任务计划、编程和操作都在同一个工作流工具中处理。仿真中的动作和已建成的现实相匹配，极大地加快了设计和部署过程。
科尼达里斯说:“优化工厂运营效率不应该被技术壁垒所阻碍。“我们专门设计了RapidPlan，以提供精确的机器人任务计划模拟，使编程模型变得容易，并直接在工厂车间使用它们，但这样做的方式简化了流程，使技术易于使用。
科尼达里斯解释说:“我们的软件的功能就像机器人应该拥有的基本物理智能，但却没有。”“它允许机器人自主生成自己的动作，而不必在单个关节层面手工指定每一个动作。程序员只需告诉机器人它的业务端需要在哪里，剩下的就由我们的软件来处理。每个机器人产生自己的高性能运动，从不与环境或任何其他机器人碰撞。
科尼达里斯称:“这释放了巨大的价值，因为突然之间，建造一个12个机器人的工作单元只是为12个机器人指定目标的问题。”“现有的技术更像是在一个小而黑的房间里编排一场12人的芭蕾舞。我们的(系统)让开发变得更快更简单。”
