Roboţii colaborativi în industria 4.0

Roboþii colaborativi în industria 4.0

Piața este în continuă schimbare, precum și nevoile consumatorilor. În prezent, este aproape imposibil să satis-

faci clienții cu un produs de masă dezvoltat pentru toată lumea și, în același timp, pentru nimeni în particu-

lar. Cererea de produse unice, personalizate crește tot mai mult, ceea ce obligă producătorii să se îndepărteze de paradigma producției în masă, să reducă din ce în ce mai mult dimensiunea lotului, crescând în același timp varietatea produselor pentru a rămâne competitivi. Conceptul de Industrie 4.0 a apărut tocmai pentru a schimba radical mediul industrial și a ajuta companiile să răspundă noilor nevoi ale pieței globale moderne.

Termenul „Industrie 4.0” a fost folosit pentru prima dată în Germania în 2011 la una dintre expoziţiile industriale de la Hanovra. Germanii au fost primii care au început în mod consecvent și la nivel de ţară să promoveze ideea necesităţii unei utilizări mai ample a tehnologiilor informaţionale în producţie pentru a menţine și crește avantajele competitive ale industriei naţionale. Acest lucru trebuia să fie realizat prin integrarea îmbunătăţită a „sistemelor ciber-fizice” (CPS) în procesele de producţie. Alte ţări au urmat exemplul Germaniei,

așa că acum Industria 4.0 este puternic asociată cu

a patra revoluţie industrială și adesea acţionează

ca sinonim.

Conceptul de Industrie 4.0 sugerează o nouă abordare a producţiei, care se bazează pe integrarea în masă a tehnologiilor informaţionale în producţie, automatizarea pe scară largă atât a proceselor de afaceri, cât și a proceselor de producţie, precum și implementarea pe scară largă a inteligenţei artificiale. Aceasta nu este doar o regândire a principiului liniei de asamblare în sine, ci și o creare activă a unei reţele de mașinării care nu numai că vor putea produce mărfuri cu mai puţine erori și defecte, dar vor putea și schimba în mod independent șabloanele de producţie în funcţie de nevoi, rămânând în același timp foarte eficiente. Există într-adevăr multe avantaje ale implementării acestui concept: începând cu creșterea productivităţii, flexibilitatea producţiei și pregătirea companiei pentru noile provocări ale pieţei, și terminând cu creșterea siguranţei angajaţilor prin utilizarea roboţilor pentru activităţi periculoase și multe altele.

În ciuda faptului că a treia revoluţie industrială, care a început în anii 1970, a presupus automatizarea intensivă și robotizarea proceselor de producţie, iar primul robot industrial UNIMATE a început să lucreze la uzina General Motors la începutul anilor

60, roboţii, în special cei colaborativi, sunt fără

exagerare una dintre componentele principale ale

sistemului Industry 4.0. Treptat, coboţii devin un atribut obligatoriu al oricărei fabrici „inteligente” moderne. Și acest lucru se datorează mai multor motive.

În primul rând, noile cerinţe ale pieţei și schimbările în cererile consumatorilor conduc la o reducere treptată a dimensiunii loturilor de produse fabricate, dar în același timp la necesitatea creșterii nivelului de personalizare ale acestora, prin diversificarea sortimentelor. În condiţiile în care ciclul de viaţă al produsului este din ce în ce mai scurtat, companiile trebuie să expedieze în mod regulat loturi mici de comenzi într-un timp relativ

scurt. Și pentru a rămâne competitivă, producţia

modernă trebuie să aibă un grad ridicat de flexibilitate, capacitatea de a se reconfigura cu timpi

de nefuncţionare minimi, precum și de a produce diverse produse cu un nivel constant de calitate. Și, dacă luăm în considerare lipsa de personal înalt calificat, pe care companiile o experimentează deja la nivel global, atunci ameninţarea pierderii competitivităţii devine și mai reală. mai important avantaj al lucrului împreună între un robot și un om este capacitatea de a combina avantajele automatizării cu flexibilitatea umană, abilităţile cognitive și așa-numitele „abilităţi soft”. Un studiu realizat de MIT a arătat că echipele mixte de roboţi și oameni au avut timp de nefuncţionare cu 85% mai scăzut atunci când lucrau împreună, comparativ cu echipele în care erau doar oameni. Procesele de producţie devin mai rapide, mai eficiente și mai rentabile atunci când oamenii și roboţii lucrează împreună. Munca colaborativă între oameni și roboţi este viitorul producţiei.

În plus, roboţii nu obosesc și sunt capabili să îndeplinească sarcini pentru care sunt programaţi, cu un nivel ridicat de precizie și viteză inaccesibile oamenilor. Nu sunt supuși leziunilor fizice, în special așa-numitelor RSI (Repetitive Strain Injuries) – leziuni cauzate de deformări repetate, și sindromului de suprasolicitare ocupaţională, cum sunt disconfortul, durerea în mușchi și articulaţii, boli ale sistemului musculo-scheletic cauzate de repetarea frecventă a mișcărilor monotone pentru o lungă perioadă de timp. Acestea sunt leziuni obișnuite pentru lucrătorii care efectuează operaţiuni de încărcare și descărcare, precum și pentru cei angajaţi pe banda transportoare. Prin transferarea unor astfel de sarcini către coboţi, companiile reduc semnificativ accidentările la locul de muncă.

Dezvoltarea inteligenţei semantice va face roboţii colaborativi și mai

siguri, deoarece le va permite să evalueze mai bine și să răspundă mai

În al doilea rând, trăim într-o lume descrisă tot mai relevant de acronimul VUCA: Volatilitate, Incertitudine, Complexitate și Ambiguitate. Aceste patru cuvinte caracterizează mediul de afaceri actual, care se schimbă rapid și, în multe privinţe, chiar haotic. Iar evenimentele din ultima perioadă doar ne-au arătat mai clar că într-o astfel de „lume VUCA” nu poţi sta pe loc, trebuie să fii flexibil, să te adaptezi constant și să înveţi lucruri noi. Iar automatizarea intuitivă cu ajutorul roboţilor colaborativi este o soluţie naturală atunci când schimbările au loc rapid, limitând timpul de planificare, bugetare, angajare și formare a angajaţilor în abilităţi noi sau efectuare a unor schimbări ample în fabrică și în companie. adecvat mediului, precum și să recunoască mai bine vorbirea și gesturile oamenilor din jurul lor. De exemplu, robotul nu numai că va recunoaște că obiectul din faţa sa este o persoană, nu o mașinărie, dar va putea și să prezică acţiunile sale ulterioare. Dacă un angajat se îndreaptă spre ușă și traiectoria mișcării sale se intersectează cu traiectoria robotului, robotul își va ajusta calea în mod corespunzător în timp real și va continua să se miște în loc să se oprească.

În cele din urmă, capacitatea roboţilor colaborativi de a fi conectaţi la serviciile cloud le permite să se integreze cu ușurinţă în Industria 4.0.

Roboţii colaborativi oferă producţiei flexibilitatea necesară în lumea

Marea majoritate a modelelor moderne de coboţi au capacitatea de a se conecta la reţelele întreprin-

derii. Acest lucru permite programarea și controlul lor de la distanţă, precum și efectuarea unei analize aprofundate a proceselor de producţie, inclusiv a unei analize predictive.

Prin urmare, roboţii colaborativi sunt o componentă esenţială în implementarea conceptului Industria 4.0. Fără aceștia, este aproape imposibil pentru companiile producătoare să atingă nive-

Industriei 4.0, deoarece sunt ușor de reprogramat și reechipat pentru a îndeplini sarcini noi, nu necesită construirea de bariere de siguranţă în jur, au dimensiuni reduse, sunt ușor de mutat în noi locuri de producţie. În plus, pot lucra aproape fără pauze, în mai multe schimburi, ceea ce permite, printre altele, rezolvarea problemei lipsei de personal calificat. În cele din urmă,

roboţii colaborativi oferă o rată ridicată de rentabilitate a investiţiei (perioada medie de rambursare a coboţilor este de doar 1-2 ani), făcând în același

timp automatizarea mai accesibilă pentru companiile mici și mijlocii.

În același timp, gama de aplicaţii pe care aceștia le pot efectua în producţie este extrem de largă. Coboţii sunt capabili să efectueze diverse acţiuni: operaţiuni de asamblare, operare mașini-unelte, sudare, ambalare și paletizare, testare, controlul calităţii etc. Precizia lor și nivelul ridicat de repetabilitate a operaţiunilor reduce numărul de produse defecte, reduce consumul de materiale, și în consecinţă, cantitatea de deșeuri de producţie.

O altă caracteristică importantă a roboţilor colaborativi, care îi face esenţiali pentru implementarea conceptului Industrie 4.0, este siguranţa

pe care o reprezintă pentru oameni. În fabricile „inteligente”, roboţii nu lucrează în locul oameni-

lor, ci în cooperare cu aceștia. La urma urmei, cel

lul de flexibilitate și adaptabilitate pe care li-l cere

mediul de afaceri modern. Dezvoltarea ulterioară a coboţilor îi va face capabili să îndeplinească și mai multe sarcini aproape complet autonom, oferindu-le oamenilor mai mult timp și energie pentru a îndeplini funcţii importante care sunt disponibile doar unei persoane dotată cu o minte analitică și creativitate. În același timp, precizia coboţilor și celelalte avantaje ale acestora ne vor permite să generăm mai puţine deșeuri, mai puţine daune aduse mediului, să reducem semnificativ numărul de accidente și să avem mai multă grijă de sănătatea personalului. Și toate acestea reprezintă o parte importantă a producţiei „inteligente”, în

care noile tehnologii funcţionează nu numai pentru a maximiza producţia, ci și pentru a crește confor-

tul uman (comunicat de presă). A