1.3.1 传统机器人的不足

协作机器人的兴起意味着传统机器人必然有某种程度的不足，或者无法适应新的市场需求，主要有以下三点：

1.传统工业机器人的部署成本高

相对来讲，工业机器人本身的价格并不高。主流场合使用的机器人，根据负载能力不同，售价在10～40万元。一般情况下，一台机器人的使用寿命为5～8年，作为比较高端的工业设备来讲价格并不算高。

目前的工业机器人主要负责工厂中重复性的工作，这依赖于其非常高的重复定位精度（一般可以达到0.02mm以下），以及固定的外界环境。为了保证这一点，除了机器人本身的设计要求，还需要将待加工产品放在固定的位置，以便机器人每次都可以到同一个地方准确地拿取或执行某项操作。对于现代复杂的流水线作业来讲，在整个生产线上为每一个使用机器人的工序都设计这些固定的外界环境需要耗费大量的资源，占用宝贵的车间面积及长达数月的实施时间。

工业机器人的使用难度较高，只有经过培训的专业人士才能熟练地使用机器人完成配置、编程及维护工作，普通用户很少具备这样的能力。如果使用的机器人较多，则大部分情况下需要对原有的生产线进行改造，甚至重新建设，这不仅需要巨大的投资，还可能涉及停产改造，这也是很多工厂迟迟不使用机器人的原因之一。

除此之外，每一条生产线上的大部分设备（末端工具、非标机械、控制流程等）都是针对特定的产品设计的，如果涉及中途变更生产需求，则很大概率是因为之前的生产线无法直接满足新产品生产的需求，这就涉及工业机器人系统的重新设计和部署，这部分的工作量有时甚至会接近首次部署。

简而言之，单独的工业机器人无法直接用于工厂的生产线，还需要很多外围设备的支持。虽然机器人本身是一种高柔性、高灵活性的设备，但整个生产作业一旦涉及生产线变动，费用很高。

2.中小企业需求

中小企业是机器人新兴市场的主要客户，目前传统的工业机器人无法很好地满足中小企业的需求。传统工业机器人的目标市场是可以进行大规模生产的企业。大规模生产是20世纪最流行的生产方式，以生产过程的分解、流水线组装、标准化零部件、大批量生产和机械式重复劳动等为主要特征。

有能力进行大规模生产的企业对机器人系统高额的部署费用相对不敏感，因为在产品定型之后，在足够长的时间内生产线可以不做大的变动，机器人基本不需要重新编程或重新部署，企业可以最大化利用机器人标准化、高效率的特点，实现投资价值最大化。

而中小企业则不一样，它们的产品一般以小批量、定制化、短周期为特征，没有太多的资金对生产线进行大规模改造，并且对产品的投资回报率（return on investment, ROI）更为敏感。这要求机器人具有较低的综合成本、快速部署/重部署能力、简单上手的使用方法，而这些是传统工业机器人很难满足的。此外，在某些机器人应用的新兴行业中，即使是大企业也面临着与中小企业同样的问题，3C产业是这一方面的典型代表。

3C市场中（如手机、平板、可穿戴设备等）主流产品更新换代的速度非常快，基本上生命周期只有1～2年，短的甚至只有几个月。如果采用传统工业机器人方案，投入大量的资源，耗费数月建设生产线，可能连成本的零头还没收回，所生产的产品就面临退市了。而如果对生产线进行再次改造，则又要投入大量的资源，这是不可接受的。

除了资金投入，3C行业更关心机器人部署的时间，常见的机器人自动化改造方案耗时1个月到数个月不等，但3C产品无法在每一次产品换代时都等待这么久。

3.新兴协作市场需求

工业机器人一直以来都是高精度、高速度自动化设备的典范，但由于历史和技术原因，与人在一起工作时的安全性没有成为机器人发展的重点，因此在绝大多数工厂中，出于安全性考虑，一般都要使用围栏把机器人和人进行隔离。

随着人力成本的上升，很多其他以前没有或很少使用机器人的行业开始寻求机器人自动化解决方案，如之前提到的3C行业，还有医药、食品、物流等行业。这些新兴行业的特点是产品种类很多、体积普遍不大、对操作人员的灵活度要求高。由于现在由人类负责对柔性、触觉、灵活性要求比较高的工序，由机器人利用其快速、准确的特点负责重复性的工作，现有的机器人很难在成本可控的情况下给出性能满意的解决方案。

比如组装键盘，可以由机器人把键帽放置到位，由人进行卡扣的工作；再比如组装手机或电脑，机器人负责把主要零配件、螺钉放到合适的位置，人来负责排线安装、卡扣、拧紧螺钉的工作。但是，如果二者合作，中间还要隔一个栅栏就太不方便了，人和机器人之间想要进行交互，还要先通过安全门，整体效率还不如单独使用人来得高。这个时候就需要一些额外的技术来保证机器人与人可以安全地在同一个区域工作，而不需要栅栏这样碍事的东西挡在中间，即要求机器人具有安全协作的特性。

各大机器人厂商的机器人都配备了各自的安全技术，如ABB公司的SafeMove、FANUC公司的DCS、KUKA公司的KUKA.safe；但其安全功能本身还比较初级，如只是将物理围栏换成了虚拟围栏，检测到有人靠近时自动停止，这仍然不算完整的协作安全技术。