提高投资回报率，降低成本，是以上提到的工业机器人的第三个技术趋势。我们可以通过以上的图表可以看到，自1990年开始到2014年，工业机器人的成本在美国和德国平均成本至少降低了50%，在2014年，一个美国工业机器人的平均成本为44000美元，与此同时，随着科技的发展，机器人的很多性能得到进一步提高，具体体现在精确性、速度、负载、编程、控制、诊断、传感器方面。

　　除了机器人本身的成本，还有整个系统的集成成本影响着机器人项目的投资回报率。机器人的成本与整个系统的成本比例，以点焊机器人系统为例，约为1:4到1:5。在2014年，小型点焊机器人以33000美元为基点，所有的安全防护措施及传感器的成本为45000美元，系统的编程安装以及集成为46000美元，项目管理为9000美元。随着工业机器人广泛运用，硬件，编程以及集成成本在未来的五年及十年内会大幅度下降，到2025年，机器人的成本会缩减到28000美元，安全防护措施会减少到36200美元，编程以及安装费用会减少到33200美元，项目管理费用会减少到7000美元。

人机协作及其应用前提

　　到底人机协作是什么人机协作分嗯？分几个层次，嗯人机协作和，俄现有的工业机器人的生产方式有什么区别？现在我们开始给大家做一些介绍，首先第一步，嗯，是，现在传统的工业机器人是在一个有安全护栏网恩之内的一种全自动的生产方式，他与人没有任何的接触，当人当人当人要进入，俄方i或南区的时候，按机器人停止工作，这个是第一个层面，我们称之为单元单元层面，或者说是隔绝的工作方式。第二个层面，我们称之为共存层面，意思指的是，嗯，机器人有自己的独立的工作范围人类有自己的独立工作范围，两者互不干涉，互不交集。但是两者都同都会嗯，对于恩在生产钢管生产产品a，同时按都会嗯嗯使用于生产产品。第三个层面称之为，嗯。同步生产方式，意思是指，嗯，人类和机器一起嗯在嗯，一起参与生产n产品，人的操作机，人的操作，而范围和机器的操作范围有一定的交集，但是，嗯，两者不同时工作，而是是有一定的次序。也就是意味着在同一工作区域嗯，或者机器臂机械手在工作，或者仍在工作，不会两者同时工作。第四种嗯，方式被称之为合作方式，恩与前一阵前一种方式类似的地方在于二人和机器都是在一个共同有一个共同的，工作区间，有共同的交集，鳄鱼，前者不同的是安全，真是有。前者，前者是嗯，人和机器不同时在同一工作区间工作，但到了合作园合作层面，人和机器在同一个层面工作，只是嗯，只是工作的产品会是不同的产品。最高的层面就是我们所称的人机协作的层面就是恶人和机器手同时在同一个区间，嗯，同时嗯嗯生产，同一个产品。到底人机协作是什么? 人机协作分哪几个层次? 人机协作和现有的工业机器人的全自动生产方式有什么区别？现在我开始给大家一一道来。首先第一层面，被称为封闭式单元层面，即传统的工业机器人处于高高的安全护栏网之内，进行全自动生产，它与人没有任何的接触，当人打开安全门要进入机器人工作区域的时候，机器人马上停止工作，人的作用只是操作，监控以及排除故障，不参与直接生产，是一种隔离式的工作方式。第二个层面便开始了人机协作的初始层面，与传统工业机器人不同的是，人机协作处于一个开放式的工作环境，人与机器有间接或直接的接触，共同参与生产。第二个层面被称之为共存层面，意思指的是，虽然有开放的工作环境，机器人与人都参与生产，但两者有自己独立的工作范围，两者不生产同一件产品，两者互不干涉，互不交集，中间或有光栅，或有传感器，摄像头来判断人与机器操作空间的距离，当人与机器人进行产品交接时，机器人暂缓或者停止运动，确保人身安全。此层面对于机器人无需太高安全要求，借助系统集成的安全方案可以使系统安全运作，但为此付出的代价是牺牲机器人的生产效益，因为工人在接近机器人的过程中出于安全原因被迫减缓速度或者停止运动。第三个层面称之为同步层面，意思是指，除了自己的生产区域工作以外，人和机器人还拥有一个有共同交集的生产区域，两者一起同步参与生产产品，但在交集区域，只有人或者机器人在同一时间内进行操作，按照工作内容的分工分别进行生产。当人在交集区域操作的时候，机器人在属于自己的工作范围内进行操作，不可以进入该区域，当人离开此区域后，机器人可以在此区域进行生产，与此同时人可以在自己的区域里面生产。当人在此时进入交集区域时，机器人处于安全考虑减缓速度或者停止运动。第四层面被称之为合作层面，它克服了第三层面有交集区域但不能同时工作的缺陷，可以使人和机器人在同一个交集区域同时工作，机器人不会停止运动，因为人和机器人不同时在同一个部位生产，彼此合作却不互相影响。第五层面，即是最高的层面，也是真正意义上的协作层面，代表着人和机器人在同一个区间，同时，在同一个产品协作生产。

　　目前90%的实际应用集中在第一至第三层面，分水岭在于人和机器人是不是在同一交集区域工作。

　　人机协作的应用前提，完全取决于生产产品的数量和产品品种的多少。一方面，当产品的数量对于全自动生产的方式而言太少，但对于人工生产方式而言过多，另一方面，当产品的品种种类对于全自动的生产方式而言太繁多，但对于人工生产方式而言又太单一，当这两个条件同时符合的时候就是人机协作的大施拳脚之际。随着工业4.0深入发展，智能产品层出不穷，产品会朝个性化、多样化发展，取代原先批量生产、品种单一的特征。人机协作也是在这样的大前提下应运而生，成为除了全自动、半自动、人工生产方式以外的第四种生产方式。

人机协作的优势

　　前面到了人机协作的分层，那接下来就给大家介绍一下人机协作所具有的明显优势。

缩短距离

　　在讲述封闭式单元层面的时候，就已经提到现有传统工业机器人是在高高的安全护栏网之内进行生产，而人机协作的第一个优势就是去除了那些高高的安全互联网，将人和智能机器人融为一个整体，从而减少了人和机器人之间的距离。这也是意味着，整个工位的面积会大大减少，物料的上料下料以及物料在工位里面的流动会变得更加简单和容易，并且有效地减少了员工走动，搬运的辅助时间。

优化人体工程学

　　人机协作的第二个优点是，是充分结合了人和机器的优势，彼此取长补短，优化了整个工位的人体工程学。因为机器的优势在于它持久性长，精确度高，有极其稳定的力量、位置和速度的调控能力，人的优势是极其敏感，认知能力强，积累了丰富经验，通过吸取教训提升自身能力，并且能够对于突发的情况进行控制和下决策。在装配高精度的重型零部件时，人工协作便凸显出其将人和机器的的优点结合在一起的优势。

破除地域限制

　　人机协作的第三个优点在于破除了安全护栏网的同时，人机协作使智能机器人可以不受固定的地理位置限制，而随着实际的需求，在不同的地方进行工作，使可转变的柔性生产成为可能。传统的非柔性生产是指生产设备按照预计最优化的节拍进行设计和实现，而在生产需求变动的情况下通过工人数量和工作内容的变化来做相应的调整，但生产设备却没有达到最优化的使用率。人机协作消除了安全保护网在实际生产当中的里程碑式的作用，使机器、设备和物流的参数变更变得更为容易，并且消除了自动化生产区域和人工生产区域的鸿沟，使生产设备的有效使用率达到最高。

　　破除地域限制，参与可转变的柔性生产这个优点可以在下面的图表中显现出来。以柔性设计安装汽车车门为例，当生产节拍需求超过107秒的时候，一个工人就可以独立完成车门的安装;当节拍需求介于74秒到107秒的时候，一个工人和一个智能机器人可以协同去安装车门; 当节拍需求介于55秒到74秒的时候，有两个工人一起装配练车; 当节拍需求介于37秒到55秒的时候，两个工人和一个智能机器人就可以在两个不同的工位上进行协同装配; 当节拍需求介于28秒到37秒的时候，就可以同时有四个工人在两个不同的工位上面进行装配。智能机器人按照实际需求参与装配工作，使其有效使用率达到最大。