提高投資回報率，降低成本，是以上提到的工業機器人的第三個技術趨勢。我們可以通過以上的圖表可以看到，自1990年開始到2014年，工業機器人的成本在美國和德國平均成本至少降低了50%，在2014年，一個美國工業機器人的平均成本為44000美元，與此同時，隨著科技的發展，機器人的很多性能得到進一步提高，具體體現在精確性、速度、負載、編程、控制、診斷、傳感器方面。

　　除了機器人本身的成本，還有整個系統的集成成本影響著機器人項目的投資回報率。機器人的成本與整個系統的成本比例，以點焊機器人系統為例，約為1:4到1:5。在2014年，小型點焊機器人以33000美元為基點，所有的安全防護措施及傳感器的成本為45000美元，系統的編程安裝以及集成為46000美元，項目管理為9000美元。隨著工業機器人廣泛運用，硬件，編程以及集成成本在未來的五年及十年內會大幅度下降，到2025年，機器人的成本會縮減到28000美元，安全防護措施會減少到36200美元，編程以及安裝費用會減少到33200美元，項目管理費用會減少到7000美元。

人機協作及其應用前提

　　到底人機協作是什么人機協作分嗯？分幾個層次，嗯人機協作和，俄現有的工業機器人的生產方式有什么區別？現在我們開始給大家做一些介紹，首先第一步，嗯，是，現在傳統的工業機器人是在一個有安全護欄網恩之內的一種全自動的生產方式，他與人沒有任何的接觸，當人當人當人要進入，俄方i或南區的時候，按機器人停止工作，這個是第一個層面，我們稱之為單元單元層面，或者說是隔絕的工作方式。第二個層面，我們稱之為共存層面，意思指的是，嗯，機器人有自己的獨立的工作范圍人類有自己的獨立工作范圍，兩者互不干涉，互不交集。但是兩者都同都會嗯，對于恩在生產鋼管生產產品a，同時按都會嗯嗯使用于生產產品。第三個層面稱之為，嗯。同步生產方式，意思是指，嗯，人類和機器一起嗯在嗯，一起參與生產n產品，人的操作機，人的操作，而范圍和機器的操作范圍有一定的交集，但是，嗯，兩者不同時工作，而是是有一定的次序。也就是意味著在同一工作區域嗯，或者機器臂機械手在工作，或者仍在工作，不會兩者同時工作。第四種嗯，方式被稱之為合作方式，恩與前一陣前一種方式類似的地方在于二人和機器都是在一個共同有一個共同的，工作區間，有共同的交集，鱷魚，前者不同的是安全，真是有。前者，前者是嗯，人和機器不同時在同一工作區間工作，但到了合作園合作層面，人和機器在同一個層面工作，只是嗯，只是工作的產品會是不同的產品。最高的層面就是我們所稱的人機協作的層面就是惡人和機器手同時在同一個區間，嗯，同時嗯嗯生產，同一個產品。到底人機協作是什么? 人機協作分哪幾個層次? 人機協作和現有的工業機器人的全自動生產方式有什么區別？現在我開始給大家一一道來。首先第一層面，被稱為封閉式單元層面，即傳統的工業機器人處于高高的安全護欄網之內，進行全自動生產，它與人沒有任何的接觸，當人打開安全門要進入機器人工作區域的時候，機器人馬上停止工作，人的作用只是操作，監控以及排除故障，不參與直接生產，是一種隔離式的工作方式。第二個層面便開始了人機協作的初始層面，與傳統工業機器人不同的是，人機協作處于一個開放式的工作環境，人與機器有間接或直接的接觸，共同參與生產。第二個層面被稱之為共存層面，意思指的是，雖然有開放的工作環境，機器人與人都參與生產，但兩者有自己獨立的工作范圍，兩者不生產同一件產品，兩者互不干涉，互不交集，中間或有光柵，或有傳感器，攝像頭來判斷人與機器操作空間的距離，當人與機器人進行產品交接時，機器人暫緩或者停止運動，確保人身安全。此層面對于機器人無需太高安全要求，借助系統集成的安全方案可以使系統安全運作，但為此付出的代價是犧牲機器人的生產效益，因為工人在接近機器人的過程中出于安全原因被迫減緩速度或者停止運動。第三個層面稱之為同步層面，意思是指，除了自己的生產區域工作以外，人和機器人還擁有一個有共同交集的生產區域，兩者一起同步參與生產產品，但在交集區域，只有人或者機器人在同一時間內進行操作，按照工作內容的分工分別進行生產。當人在交集區域操作的時候，機器人在屬于自己的工作范圍內進行操作，不可以進入該區域，當人離開此區域后，機器人可以在此區域進行生產，與此同時人可以在自己的區域里面生產。當人在此時進入交集區域時，機器人處于安全考慮減緩速度或者停止運動。第四層面被稱之為合作層面，它克服了第三層面有交集區域但不能同時工作的缺陷，可以使人和機器人在同一個交集區域同時工作，機器人不會停止運動，因為人和機器人不同時在同一個部位生產，彼此合作卻不互相影響。第五層面，即是最高的層面，也是真正意義上的協作層面，代表著人和機器人在同一個區間，同時，在同一個產品協作生產。

　　目前90%的實際應用集中在第一至第三層面，分水嶺在于人和機器人是不是在同一交集區域工作。

　　人機協作的應用前提，完全取決于生產產品的數量和產品品種的多少。一方面，當產品的數量對于全自動生產的方式而言太少，但對于人工生產方式而言過多，另一方面，當產品的品種種類對于全自動的生產方式而言太繁多，但對于人工生產方式而言又太單一，當這兩個條件同時符合的時候就是人機協作的大施拳腳之際。隨著工業4.0深入發展，智能產品層出不窮，產品會朝個性化、多樣化發展，取代原先批量生產、品種單一的特征。人機協作也是在這樣的大前提下應運而生，成為除了全自動、半自動、人工生產方式以外的第四種生產方式。

人機協作的優勢

　　前面到了人機協作的分層，那接下來就給大家介紹一下人機協作所具有的明顯優勢。

縮短距離

　　在講述封閉式單元層面的時候，就已經提到現有傳統工業機器人是在高高的安全護欄網之內進行生產，而人機協作的第一個優勢就是去除了那些高高的安全互聯網，將人和智能機器人融為一個整體，從而減少了人和機器人之間的距離。這也是意味著，整個工位的面積會大大減少，物料的上料下料以及物料在工位里面的流動會變得更加簡單和容易，并且有效地減少了員工走動，搬運的輔助時間。

優化人體工程學

　　人機協作的第二個優點是，是充分結合了人和機器的優勢，彼此取長補短，優化了整個工位的人體工程學。因為機器的優勢在于它持久性長，精確度高，有極其穩定的力量、位置和速度的調控能力，人的優勢是極其敏感，認知能力強，積累了豐富經驗，通過吸取教訓提升自身能力，并且能夠對于突發的情況進行控制和下決策。在裝配高精度的重型零部件時，人工協作便凸顯出其將人和機器的的優點結合在一起的優勢。

破除地域限制

　　人機協作的第三個優點在于破除了安全護欄網的同時，人機協作使智能機器人可以不受固定的地理位置限制，而隨著實際的需求，在不同的地方進行工作，使可轉變的柔性生產成為可能。傳統的非柔性生產是指生產設備按照預計最優化的節拍進行設計和實現，而在生產需求變動的情況下通過工人數量和工作內容的變化來做相應的調整，但生產設備卻沒有達到最優化的使用率。人機協作消除了安全保護網在實際生產當中的里程碑式的作用，使機器、設備和物流的參數變更變得更為容易，并且消除了自動化生產區域和人工生產區域的鴻溝，使生產設備的有效使用率達到最高。

　　破除地域限制，參與可轉變的柔性生產這個優點可以在下面的圖表中顯現出來。以柔性設計安裝汽車車門為例，當生產節拍需求超過107秒的時候，一個工人就可以獨立完成車門的安裝;當節拍需求介于74秒到107秒的時候，一個工人和一個智能機器人可以協同去安裝車門; 當節拍需求介于55秒到74秒的時候，有兩個工人一起裝配練車; 當節拍需求介于37秒到55秒的時候，兩個工人和一個智能機器人就可以在兩個不同的工位上進行協同裝配; 當節拍需求介于28秒到37秒的時候，就可以同時有四個工人在兩個不同的工位上面進行裝配。智能機器人按照實際需求參與裝配工作，使其有效使用率達到最大。