鄧洲
與以往的技術(shù)浪潮和產(chǎn)業(yè)革命追求高效率、高產(chǎn)值和低成本存在明顯區(qū)別的是,當(dāng)前,各國(guó)在制定應(yīng)對(duì)新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略和政策時(shí),不約而同地突出“人”的核心價(jià)值。一方面,技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的目標(biāo)是人的生活更美好,而不是單純追求效益和效率提高;另一方面,技術(shù)的使用尊重人的動(dòng)作習(xí)慣、滿足人的發(fā)展需求、降低人的腦力體力支出,在生產(chǎn)過(guò)程中形成更加和諧的人機(jī)關(guān)系。作為著名“無(wú)盡前沿法案”的替代和延續(xù),“2021年美國(guó)創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)法案”同時(shí)提到加強(qiáng)人機(jī)交互和機(jī)器自動(dòng)化的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用,改善以工業(yè)為重點(diǎn)的工作環(huán)境。歐洲國(guó)家有注重人性釋放的傳統(tǒng),歐盟2020年版本的“地平線計(jì)劃”特別重視利用新技術(shù)改善人的發(fā)展環(huán)境,創(chuàng)建具有創(chuàng)造力和文化包容性的社會(huì),而工業(yè)要提供更加人性化的工作崗位。日本文部科學(xué)省發(fā)布的《2020科學(xué)技術(shù)白皮書》將“社會(huì)5.0”描繪為一個(gè)以人為本的智慧社會(huì),并提出了2040年可以實(shí)現(xiàn)的37項(xiàng)新技術(shù),其中多項(xiàng)是與人在新科技環(huán)境下的發(fā)展,以及與人機(jī)交互、人機(jī)融合相關(guān)的,包括增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)、存檔工匠技術(shù)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人、實(shí)時(shí)翻譯所有語(yǔ)言系統(tǒng)、語(yǔ)言表達(dá)回話裝置、記錄和分享個(gè)人感覺(jué)的裝置、學(xué)習(xí)工匠技巧的人工智能系統(tǒng)。
工業(yè)和制造工廠一直是新技術(shù)、新工藝的試驗(yàn)地和應(yīng)用場(chǎng)所。從英國(guó)工業(yè)革命開(kāi)始,制造現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)經(jīng)歷若干次巨大變化,使用蒸汽機(jī)的手工作坊、使用大型機(jī)械的冶金車間、電氣化的裝配線、勞動(dòng)密集的加工工廠、高度自動(dòng)化的流水線等是不同時(shí)代工業(yè)的代表。最近二三十年,在技術(shù)推動(dòng)下,這種變化更是加速發(fā)生。但現(xiàn)代化的工廠仍然是以冷冰冰的機(jī)器為主:大量固定的工業(yè)裝置整齊排列在流水線兩側(cè),以標(biāo)準(zhǔn)化的流程和動(dòng)作完成工作;不時(shí)閃爍的黃燈或紅燈是機(jī)器向人類的求助信號(hào),但在機(jī)器完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)前,工人和工程師禁止進(jìn)入圍欄和警戒線內(nèi)。人與機(jī)器在不同崗位上工作,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)深度融合下的交流與合作。
工業(yè)5.0體系亟需形成一種全新的人機(jī)關(guān)系,不僅要突破機(jī)器自身的局限,更要使人處于工業(yè)5.0新制造現(xiàn)場(chǎng)的核心地位,機(jī)器配合人的習(xí)慣和節(jié)奏,在動(dòng)作上保護(hù)人的安全、在思想上服從人的指揮,成為人忠誠(chéng)和得力的幫手和從屬。這種新的人機(jī)關(guān)系繼續(xù)發(fā)揮機(jī)器在力量、精細(xì)化、穩(wěn)定性和無(wú)懼惡劣環(huán)境等方面的優(yōu)勢(shì),但更突出人在生產(chǎn)中的絕對(duì)主導(dǎo)地位,并形成更加人性化的工業(yè)就業(yè)模式和工作環(huán)境。包括機(jī)器人在內(nèi)的各種工業(yè)機(jī)器將更類似于人人都能便捷使用的“智能手機(jī)”,而不是需要專門學(xué)習(xí)才能安全有效操作的“高級(jí)裝置”。
隨著技術(shù)的進(jìn)步、制度的完善,以及工業(yè)從業(yè)人員(特別是普通工人)的狀況越來(lái)越被重視,工業(yè)生產(chǎn)中人與機(jī)器的關(guān)系從工業(yè)革命初期的對(duì)立和沖突,逐漸磨合演變?yōu)榛パa(bǔ)和協(xié)作。這一過(guò)程絕非簡(jiǎn)單的“機(jī)器換人”,而是反映了不同歷史時(shí)期、不同技術(shù)條件下,工業(yè)發(fā)展目標(biāo)、經(jīng)濟(jì)屬性、技術(shù)路線和價(jià)值創(chuàng)造方式不斷向著更符合人的利益的方向發(fā)展(見(jiàn)表1)。在數(shù)字化時(shí)代,工業(yè)生產(chǎn)中人與機(jī)器的關(guān)系不盡如人意,這是工業(yè)就業(yè)吸引力下降進(jìn)而引發(fā)工業(yè)價(jià)值創(chuàng)造能力下降、要素配置扭曲的重要原因。構(gòu)建更符合時(shí)代特征的人機(jī)關(guān)系,是破解工業(yè)發(fā)展困境,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型的必然要求,也是“工業(yè)5.0”在人機(jī)關(guān)系上的具體表現(xiàn)。
在工業(yè)革命初期,機(jī)器的出現(xiàn)大幅地提高了生產(chǎn)率,但這并沒(méi)有改善勞動(dòng)者的狀況,甚至還使得底層人民的生活更糟糕。圈地運(yùn)動(dòng)將勞動(dòng)者從農(nóng)村趕到城市,失去土地的農(nóng)民不得不進(jìn)入工廠。十八世紀(jì)末到十九世紀(jì)初,高強(qiáng)度的工作使得英國(guó)工廠勞工的平均壽命比同期鄉(xiāng)村人口低了近20歲,機(jī)械工的平均壽命一度不足20歲。工業(yè)化和制造工廠沒(méi)有給勞動(dòng)人民帶來(lái)福祉,反而是剝奪其生產(chǎn)資料、縮短其壽命,機(jī)器對(duì)工人造成的傷害巨大,人與機(jī)器之間是激烈的“沖突”關(guān)系。
二十世紀(jì)初,第二次工業(yè)革命將工業(yè)的生產(chǎn)率提高到新的高度,但機(jī)器繼續(xù)對(duì)工人造成身心上的傷害。機(jī)器變得更加復(fù)雜,同時(shí)也更加危險(xiǎn),工廠瘋狂追逐規(guī)模化和高利潤(rùn),安全事故猶如家常便飯。1919年,美國(guó)波士頓一家糖廠儲(chǔ)糖罐爆炸,21條生命在糖漿中窒息身亡。工業(yè)化起步更晚的中國(guó),直到上世紀(jì)九十年代,浙江樂(lè)清每年會(huì)有約5萬(wàn)根手指頭斷送在沖壓機(jī)上。當(dāng)然也必須肯定,機(jī)器在上個(gè)世紀(jì)大幅降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,明顯減少了工人的體力消耗,人與機(jī)器緩慢“磨合”尋求更和諧的關(guān)系。
從上世紀(jì)五六十年代開(kāi)始,相對(duì)和平的環(huán)境加快了工業(yè)的發(fā)展,在技術(shù)進(jìn)步的同時(shí),工業(yè)迎來(lái)管理方法和規(guī)章制度的大改革。機(jī)器對(duì)工人的保護(hù)得到加強(qiáng),機(jī)器造成的傷害事故在發(fā)達(dá)國(guó)家迅速減少,發(fā)展中國(guó)家也開(kāi)始加速工業(yè)化并融入全球分工體系。與此同時(shí),得益于先進(jìn)機(jī)器的使用,出現(xiàn)更多的高收入崗位,人與機(jī)器的關(guān)系得以緩和,呈現(xiàn)互補(bǔ)的特征。
到八十年代以后,工業(yè)機(jī)器人開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用于制造業(yè),信息技術(shù)的進(jìn)步還促進(jìn)了包括機(jī)器人在內(nèi)的各種工業(yè)機(jī)器的數(shù)控化,機(jī)器的操作更加人性化,也更安全可靠。同時(shí),機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)化程度大幅提高,這使得多臺(tái)機(jī)器共同工作成為可能,大大提高了制造工廠的柔性化程度,人與機(jī)器逐步形成“協(xié)同”關(guān)系。但是,這種協(xié)同是有條件和局限的:人必須通過(guò)培訓(xùn)才能用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言操作機(jī)器,這通常需要大量人力資源投入;更大力量、更快速度的機(jī)器變得更加危險(xiǎn),工廠必須執(zhí)行極端嚴(yán)格的規(guī)章制度,將機(jī)器隔離在圍擋以內(nèi),人與機(jī)器的協(xié)作只能發(fā)生在不同工序上。
進(jìn)入新世紀(jì)后,工業(yè)啟動(dòng)新一輪的以數(shù)字化、綠色化為特征的變革,這對(duì)人與機(jī)器的關(guān)系提出了更高的要求。機(jī)器一方面需要更“像人”,具備和人類勞動(dòng)者相似的學(xué)習(xí)能力,實(shí)現(xiàn)高度的柔性化;另一方面需要更好地“服務(wù)人”,工人必須是未來(lái)新制造場(chǎng)景的核心,機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)完全服從人的意志,配合人的習(xí)慣。借助新的技術(shù)和工藝,機(jī)器至少需要在三個(gè)方面發(fā)生明顯變化才能實(shí)現(xiàn)人機(jī)深度融合:一是人類自然語(yǔ)言替代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言成為人機(jī)交互的媒介;二是機(jī)器更加安全,能夠?qū)崿F(xiàn)人與機(jī)器同空間同平臺(tái)協(xié)作,肢體上的觸碰不會(huì)造成傷害;三是機(jī)器更加柔性和智能,能夠與工人共同學(xué)習(xí),并迅速發(fā)展出新的生產(chǎn)能力。一旦完成上述三個(gè)變化,就能夠形成“工業(yè)5.0”描繪的人與機(jī)器深度融合的全新制造現(xiàn)場(chǎng)。
2019年1月,在美國(guó)拉斯維加斯舉辦的國(guó)際消費(fèi)電子展上,歐姆龍集團(tuán)展示了其對(duì)未來(lái)制造的設(shè)想——“近未來(lái)制造現(xiàn)場(chǎng)”。兩年后的2021年中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)上,歐姆龍展完善了“突破性的”“近未來(lái)制造現(xiàn)場(chǎng)”,這是該公司在2015年提出“i-Automation”人機(jī)融合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)解決方案后在實(shí)踐上的一次重大進(jìn)步,并首次向公眾展示一套完整人機(jī)融合制造系統(tǒng)?!癷-Automation”整合了人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等新一代信息技術(shù),使用協(xié)作機(jī)器人與移動(dòng)操縱機(jī)器人應(yīng)用(MoMA),機(jī)器成為人類的助手,與工人在同一平臺(tái)、同一空間互補(bǔ)與協(xié)助,實(shí)現(xiàn)柔性、高效、靈活的生產(chǎn)?!癷-Automation”給參觀者最大的沖擊是:在一個(gè)人機(jī)共享的生產(chǎn)空間,機(jī)器人通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)感知人的動(dòng)作,判斷人的熟練程度,并據(jù)此調(diào)整自己的速度,工人熟練度低時(shí)設(shè)備速度就會(huì)慢一點(diǎn),等工人熟練度提升后,速度就會(huì)快起來(lái)。在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng),參觀者不需要學(xué)習(xí)任何計(jì)算機(jī)語(yǔ)言就可以直接向系統(tǒng)發(fā)出指令以完成一件產(chǎn)品的制造。雖然離真正的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用還有一段距離,但“i-Automation”已經(jīng)勾勒出未來(lái)人機(jī)融合制造現(xiàn)場(chǎng)的基本輪廓。
要形成高度融合的人機(jī)關(guān)系,依靠現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器顯然是不行的。國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟(IFR)根據(jù)協(xié)作層次以及對(duì)內(nèi)部安全特征和外部傳感器的要求,將協(xié)作機(jī)器人分為隔離操作、共存操作、序列協(xié)作、同平臺(tái)合作、響應(yīng)性協(xié)作五個(gè)級(jí)別,工業(yè)機(jī)器要實(shí)現(xiàn)從與工人的隔離操作向最高級(jí)別的響應(yīng)性操作躍升,必須突破識(shí)別、避讓、移動(dòng)和同步四個(gè)關(guān)鍵性難點(diǎn)。
識(shí)別是要實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器之間無(wú)障礙的交流。新一代的協(xié)作機(jī)器人都配置視覺(jué)軟件和高清相機(jī),可以捕捉人類伙伴的動(dòng)作和表情,從而能夠直接理解人的指令,主動(dòng)配合人的習(xí)慣和節(jié)奏。過(guò)去工業(yè)機(jī)器人的視覺(jué)技術(shù)主要應(yīng)用于工作對(duì)象,幫助機(jī)器更好地抓取和應(yīng)對(duì)不規(guī)則無(wú)規(guī)律的情況,而現(xiàn)在則要涵蓋對(duì)人類的動(dòng)作、表情和潛在危險(xiǎn)行為的捕捉。人工智能賦能下的語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別能夠幫助機(jī)器更快地掌握人直接或間接發(fā)出的指令,煩瑣復(fù)雜的、使用機(jī)器語(yǔ)言的人機(jī)界面將逐漸成為一種輔助性的交流方式。同時(shí),混合顯示技術(shù)將成為可視化的升級(jí)換代,工人能夠更加直觀、全面和準(zhǔn)確地掌握機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和其向人類傳遞的其他信息。例如,德國(guó)蒂森克虜伯的裝備制造工廠在車間和維修現(xiàn)場(chǎng)使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示的智能眼鏡,用以輔助工人更好地識(shí)別工序信息。
避讓是人機(jī)融合的安全保障。目前,很多機(jī)器人廠商都將機(jī)器與人共享工作空間作為技術(shù)研發(fā)的重要方向。通過(guò)圖像、聲音、溫度傳感器,以及更高精度的伺服電機(jī)和更加柔軟的外觀設(shè)計(jì),機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)人身安全的潛在傷害將降到最低。未來(lái)制造現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)突出變化就是各種工業(yè)機(jī)器的圍擋被拆除,人與機(jī)器可以在同一工作空間深度合作。歐姆龍TM協(xié)作機(jī)器人的用戶可以在可視化界面中迅速勾選相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)部位,機(jī)器人便會(huì)自動(dòng)調(diào)整,設(shè)置安全的速度和力量極限,簡(jiǎn)單的設(shè)置省去了用戶對(duì)機(jī)器人安全性能各項(xiàng)參數(shù)的仔細(xì)研讀以及相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。
移動(dòng)是要實(shí)現(xiàn)機(jī)器能夠像人一樣自主轉(zhuǎn)換位置,甚至能自主進(jìn)行鏈接和重新組合。以往的機(jī)器都在固定工位上工作,機(jī)器設(shè)備的移動(dòng)耗時(shí)長(zhǎng)、成本高,且存在一定風(fēng)險(xiǎn)。要讓機(jī)器真正融入到以人為中心的制造中,機(jī)器就必須具備和人一樣的可移動(dòng)性。在“移動(dòng)”的基礎(chǔ)上,工業(yè)機(jī)器可以進(jìn)行快速安全的自動(dòng)換裝,不同位置的機(jī)器人還可以根據(jù)生產(chǎn)的需要相互支持和支援,這特別適合少量多樣的訂單需求。目前,很多工業(yè)裝備企業(yè)都在開(kāi)發(fā)通用型的移動(dòng)平臺(tái),將傳統(tǒng)機(jī)器人與通用移動(dòng)平臺(tái)鏈接就能實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自主移動(dòng),這使得各種機(jī)器裝備能夠迅速脫離當(dāng)前崗位,前往任何需要的位置,并重新接入生產(chǎn)系統(tǒng)。例如,歐姆龍的MoMA、ABB的ASTI均是機(jī)器人可移動(dòng)系統(tǒng)的代表,目標(biāo)就是突破機(jī)器的空間限制,根據(jù)不同的工位產(chǎn)能效率靈活地設(shè)計(jì)布置工藝流程,使得整個(gè)產(chǎn)線的效率和柔性化程度大大提升。
同步是要實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器在感知和決策上的同步,并進(jìn)行共同學(xué)習(xí)。在面臨新的任務(wù)和工作時(shí),機(jī)器會(huì)事先為人提供一個(gè)由人工智能生成的操作流程,標(biāo)注需要注意的重點(diǎn)事宜,工人以此為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化。在協(xié)作過(guò)程中,人與機(jī)器能夠不斷共同改進(jìn),共同提高生產(chǎn)效率。歐姆龍TM等高端協(xié)作機(jī)器人都具備配合不同工人調(diào)節(jié)自己速度的功能,日本川崎重工推出的繼承者協(xié)作機(jī)器人還可以總結(jié)不同操作人員的習(xí)慣,并選擇其中最優(yōu)的向其他人進(jìn)行技能傳達(dá)。要實(shí)現(xiàn)真正意義上的人機(jī)同步,腦機(jī)鏈接必不可少。無(wú)論是通過(guò)哪種方式實(shí)現(xiàn)人腦與機(jī)器的聯(lián)通,都既要突破技術(shù)難關(guān),還要有制度上的保障。
美國(guó)、日本、中國(guó)與歐洲在人機(jī)融合上各具優(yōu)勢(shì)(見(jiàn)表2)。美國(guó)在腦機(jī)鏈接、機(jī)器鏈接上有絕對(duì)領(lǐng)先的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì),在軍事和醫(yī)學(xué)上已經(jīng)有較為成熟的應(yīng)用。例如,通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)治療癲癇、帕金森、阿茲海默綜合癥等腦疾病,以及戰(zhàn)場(chǎng)上人與武器裝備同步感知等方面,美國(guó)都有先人一步的布局,但在制造業(yè)的人機(jī)融合方面,美國(guó)由于缺少實(shí)際的場(chǎng)景推進(jìn)較慢。日本將傳感、人工智能、加工精度上的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,在人機(jī)融合制造的系統(tǒng)應(yīng)用上形成了明顯的優(yōu)勢(shì)。日本制造企業(yè)有不斷提高生產(chǎn)效率和追求更精細(xì)化制造現(xiàn)場(chǎng)的傳統(tǒng),這促進(jìn)了人機(jī)融合制造的實(shí)際運(yùn)用。歐洲是高端工業(yè)裝備的重要生產(chǎn)地區(qū),在很多協(xié)作機(jī)器人細(xì)分領(lǐng)域長(zhǎng)期保持世界第一的市場(chǎng)地位。中國(guó)是人機(jī)融合制造的積極參與者,已經(jīng)具備世界一流的人工智能、制造業(yè)數(shù)字化場(chǎng)景創(chuàng)新能力,但受傳統(tǒng)短板的限制,表現(xiàn)為規(guī)模巨大、場(chǎng)景多但技術(shù)處于中流水平的發(fā)展特點(diǎn)。
總體上看,無(wú)論是人與機(jī)器深度融合的關(guān)系,還是新的制造業(yè)現(xiàn)場(chǎng),都還處于探索之中,尚沒(méi)有形成成熟的模式。然而,可以肯定的是,人機(jī)融合制造將成為“工業(yè)5.0”的重要特征,是未來(lái)制造現(xiàn)場(chǎng)人與機(jī)器和諧共存的方式。美國(guó)、日本、中國(guó)以及歐洲在人機(jī)融合的技術(shù)研發(fā)、場(chǎng)景創(chuàng)新和模式探索上領(lǐng)先于其他國(guó)家和地區(qū),這四個(gè)國(guó)家和地區(qū)必定在制造業(yè)人機(jī)融合的各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)環(huán)節(jié)展開(kāi)激烈競(jìng)爭(zhēng)。
人機(jī)融合的根本目的是讓工業(yè)變得更加“人性”,是對(duì)工業(yè)機(jī)器研發(fā)、設(shè)計(jì)、使用思路的一次重大調(diào)整。在過(guò)去,工業(yè)發(fā)展對(duì)利潤(rùn)的追求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)人性的尊重,在工業(yè)化早期和中期對(duì)工人的身心造成傷害,而在工業(yè)化的中后期和后工業(yè)化社會(huì)表現(xiàn)為工業(yè)就業(yè)吸引力的下降。人機(jī)融合就是要重塑工業(yè)部門中人與機(jī)器的關(guān)系,不僅要發(fā)揮出機(jī)器的優(yōu)勢(shì),更要實(shí)現(xiàn)人的發(fā)展。工業(yè)領(lǐng)域人機(jī)融合的發(fā)展需要完善的制度保障,要通過(guò)加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù),以及制定規(guī)范使用機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn),保障人在未來(lái)制造現(xiàn)場(chǎng)的中心地位——人不能依附于機(jī)器,機(jī)器承擔(dān)更多、更繁重的工作,但只能是人的幫手。目前,美國(guó)、日本、韓國(guó)和歐盟都在資助有關(guān)機(jī)器與人倫理關(guān)系的軟科學(xué)研究,中國(guó)在這方面的研究相對(duì)滯后。應(yīng)當(dāng)讓更多經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、社會(huì)學(xué)、法律學(xué)、文化學(xué)的研究人員參與到人機(jī)融合的相關(guān)課題中,同步推進(jìn)工業(yè)人機(jī)融合的技術(shù)研發(fā)和制度建設(shè)。
工業(yè)行業(yè)之間因技術(shù)特征差異大,人機(jī)融合會(huì)有不同的實(shí)現(xiàn)路徑。在達(dá)到人機(jī)融合制造最終理想狀態(tài)之前,不同制造業(yè)部門因?yàn)榧夹g(shù)特征不同,可能出現(xiàn)多種演進(jìn)路徑。以歐姆龍TM機(jī)器人和可移動(dòng)MoMA系統(tǒng)為代表,目前大多數(shù)協(xié)作機(jī)器人和人機(jī)融合制造系統(tǒng)更適合勞動(dòng)密集型較高的加工制造業(yè),例如服裝業(yè)、電子信息的裝配環(huán)節(jié)等,而對(duì)于其他工業(yè)部門則需要另外設(shè)計(jì)技術(shù)路線和創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景。例如,對(duì)于化工、冶金等流程類行業(yè),人機(jī)融合制造的關(guān)鍵在于根據(jù)訂單調(diào)節(jié)產(chǎn)量和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)最大程度的循環(huán)經(jīng)濟(jì)降低物耗能耗,以及以機(jī)器協(xié)助工程師對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行無(wú)縫隙監(jiān)管,防止安全事故的發(fā)生,降低產(chǎn)品殘次比例。對(duì)于大飛機(jī)、高鐵機(jī)車、工程機(jī)械等復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng),人機(jī)融合制造應(yīng)該更強(qiáng)調(diào)機(jī)器的可移動(dòng)性,機(jī)器能夠跟隨工人并隨時(shí)提供體力上的輔助,完成自動(dòng)備料、提供各種參數(shù)信息等任務(wù),并發(fā)現(xiàn)和糾正工人可能出現(xiàn)的操作錯(cuò)誤。對(duì)于汽車、家電等標(biāo)準(zhǔn)化程度高的模塊化產(chǎn)業(yè),更適合發(fā)展能夠人機(jī)合作自主構(gòu)建產(chǎn)線的智能化工廠,形成更加柔性化的大規(guī)模定制生產(chǎn)系統(tǒng)。對(duì)于生物醫(yī)藥、集成電路、采掘等需要高度潔凈或面臨極端惡劣環(huán)境的產(chǎn)業(yè),應(yīng)當(dāng)更加注重人機(jī)遠(yuǎn)程融合,讓工人能夠遠(yuǎn)離作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。
人機(jī)融合制造發(fā)展的一個(gè)潛在影響是重新激發(fā)工業(yè)的就業(yè)吸引力。無(wú)論是在發(fā)達(dá)國(guó)家,還是在發(fā)展中國(guó)家,工業(yè)對(duì)年輕人就業(yè)的吸引力都在降低。工資水平較低只是一方面的原因,工業(yè)就業(yè)崗位紀(jì)律嚴(yán)苛、時(shí)間固定,工業(yè)園區(qū)遠(yuǎn)離生活方便的市區(qū)等都是造成工業(yè)就業(yè)不足的原因。在中國(guó)的大中城市,年輕人寧肯跑快遞也不進(jìn)工廠。人機(jī)融合制造能夠徹底改變工業(yè)的工作狀態(tài),一方面,人機(jī)融合顯著改善工作環(huán)境,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,進(jìn)而提高工資水平。另一方面,人機(jī)融合能夠促使在工業(yè)行業(yè)的非全日制就業(yè)、臨時(shí)就業(yè)、自營(yíng)就業(yè)、遠(yuǎn)程就業(yè)、自由就業(yè)、兼職就業(yè)等就業(yè)新模式成為可能。這些變化將使工業(yè)的就業(yè)更加類似于年輕人所偏好的服務(wù)業(yè),由此會(huì)減少對(duì)工業(yè)就業(yè)的偏見(jiàn),進(jìn)而在一定程度上改變工業(yè)勞動(dòng)力市場(chǎng)的供需不平衡。
人機(jī)融合是工業(yè)5.0和未來(lái)制造場(chǎng)景的一個(gè)特征,與其他智能制造和相關(guān)新技術(shù)、新工藝的發(fā)展是相輔相成的。例如,柔性制造和定制制造要求工業(yè)機(jī)器具備極高的柔性化可重構(gòu)能力,這與人機(jī)融合制造的發(fā)展方向是一致的;黑燈工廠、無(wú)人工廠并不是完全不需要人的參與,而是通過(guò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工人和工程師非線下、非現(xiàn)場(chǎng)工作,這符合人機(jī)融合發(fā)展的理念;用戶參與制造將人機(jī)融合的范疇從工業(yè)從業(yè)人員擴(kuò)展到工業(yè)產(chǎn)品的使用者,是更加廣義的人機(jī)融合;近年來(lái)提出的太空制造概念極具科幻色彩,太空惡劣、復(fù)雜、多變的環(huán)境更需要人與機(jī)器的深度協(xié)作。
本文得到國(guó)家社科基金重點(diǎn)項(xiàng)目“人工智能對(duì)制造業(yè)就業(yè)的影響研究”(22AJY003)的資助。