众所周知，机器人是一台具有机械结构系统、驱动系统、人机交互系统、控制系统、感受系统、机器人与环境交互系统的类人机器。这机器人是具有形体与躯体的，并且能作为人类优质工具使用的好机器。在企业中用得最多的是工业机器人。工业机器人有两种类型，一种是专门从事制造机器人工作的工业机器人，另一种是从事各种生产制造产品的工业机器人。不管采用什么样的工业机器人，我们人类都是把机器人当成主要劳动力与先进生产工具来使用。机器人有形体与躯体，就会占用一定的空间，就会有一定的运动轨迹。机器人的空间有三种：一是位形空间，这是指机械臂上各点的位置的一个完整规范，所有位形的集合称为位形空间。机器人的整个构造就形成了一个位形空间。二是状态空间。这是指机器人机械臂的状态，结合机械臂的动力学撗述以及未来输入，足以确定机械臂未来的时域响应，所有可能的状态的集合称为状态空间。机器人的关节变量、关节速度与动力学，就构成了机器人的一个状态空间。三是工作空间。这是指当机械臂执行所有可能动作时，其未端执行器扫过的总体空间体积。机器人的运行轨迹与活动范围构成了它的工作空间。
工业机器人的工作空间分为六个类型；关节型、球坐标型、SCARA型、圆柱型、笛卡尔型、并联型。关节型机械臂可称之为回转、肘、仿人机械臂，这种机械臂所能提供的工作空间与自身尺寸的比例系数更大，该设计可使用平行四边连杆来转动关节。球坐标机械臂是通过采用平动关节取代关节型机械臂的肘关节，机器人的关节坐标与未端执行器相对于肩关节处坐标系的球面坐标重合。SCARA是选择顺应性装配机械臂的英文缩写，这种类型的机械臂是专门从事装配操作的机器人，非常适合台面组件的抓取与放置，或用于包装应用。圆柱型机械臂是关节变量为未端执行器相对于基座的圆柱坐标。笛卡尔型机械臂是关节变量对应着未端执行器底座的直角坐标。这种机器人适用于台式组装应用，或用于材料与货物的转移。并联型机械臂是一个并联机械臂有两个或多个运动链将其底座和未端执行器连接起来。在进行机器人空间管理时要注意这几点：一，机器人设计要科学。不要占用很大空间，并且拥有灵巧空间以容一台或者多台机器人的操作器执行所有可能的运动时未端扫过的全部体积。二，机器人安置点要留在空间余地，既不浪费空间，又不妨碍人与其他机器设备的运行、移动、运动。三，空间设计要能避免人员伤亡，产品出错，机器人故障等安全问题。四，空间布置要能防火、防漏电、防水、防尘。五，要能减少浪费，节约成本。六，要能有利于大规模，或集团式机器人作业。
对机器人实施空间管理时，需要采用基本生产布置方式来安置机器人，以达减少浪费、节省成本，提高运行效率的作用。有四种基本机器人生产布置类型。一种是工艺原则布置，是将相似的机器人、设备、功能集中放在一起的方式。这是一种常用的布置方法，，使其位置达到最优化。最优化的布置意味着对双方物流量最大的部门邻近布置。要能减少机器人在车间的流动，要能使运输量与基本运费达到配合最优，节省布置方法带来的成本。要能通过车间布置来降低成本。可以利用现有的计算机辅助设施布置技术（CRAFT）与系统布置设计来精密计算，得出科学的布置方案。二种是产品原则布置。这是一种根据产品制造的步骤来安排机器人、设备、工作过程的方式。工艺原则布置中的物流是高度变化的，而产品原则布置中，机器人、设备与车间服务于专门的产品线。两点之间最短的距离是直线。所以，按产品原则进行机器人的空间布置，在设计时不要迂回，以直线最好，这样可以减少迂回的时间浪费。装配线是产品原则布置的一种特殊形式。有了装配线还要考虑到平衡问题，这种平衡可以是机器人运行工作的平衡、工作时间的平衡、任务量的平衡、作业先后关系的平衡。提高效率，缩短装配线的工作时间有如下方法：一，作业分解。二，作业共享。三，设立平行工作站。四，聘用操作技巧高的工人，或者采用更先进技术的机器人。五，让人类员工与机器人加班。六，对产品进行重新设计，使作业时间减少。由于装配线平衡问题，会导致工作站的操作时间不等，因此有必要采用柔性和U形生产线布置，以解决实际生产中不平衡问题。或者可以用计算机辅助的装配线平衡，或者采用混合型的装配线平衡，或者由机器人内部智能系统自动实施装配线平衡。采用装配线进行生产可以大大地提高生产率，如果能让机器人智能地设计、安排、分配任务来达到装配线平衡，那么就是制造业中机器人自主生产的一个伟大进程。三种是成组技术布置。也可称之为单元式布置。成组原则的布置，有如下好处：改善员工与员工之间，员工与机器人之间的人际关系；提高人类员工的操作技能；减少在制品与物料之间的搬运；缩短机器人与人类员工的准备时间。成组技术的步骤是将要生产的零件按计划分类，识别零件组的物流类型，用作工艺布置或者再布置的基础，将机器人、设备和工艺分组，组成工作单元。或者采用虚拟成组单元来进行布置。四种是定位布置。定位布置有如下特点，具有相对较少的产品数量，按照作业级别来安排生产顺序，根据先后工序来决定生产阶段，按物料的技术优先性来安排物料，采用客观标准与定量方法来进行定位布置。定位布置适合小批量的产品生产，而工艺原则布置、产品原则布置、成组技术布置，则适合于大批量的产品生产。采用什么样的的空间布置方式，要考虑机器人的多少，生产产品的多少，车间的大小，产品的不同类型，机器人是固定还是移动，物流的次数，设备的大小，工作周期的长短，安全性，对产品质量的影响等。
作者简介：李文武，著名管理学家。《博锐管理在线》《中华品牌管理网》《中国管理传播网》等知名管理网站专栏作家。又是多家媒体与网络作家。研究：历史、经济、管理。
