자동화의 새로운 시대가 성큼!

책표지

공장 자동화에 대한 논의는 이제 ‘일자리를 가져가는’ 산업용 로봇에서 ‘노동력 부족을 해결하는’ 로봇으로 그 패러다임이 이동하고 있다. 로봇을 두려워하기 보다는, 공장 노동자들이 ..



자동화의 새로운 시대가 성큼!


공장 자동화에 대한 논의는 이제 ‘일자리를 가져가는’ 산업용 로봇에서 ‘노동력 부족을 해결하는’ 로봇으로 그 패러다임이 이동하고 있다. 로봇을 두려워하기 보다는, 공장 노동자들이 점차적으로 이러한 로봇들을 환영하고 있다. 반복적인 업무나 육체적으로 힘든 업무를 이들 로봇이 처리해주기 때문이다. 이러한 업무로부터 자유로워지면서 이들은 더 부가가치 높은 일을 수행하게 된다. 어떤 요인이 이러한 변화를 이끌었을까? 어떤 의미와 수익 창출의 기회가 생성되는가?



미국 내 실업률이 50년 만에 최저치로 낮아짐에 따라 공장 자동화에 대한 논의의 패러다임이 ‘일자리를 가져가는’ 산업 로봇에서 ‘노동력 부족을 해결하는’ 로봇으로 바뀌고 있다. 즉, 로봇을 더 이상 두려움의 대상으로 보는 것이 아니라, 공장 노동자들이 반복적인 업무 혹은 육체적인 힘든 업무를 로봇에게 맡김으로써, 점점 더 많은 사람들이 환영하는 대상이 되고 있다는 의미이다. 이로 인해 인간은 더 높은 가치를 창출하는 업무를 수행할 수 있다.


적어도 OECD 국가에서 로봇이 일자리를 가져간다는 생각은 이제 끝내야 할 시간이 오고 있다. 미국과 EU, 한국 및 일본에서 일자리를 부활시키고 있는 것이 바로 자동화라는 것을 인식해야 할 필요가 있다. 오늘날 기업들은 제조 현장에 비어 있는 일자리에 사람을 채우는 데 어려움을 겪고 있다. 그리고 이러한 어려움은 서비스 경제로 가면서 더 많은 부분으로 확대되는 추세에 있다.


산업용 로봇의 도입이 늘어났음에도, 지난 10년 동안 미국은 제조업에서 일자리가 증가했다. 미 노동통계국(Bureau of Labor Statistics)에 따르면, 2019년 5월 기준 제조업 노동자 수는 전년 대비 1.5% 증가하여, 약 1,284만 개에 달했다.


한편, 2019년 6월 미국의 실업률은 3.7%로, 이는 1969년에 기록했던 수준이었다. 실업률이 낮을수록 오늘날 노동자들은 그들이 생계를 이을 장소를 선택하는 데 있어 더 많은 선택권을 누릴 수 있다. 이는 기업들이 노동자들에게 더 높은 임금을 지불하거나 근무 조건을 개선하거나, 혹은 두 가지를 모두 수행해야한다는 것을 의미한다. 그리고 사람들이 자신의 업무에 대해 더 많은 선택권을 누리게 된다는 것은 기계가 (지금까지는 인간이 해왔던) 유쾌하지 않은 힘든 업무를 대신 처리하게 됨을 의미한다.


몇 가지 사례를 보자.


하루 8시간 동안 작은 상자를 큰 상자에 넣는 것과 같은 지루한 작업은 그리 재미있는 일이 아닐 것이다. 회사가 이러한 작업을 자동화할 수 있다면, 사람은 더 나은 다른 역할을 수행하고 보다 더 생산적인 업무를 취급할 수 있다.


최근 「인베스터스 비즈니스 데일리(Investors Business Daily)」는 너무나 지루하고 따분한 업무의 하나인 ‘회로 기판 납땜’ 업무를 로봇에게 맡긴 한 회사를 인용했다. 기존 직원들은 이제 더 이상 이 업무를 직접 수행할 필요가 없어졌고, 로봇 프로그래밍, 운송 및 수신 처리, 공장내 정보 기술 처리와 같은 새로운 업무에 집중할 수 있다. 이들은 인터뷰에서 이렇게 밝혔다.


“납땜 작업은 반복적이고 지루합니다. 계속적으로 똑같은 일을 하니까요. 매일 매일 똑같은 일을 하기 위해 구부정한 자세로 있어야 하죠. 그러나 로봇의 도입으로 우리는 이 일에서 해방되었고 다른 업무를 시작할 수 있었습니다.”


또한 로봇은 더 높은 품질과 더 큰 생산성으로 납땜 업무를 수행할 수 있다. 인간은 피로를 호소하지만 로봇은 그렇지 않다. 인간은 지루해지면 산만해지기 쉽지만, 로봇은 인간이 지시한 작업을 수행하는 데 끊임없이 헌신할 뿐이다.


자동화의 확대가 가져오는 가장 큰 함의 중 하나는 로봇 시스템을 유지 관리하는 기술자에 대한 고임금 일자리가 창출된다는 것이다. 공장 자동화를 주도하는 핵심은 생산성 향상이기 때문에 이러한 일자리의 창출은 당연한 일이다.


더군다나 오늘날 산업용 로봇은 그 어느 때보다 지능적이고 적응력이 뛰어나 생산 라인들을 더 빠르게 변화시키는 것도 가능해졌다. 프록터&갬블(Proctor&Gamble)과 같은 회사는 이제 공급망 전체에 자동화와 로봇 공학을 적용하려 한다. 생산 라인에 원재료를 투입하는 일에서, 1차 포장, 2차 포장 및 케이스 포장을 포함하는 마지막 작업에 이르기까지 모든 라인에 자동화가 가능하다. 프록터&갬블은 노동력 부족과 기타 여러 가지 문제들과 직면하고 있는 데, 이 문제는 비단 북미 지역에만 국한된 것이 아니다. 따라서 이들은 전 세계의 공장에 자동화를 추진하고 있다.



특히, 공장 자동화는 미국 제조업의 경쟁력을 높이는 데도 도움이 되고 있다. 버락 오바마 전 대통령은 제조업 일자리 붐이 미국에 다시 돌아오지 못할 것으로 예측한 바 있다. 그는 로봇 공학이 총 비용과 노동 유연성에 미치는 영향을 고려하지 못한 것 같다. 예를 들어 프록터&갬블은 로봇 공학의 힘이 가져다 준 비용 효율성으로 일부 미용 제품군 생산을 라틴 아메리카에서 미국으로 이전할 수 있었다.


로봇산업협회(Robotic Industries Association)에 따르면, 2018년 북미 기업에 산업용 로봇 출하량은 35,880대로 약 7% 증가했다. 이러한 증가에 있어 큰 변화는 자동차 산업 이외의 영역에서 일어났다. 특히 식품 및 소비재 기업으로의 로봇 출하량이 2018년에만 48% 증가했다. 주목할 만한 성장을 보이는 또 다른 산업으로는 플라스틱과 고무 산업으로 약 37% 증가했고, 이외 생명과학 분야에서 31%, 전자산업에서 22% 증가했다.



그러나 자동차 산업 역시 이 부문에서의 점유율은 여전하다. 산업용 로봇 총 출하량의 53%는 자동차 부문이다. 다만 이 수치는 2010년 이래 가장 낮은 점유율이다. 다른 산업 분야의 로봇 도입이 본격화되었기 때문이다.


로봇산업협회는 또한 2018년 북미에 출시된 산업용 로봇의 가치가 18억 달러를 넘어 섰다고 밝혔다. 공장용 로봇의 두 가지 응용 분야는 재료 처리 및 스폿 용접(Spot Welding)이다. 다른 주요 용도로는 아크 용접, 조립, 코팅 및 디스펜싱(dispensing)이 있다.


시카고에서 4월 8∼12일에 개최된, 2년마다 한 번씩 열리는 오토메이트(Automate) 컨퍼런스에서 이러한 로봇 산업의 성장세는 분명해 보였다. 2019년 컨퍼런스는 2017년 때보다 참석률이 25% 이상 증가하여, 참가인원만 2만 명을 넘어섰다. 오토메이트 컨퍼런스는 자동화 산업 기술과 트렌드를 중심으로 하는 북미 최대의 쇼케이스이다.


이번 오토메이트 컨퍼런스에서 분명했던 한 가지는 산업용 로봇이 더 이상 대기업만을 위한 것이 아니었다는 점이다. 이제 산업용 로봇은 점점 더 중소기업의 공장에도 나타나고 있다. ABB 로보틱스(ABB Robotics)의 글로벌 제품 관리 책임자 장후이(Hui Zhang)는 이렇게 말한다.


“과거에 자동화를 원했던 기업들은 근본적으로 대량 생산 문제를 해결해야 하는 대기업들이었습니다. 그러나 이제 점점 더 많은 중소기업들도 자동화를 원하고 있습니다.”



이렇듯 상황이 변하고 있다. 아이오와 주 시더 폴스(Cedar Falls)에 위치한 시스템 통합업체  패드젯 테크놀로지스(Padget Technologies)의 판매 마케팅 책임자 재커리 토마(Zachary Thoma)는 로봇 공학 기술이 이제 2인, 3인 또는 4인 작업장에도 알맞을 정도로 발전했다고 밝혔다. 그의 회사는 최근 네브래스카에 있는 작은 회사에 가와사키(Kawasaki) 로봇 팔을 설치했다. 이 기계식 팔은 운반용 팔레트에 무거운 바비큐 목재 펠렛(pallet) 백(bag)을 자동으로 들어 올려 쌓아 놓는다. 이 백의 무게는 40파운드로 이전에는 사람이 하루 종일 이 백을 들고 팔레트 위에 올려놓고 있었다. 자동화는 이렇게 힘들고 반복적인 업무에 매우 적합하다고 볼 수 있다.


현재 산업 자동화에서 점점 더 떠오르는 주요 관심사는 산업용 로봇이 소위 3D로 알려진 ‘지루하고(dull), 더럽고(dirty), 위험한(dangerous)’ 작업에 아주 이상적이라는 데 있다. 그리고 최근 이 산업 분야의 관계자가 여기에 헌신적(dedicate)이라는 네 번째 단어를 추가했다. 로봇에게 가장 적합한 업무가 바로 이런 것들이다.


일리노이 주 캘루밋 시티(Calumet City)에 위치한 케이 매뉴팩처링(Kay Manufacturing)의 사례를 보자. 이 회사는 현재 175명의 직원들과 40개의 로봇을 배치하고 있다. 이들은 주로 대부분 드라이브 트레인과 트랜스미션을 위해 자동차 부품을 만드는 두 공장에 배치되어 있는데 회사는 머신 텐딩(machine tending), 품질 검사 및 포장에 로봇을 활용하고 있다. 회사 대표 브라이언 펠케(Brian Pelke)는 로봇이 지루한 작업으로부터 직원들을 해방시켰고, 생산성을 향상시켰다고 밝혔다. 펠케는 이렇게 말했다.


“로봇 1대가 인간 작업자보다 3배 더 많이 포장할 수 있습니다. 더군다나 로봇은 부품 결함을 검사하고 찾는 작업 능력도 더 우수합니다. 또한 부품을 취급하고 패키징 과정에서 손실 리스크를 최소화하는 데 있어서도 더 정확성을 보이고 있습니다.”


더불어 펠케는 다음과 같이 결론 내린다.


“우리는 매년 수백만 개의 부품을 생산합니다. 하루 종일 부품을 포장하는 업무에서 벗어나, 이제 직원들은 더 부가가치가 높은 업무를 수행하고 있습니다. 프로세스를 모니터링하고 더 개선된 프로세스로 조정하는 것이 그러한 일입니다. 일은 덜 하고 더 많은 것을 생산하고 있습니다.”


산업 자동화의 급증이 모멘텀을 얻기 시작함과 동시에, 이에 대한 몇 가지 주요 의문들에 대한 답도 명확해지고 있다. 다음 사항들을 생각해 보자.


첫째, “로봇의 도입에 대해 직원들은 어떻게 반응하는가?”


오토메이트 컨퍼런스에서 패널로 참석해 발언한, 공급망 기업 지오디스 로지틱스(Geodis Logistics)의 CEO 랜디 터커(Randy Tucker)는 로봇 시스템을 설치할 때 직원들로부터 어떤 반발도 발생하지 않았다고 밝혔다.


“우리는 직원들이 ‘로봇들이 자신들을 대체한다’고 생각할 수 있다고 우려했습니다. 그러나 그런 일은 일어나지 않았습니다. 우리는 현재 로봇이 배치된 물류 창고에 훨씬 더 많은 인력을 고용하고 있습니다.”


둘째, “로봇의 도입이 생산성에 어떤 의미가 있는가?”


이미 몇몇 회사들은 로봇 도입으로 상당한 생산성 향상을 경험하고 있다. 픽 어시스트(pick-assist) 로봇을 도입한 물류 창고에서 평소 시간당 처리되었던 업무 단위 수가 두 배로 늘어났다.



셋째, “로봇들이 기업들을 위협하는 노동력 부족에 어떤 영향을 미치는가?”


터커는 물류 산업에서의 상황을 이야기한다.


“오늘날 숙련된 노동력을 구하는 것이 매우 제한적이고 어렵습니다. 신문에서 2019년 3월 기준 미국의 실업률이 3.8%라고 하지만, 이것은 미국의 평균일 뿐입니다. 우리가 종사하는 분야에서 실업률은 2.2%에 가깝습니다. 따라서 (사람을 구하기 힘들기 때문에) 로봇으로 부족한 노동력을 채워야 합니다.”


이 외에도 로봇에게 지루하고, 더럽고, 위험하고, 헌신적인 업무를 맡기면, 인간에게 건강과 안전이라는 혜택이 발생한다. 이는 인간 노동자들이 높이 평가하는 것들이다. 다음 사례를 보자.


일리노이 주 네이퍼빌(Naperville)에 위치한 배터리 빌더스(Battery Builders)는 자동화 덕분에 직원들의 상해가 줄어든 것을 파악하게 됐다. 이들은 납 축전지 제조에 사용하는 금속판 더미를 들어 올리는 데 가와사키 화물 리프팅 로봇을 활용하고 있다. 이 판 더미의 무게는 35∼50파운드이다. 배터리 빌더스의 환경 건강 및 안전 전문가 크리스토퍼 가트렐(Christopher Gatrel)은 이렇게 말한다.


“하루 종일 35~50 파운드를 들어 올려 쌓아 올리면 등에 부담을 주고 염좌성 질환을 일으키게 됩니다. 그러나 모든 것이 자동화되고 로봇이 이 업무를 대신하자. 노동자들의 상해 위험이 현격하게 줄어들게 되었습니다.”


로봇은 또한 작업자가 금속판 납에 노출되는 것도 줄였다. 배터리 빌더스가 로봇을 도입한 데는 안전이 큰 이유를 차지했지만, 사실 그 이유 하나만으로 로봇을 도입한 것은 아니다. 생산성과 품질 향상도 로봇을 도입한 주요 이유였다. 실제로 배터리 빌더스는 로봇을 도입함으로써 생산성과 배터리 품질의 향상도 함께 달성할 수 있었다.


이렇듯 로봇은 산업에 큰 변화를 일으키고 있다. 그렇다면 앞으로 이 추세는 어떤 방향으로 향하게 될까? 다음과 같이 예측해본다.


첫째, 2019년에서 2033년 사이, 여러 요소들의 영향에 의해 1세기만의 ‘획기적인 생산성 증대’가 일어날 것이다.


OECD 국가 내 저렴한 자본의 홍수, 그리고 인적 자본의 부족은 유비쿼터스 컴퓨팅, 인공 지능 및 센서 기술의 기하급수적 비용-성능적 진보를 이뤄냈고, 결과적으로 로봇에 대한 대대적인 투자를 촉발하고 있다. 최근까지 이 기술은 성숙하지 못했고, 복합적인 규제, 높은 세금, 오프쇼어링(off-shoring), 중저 숙련 노동력의 잉여로 인해 생산성을 향상시킬 수 있는 기술을 과감하게 활용하는 데 적극적이지 못했다. 더욱이 초기 일부 산업 자동화 적용 기업들의 나쁜 실패 경험들이 공격적인 실험적 도입을 주저하게 만들었다. 그러나 이 모든 상황이 바뀌었고 지금도 계속 바뀌고 있다.


둘째, 거대하고, 풍부한 자국내 시장으로 인해, 미국, 일본, 독일, 한국이 산업용 인공지능과 로봇의 가장 큰 수혜를 받게 될 것이다.


중국은 제조업에서의 지배력을 달성하기 위해 계속 노력하고 있다. 그러나 높아지고 있는 무역 장벽들로 인해 OECD 경쟁자들의 규모(scale)와 학습커브(learning-curve) 효과를 극복하는 데 어려움을 겪을 것으로 보인다. 이는 멕시코가 향후 10년 동안 많은 산업 분야에서 중국 대비 총비용우위(total cost superiority)를 달성하는 경우 특히 그러할 것이다. 국제로봇협회(International Federation of Robotics)에 따르면, 2019년 기준 미국은 제조업의 로봇 밀도 측면에서 세계 7위를 차지하고 있다. 미국은 노동자 10만 명당 200대의 로봇을 도입하고 있다. 이 분야 최고의 리더는 한국이다. 한국은 노동자 10만 명당 710대의 로봇을 도입하고 있다.

 
셋째, 미국 정부의 정책은 향후 10년 동안 제조 부문에 이 로봇 기술의 채택을 계속 선호할 것이다.


자동화 과제를 해결하는 데 있어 정부 정책은 점점 더 노동자와 사용자에 똑같은 비중을 두고 있다. 미국을 예로 들면, 사용자들은 80년대 중반부터 자국 내 인건비 상승과 규제에 맞서 세계화(생산기지 이전 등)와 이민자들(자국내 저렴한 노동력)을 활용했었다. 그러나 저렴한 에너지, 높아지는 무역 장벽, 이민 제한이 경제 성장 급등과 결합하여 현 정책은 노동자와 사용자에게 같은 비중을 두면서 기존 방정식에 변화를 주고 있다. 점점 더 정교해지고 상대적으로 저렴한 산업용 로봇을 시작으로, 자동화에 대한 전방위적으로 포용하는 시대가 오고 있다.


넷째, 산업용 및 군사용 로봇 공학의 급속한 발전이 서비스 로봇의 광범위한 적용에 대한 길을 열게 될 것이다.


소매 고객, 병원 ??환자, 가정 내 노인을 다루는 서비스 로봇은 신뢰할 수 있고 안전하고 저렴해야 하며, 주변 환경에 대한 고도의 인지성 또한 확보되어야 한다. 현재 로봇 제조 기업과 군에게 더 많은 예산이 배정된 반면, 그에 따른 요구 사항은 줄어들었다. 이러한 자유로운 환경에서 로봇이 개발되고 확산되면, 기술은 더욱 성숙해지고 어느 장소에서나 서비스 로봇과 만나게 되는 지점에 이르게 될 것이다.


다섯째, 산업용 로봇의 가치가 집중되는 지점은 소비자, 그리고 로봇을 사용하여 고객에게 서비스를 제공하는 회사일 것이다.


산업용 로봇 기술의 성장은 공장 자동화의 빅4인 ABB, 화낙(Fanuc), 쿠카(Kuka), 야스카와(Yaskawa)에 의해 주도되는, 기술 기업군의 성장을 이끌고 있다. 이 기술 기업군에는 일본의 덴소(Denso), 가와사키(Kawasaki), 그리고 미국의 링컨 일렉트릭(Lincoln Electric), 테라다인(Teradyne)도 포함되어 있다. 테라다인은 특히 이 그룹군에서 최고의 성과와 주가로 이름이 높다.


* *

References List :
1. International Federation of Robotics.  April 8, 2019.  IFR Statistical Department.  World Robotics Preview 2019.
https://ifr.org/downloads/press2018/IFR_World_Robotics_Outlook_2019_-_Chicago.pdf


2. Investors Business Daily.  7/05/2019.  PATRICK SEITZ.  Industrial Robots Increasingly Seen As Friend, Not Foe, To U.S. Workers.
https://www.investors.com/news/technology/industrial-robots-are-friend-not-foe-of-workers/


3.  Investors Business Daily.  3/07/2019.  PATRICK SEITZ.  Industrial Robots Are Marching Into U.S. Factories At Record Pace.
https://www.investors.com/news/technology/industrial-robots-north-america-factories/



The New Era of Automation is Here
 
With unemployment in the U.S. at 50-year lows, the conversation about factory automation has shifted from industrial robots taking jobs to robots solving labor shortages.  Instead of fearing robots, factory workers are increasingly welcoming them as they take on repetitive or backbreaking tasks, freeing workers to do higher-value jobs.



It’s time to put-to-bed the notion that robots take jobs, at least in the OECD countries.  Instead we need to recognize that it’s automation that is enabling a resurgence of jobs in the U.S., the EU, South Korea and Japan.  Today, the problem is that companies are struggling to find people to fill the jobs that they have open in the manufacturing space.  And the same thing is happening in many parts of the service economy.


Over the last 10 years, manufacturing jobs in the U.S. rose even as industrial robots proliferated.  In May 2019, the number of workers in manufacturing jobs stood at 12.84 million up 1.5% from a year earlier, according to the Bureau of Labor Statistics.


Meanwhile, the unemployment rate in the U.S. in June 2019 was 3.7%, a level last seen in 1969.  With low unemployment, workers today have more choices for where they'd like to earn a living.  That obviously means that companies have to pay higher wages, improve working conditions, or both.  And since people can be pickier about what jobs they do, that often means letting machines do the less desirable tasks.


Consider a few examples.


Really dull jobs, like putting small boxes into bigger boxes for eight hours a day aren’t much fun.  If companies can automate jobs like that, it allows a person to occupy a better role and do something more productive."


A recent Investors Business Daily article cites a company which added a robot for soldering circuit boards, which is a mind-numbingly dull job. Because a worker no longer has to do that work, he can focus on jobs like programming the robot, handling shipping and receiving, and doing information technology tasks at the plant.


As the employee explained to IBD, “The soldering work is repetitive and boring.  It's the same move over and over.  You're hunched over doing the same thing day-in-and-day-out.  The introduction of the robot freed me up to do other things."


The soldering robot also can do the job with higher quality and greater productivity.  "It doesn't get tired," he said.  "Humans get tired.  We get bored, so our minds start wandering.  The robot stays focused on what you tell it to do at all times."


One of the biggest implications of increased automation is that it creates high-wage jobs for technicians who maintain the robotic systems.  This makes perfect sense, because the main driver for factory automation is productivity improvements.  Today's industrial robots are more intelligent and adaptable than ever before, allowing for faster changeovers on production lines.  Companies like Proctor & Gamble are now looking at automation and robotics throughout the supply chain.  That could be anywhere from material introductions into the production lines to end-of-line automation, which would include primary packaging, secondary packing and case packing.  In the case of P&G, it is deploying factory automation at its factories worldwide because North America isn't the only region facing labor shortages and related business challenges.



Notably, factory automation is helping to make U.S. manufacturing even more competitive.  When Barack Obama predicted that manufacturing jobs were “never coming back,” he failed to consider the impact of robotics on total costs and flexibility.  For instance, P&G was able to cost-effectively transfer production of some beauty products from Latin America to the U.S. simply because of robotics.


In 2018, shipments of industrial robots to companies in North America rose 7% to a record 35,880 units, according to the Robotic Industries Association.  In a major shift, the increase was fueled by companies outside the automotive sector.



Specifically, Robot shipments for food and consumer goods companies jumped 48% last year.  Other industries showing notable growth include plastics and rubber, up 37%; life sciences, up 31%; and electronics, up 22%.


However, the automotive sector still accounted for 53% of total shipments of industrial robots.  But that's its lowest share since 2010, the trade group says.


The Robotic Industries Association also says the value of the industrial robots shipped in North America in 2018 topped $1.8 billion.  The top two applications for factory robots are material handling and spot welding.  Other major uses include arc welding, assembly, coating and dispensing.



The growth of the industry was evident at the biennial Automate conference, held April 8-12 in Chicago.  The 2019 show saw attendance rise more than 25% from the 2017 show, exceeding 20,000 attendees.  Automate is North America's largest showcase devoted to automation industry technology and trends.


One thing that was obvious at the Automate show and elsewhere: industrial robots aren't just for large companies anymore.  Increasingly they're showing up in small and medium factories, as well.


According to Hui Zhang, head of global product management at ABB Robotics, "More and more small-size companies want to automate.  In the past, it was essentially large companies with large-volume production problems to solve."


But robotics technology is now affordable for even two-, three- or four-person operations, says Zachary Thoma, director of sales and marketing for Padget Technologies, a systems integrator in Cedar Falls, Iowa.


Thoma’s firm recently installed a Kawasaki robotic arm at a small firm in Nebraska.  The mechanical arm automatically lifts and stacks heavy bags of barbecue wood pellets on pallets for shipping.  Those bags weigh 40 pounds and the guys were standing there all day picking up bags and putting them on the pallets.  It's a perfect operation to automate."


At this stage of industrial automation, a growing theme is that industrial robots are ideal for "dull, dirty and dangerous" jobs, known as the three Ds.  And recently industry officials added a fourth D-word: delicate.  It is these tasks for which robots are best suited.


Consider the example of Kay Manufacturing in Calumet City, Ill., which now has about 40 robots working alongside 175 workers.  They're located at two factories making automotive components, mostly for drive trains and transmissions.  Kay uses the robots for machine tending, quality inspections and packing.


Brian Pelke, president of Kay Manufacturing, says the robots have freed workers from boring tasks and have improved productivity.
Pelke says, “One robot can pack three times more units than a human worker can.  Plus, the robots do a better job at inspecting and finding defective parts.  They also are more precise in handling the parts, minimizing the risk of damage in the packing process.


Pelke said, "We make millions of these parts every single year.  Instead of having an operator packing parts all day long, the operator is doing a lot more value-added activity, [such as] monitoring the process and adjusting the process.  And it's a lot less.


Even as the industrial automation surge begins to gain momentum answers to some of the biggest questions are becoming apparent.  Consider these:


First, “How are workers responding to the introduction of robots?”  Speaking on a panel at the Automate show, Randy Tucker, chief executive of supply-chain company Geodis Logistics, said he hasn’t seen any pushback from workers when installing robotic systems.  According to Tucker, "We anticipated concerns from our workforce thinking that robotics were replacing them.  But that was not the case.  We [now] have a much more engaged workforce in the warehouses where we have these robots."


Second, “What does this mean for productivity?”  Some companies are already seeing a massive improvement in productivity from installing robots.  Warehouses that have added pick-assist robots have doubled the number of units they are processing per hour.  And,


Third, “How are robots impacting the labor shortage threatening industrial companies?”  Tucker addressed the situation in the logistics industry saying, "The availability of labor is quite limited.  Even though you read in the papers that [unemployment was] 3.8% here in the United States (in March 2019), that's the national average.  In the markets that most of us operate in, it's closer to 2.2%.  So, we are having to augment our labor with robotics."


Beyond that, giving robots the Dull, Dirt, Dangerous and Delicate jobs offers health and safety benefits that human workers are coming to appreciate.  What does this mean?


Consider an example.  Battery Builders in Naperville, Ill., has seen fewer injuries thanks to automation.  It is using a Kawasaki payload-lifting robot to lift metal plates used for making lead-acid batteries.  Those plates can weigh 35-to-50 pounds.


"When you are lifting 35-to-50 pounds all day long, stacking battery plates, it does put a strain on your back," said Christopher Gatrel, environmental health and safety specialist with Battery Builders.  "With everything being automated and the robot carrying the load, it's been a tremendous improvement in reducing the risk of injury." The robot also decreases worker exposure to lead in the plates.  And while safety was a big factor in adding robotics, they have also accomplished the main objectives for buying the machines: increased productivity and improved battery quality.


Given this trend, we offer the following forecasts for your consideration.


First, between now and 2033, there will be an extraordinary surge in productivity, triggered by a once-in-a-century confluence of factors.


As predicted in Ride the Wave, a flood of cheap capital and a shortage of human capital in OECD countries, are combining with exponential, advances in the cost-performance of ubiquitous computing, artificial intelligence, and sensors, to trigger an explosion of investment in robotics.  Until recently, the technology was not mature and a combination regulation, high taxes, off-shoring and a surplus of medium and low-skilled labor, discouraged companies from pioneering the use of productivity-enhancing technology.  Furthermore, the bad experiences of some early industrial automation adopters, discouraged aggressive experimentation.  But that’s all changed.


Second, because of their large, affluent, domestic markets, the United States, Japan, Germany and South Korea will reap the biggest rewards from industrial AI and robotics.


China is committed to achieving dominance in manufacturing, but rising trade barriers will prevent them from realizing the scale and learning-curve effects of its OECD competitors.  This will be particularly true as Mexico achieves total cost superiority versus China in many industries over the coming decade.  Today the U.S. ranks seventh worldwide in terms of robot density in manufacturing, according to the International Federation of Robotics. The U.S. has 200 robots per 100,000 employees. South Korea is tops with 710 robots per 100,000 workers.



Third, U.S. government policy will continue to favor technology adoption in the manufacturing sector over the coming decade.


Policies have increasingly put U.S. labor and management on the same side in addressing the automation challenge.  Beginning in the mid-80s, management harnessed globalization and immigration in its fight against rising labor costs and domestic regulation.  However, current policies have changed the equation as cheap energy, rising trade barriers and immigration restrictions have combined with a surge in economic growth to put labor and management on the same side.  Going forward both will be eager to embrace automation, beginning with increasingly sophisticated and relatively inexpensive industrial robots.


Fourth, rapid progress in industrial and military robotics will pave the way widespread adoption of service robotics.


Service robots that deal with retail customers, hospital patients and the elderly at home must be reliable, safe, low-cost, and highly aware of their environment.  Manufacturers and the military have higher budgets and less rigorous requirements.  As robots proliferate in those environments, the technology will mature to the point where service robots become ubiquitous.  And,
Fifth, the value of industrial robotics will be captured mostly by consumers and the companies who use the robots to serve those consumers.


The growth of industrial robotics has helped a host of tech companies, led by the "big four" of factory automation: ABB, Fanuc, Kuka and Yaskawa.  Others include Japan-based Denso and Kawasaki, as well as U.S. companies Lincoln Electric and Teradyne.  Teradyne has been the top-performing stock in this group, outperformed 94% of all stocks in key metrics over the past 12 months.


References
1. International Federation of Robotics.  April 8, 2019.  IFR Statistical Department.  World Robotics Preview 2019. 

https://ifr.org/downloads/press2018/IFR_World_Robotics_Outlook_2019_-_Chicago.pdf


2. Investors Business Daily.  7/05/2019.  PATRICK SEITZ.  Industrial Robots Increasingly Seen As Friend, Not Foe, To U.S. Workers. 

https://www.investors.com/news/technology/industrial-robots-are-friend-not-foe-of-workers/


3. Investors Business Daily.  3/07/2019.  PATRICK SEITZ.  Industrial Robots Are Marching Into U.S. Factories At Record Pace. 

https://www.investors.com/news/technology/industrial-robots-north-america-factories/