隨著第四次工業革命，也就是所謂的工業 4.0 正式展開，幾乎每個產業 (從汽車、航太到消費性商品與醫療保健) 都展現邁向數位化發展的趨勢。工業設備與製造業也不例外。一項全球工業機器人調查指出，從 2022 年到 2027 年，工業公司預計將把 25% 的資本支出投入自動化。該調查也發現，自動化已經在許多常見的工業作業中實施或試行，例如棧板化與包裝、物料搬運、貨物接收、卸貨與儲存。
隨著工業自動化日益普及，另一場革命也正在興起：工業 5.0。儘管第五次工業革命在技術整合方面與前一代類似，其核心卻放在人類身上。工業 4.0 著重於技術與自動化，而工業 5.0 則聚焦於人與這類技術及自動化之間的互動和協作。歐盟執委會指出，工業 5.0 將輔助工業 4.0，但它不僅強調效率與生產力，也納入與社會更為相關的方法，並以永續性、以人為本，與韌性作為三大支柱。
Agile Robots SE 成立於 2018 年，為德國航太中心 (DLR) 分拆出來的新創公司，該公司致力於縮短人工智慧 (AI) 與機器人之間的距離，並開發易於使用、經濟實惠且智慧的機器人解決方案，促進人與機器人的安全互動。這類系統通常被稱為協作式機器人。作為一家相信自動化力量的公司，Agile Robots 理所當然地在日常營運中導入模擬技術，以最佳化工作流程、加速時程並提升產品品質。
總部設於慕尼黑的 Agile Robots 透過 Ansys 精英通路夥伴 INNEO Solutions GmbH 接觸到 Ansys，並透過 Ansys 新創計畫整合了 Ansys 軟體。如今，這間在德國設有總部並於全球設有生產據點的國際高科技公司，持續運用 Ansys 的非線性與多體動態模擬，透過結構、熱效應與衝擊評估來指導產品設計。同時，虛擬測試與原型製作也大幅減少了傳統實體方法所需的時間與成本。
Agile Robots 的 Yu 5 Industrial 是一款具備六軸的工業級協作式機器人，符合人機協作的最高標準。
改善工作流程與產品開發
Agile Robots 表示，他們開發的機器人系統結合了力 - 矩感測技術與最先進的視覺智慧系統，這項獨特的技術組合造就了易於使用、具成本效益的機器人解決方案，能夠將複雜的工業作業自動化。力 - 矩感測技術可讓機器人系統對任務過程中所施加的力量與扭矩做出回應。再搭配視覺系統，這樣的組合能讓機器人以極高精確度執行精細任務。
該公司提供四款產品，專為最佳化製造流程而設計：
- Yu 5 Industrial：一款六軸、載重 5 公斤的工業級協作式機器人。這款協作式機器人支援即插即用連接功能，可實現無縫整合，並符合國際標準化組織 (ISO) 所規定的工業機器人最高標準，包括 ISO 10218-1 工業機器人安全要求與 ISO 13849 機械安全與控制系統安全相關零組件的規範。安全扭矩感測與安全碰撞偵測功能讓其應用符合 ISO/TS 15066 協作型工業機器人系統安全技術規範的要求。
- Diana 7：一款七軸的力控型機器手臂，支援 AI 驅動軟體，每一軸皆配備扭矩感測器。
- AgileCore：這套強大的軟體讓使用者能在同一平台上規劃、執行與評估完整的製造流程。
- Agile Hand：一款擁有五根機器手指的多感測機器手，採模組化設計，並考量到人體手部的關節、大小、形狀與自由度。
Andreas Spenninger，Agile Robots 工業化負責人暨安全經理
Agile Robots 的工業化負責人暨安全經理 Andreas Spenninger 表示：「在 Agile Robots，我們以客戶為中心，這代表我們致力於打造安全且可靠的產品，」。「在這個快速創新的現代世界，採取試誤法實在太耗時也太昂貴。因此，我們發展出一套精實方法，讓我們能以快速原型製作進行迅速迭代，同時控管時間與成本。」
Agile Robots 致力於為客戶創造價值與提升效率，因此導入 Ansys 模擬技術來最佳化設計與開發流程。
「效率是我們公司文化的一部分。我們能夠建構、比對、改善產品，這代表我們可以更快地將原型推進到高品質的工業級產品，」他表示。「Ansys 讓我們能進行虛擬測試，這表示我們可以針對硬度進行最佳化、減輕系統重量，並提升整體耐久性。最終，我們能打造出性能更優秀的系統，這代表整體系統能以更快的速度運作。對客戶而言，這代表他們擁有更快的週期時間。而這正是客戶想要的。」
Agile Robots 的工程師使用 Ansys Motion 工具與 Ansys LS-DYNA 軟體來進行靜態與動態強度評估。
模擬強度、速度與安全性
Agile Robots 的工程師運用 Ansys Motion 多體動態模擬軟體執行靜態與動態強度評估，包括諧波響應分析。
「我們使用 Ansys Motion 軟體來模擬機器人的動態表現，」Spenninger 表示。「這是一項具有挑戰性的任務，而 Ansys Motion 在這方面給了我們極大的幫助。」
Motion 軟體是以柔性多體動態技術為基礎，這表示它能夠快速且準確地分析剛體與柔性體的行為，包括系統運動性能、應力安全性、振動與疲勞。
「我們選擇進行動態評估，是為了確保產品的性能，」他表示。「透過模態與諧波響應分析，我們可以精準找出必須避免的頻率。」
Agile Robots 的工程師將 Ansys 多體動態模擬整合於產品設計流程中，以進行結構、熱效應與衝擊評估。
Spenninger 及其同事也使用 Ansys LS-DYNA 非線性動態結構模擬軟體來執行熱效應與衝擊模擬分析。
LS-DYNA 是一套以顯式模擬為基礎的模擬工具，適用於各種應用情境，包括跌落測試、撞擊與穿透、碰撞破壞，以及像是機械加工、切割與拉伸等製程模擬。
「基本上，Ansys 幫助我們模擬任何當下所需的項目，」他表示。「因此，Ansys 對我們來說是一大助力，讓我們能順利運行所需模型以獲得理想的性能，並打造可靠又安全的產品。」
Agile Robots 的機器人系統常見的工業應用包括：機台上下料、組裝、物料搬運、品管檢驗、表面加工與點膠。
該公司表示，其機器人與自動化技術帶來的核心效益包括：減少重複性工作來舒緩人力負擔、在降低錯誤與停機時間的同時提升生產力，並透過精確度提升產品品質。
Agile Robots 在全球皆設有生產據點，包括位於德國考夫博伊倫並負責生產 Yu 5 Industrial 的工廠。
推動動態變革
Agile Robots 表示，他們不僅想要打造機器人，更希望協助工業團隊建立全方位的自動化解決方案。
若要進一步瞭解 Motion 軟體或 LS-DYNA 求解器如何協助您的團隊最佳化產品設計與開發，請參閱隨選網路研討會：「Ansys Motion 簡介」與「Ansys LS-DYNA 簡介」。
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「基本上，Ansys 幫助我們模擬任何當下所需的項目。因此，Ansys 對我們來說是一大助力，讓我們能順利運行所需模型以獲得理想的性能，並打造可靠又安全的產品。」
— Andreas Spenninger，Agile Robots 工業化負責人暨安全經理
