Robotyzacja produkcji na świecie: zakres, przykłady, plusy i minusy

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Udoskonalając się, ludzkość nieustannie ułatwia sobie życie, przenosząc ją na sztuczną inteligencję. Robotyzacja produkcji pozwoliła na pozbycie się wielu zawodów, np. dziś obsługa telefoniczna realizowana jest wyłącznie przez elektronikę, choć na początku ubiegłego wieku operatorki telefoniczne podłączały dwóch abonentów. Dzisiaj postęp posunął się jeszcze dalej i ludzie zaczęli tworzyć prawdziwe sztuczne maszyny zdolne do wykonywania pewnych operacji mechanicznych - roboty.

Co to jest produkcja robotyczna?

Proces ten należy traktować jako element automatyki przemysłowej, gdy ludzkie możliwości są zastępowane systemami robotów na skalę przemysłową. Najczęściej duże przedsiębiorstwa starają się stosować uniwersalne roboty, które mogą pozytywnie wpłynąćobsługa całego kompleksu. Ich główna zaleta polega na tym, że można je w każdej chwili przekonfigurować do produkcji zupełnie innych części i produktów, wystarczy wprowadzić do urządzenia inny program. Korzystając z tego rodzaju robotyki, wiele firm jest w stanie osiągnąć znaczne oszczędności.

Proces robotyzacji produkcji odgrywa ogromną rolę w przedsiębiorstwach zajmujących się obróbką różnych części. Aż 50% produktów wytwarzanych jest tutaj w dość małych partiach, a jeśli na liniach przemysłowych nie ma robotów, to samo tworzenie produktów zajmie około 5% całego dnia pracy. Resztę czasu spędzimy na rekonfiguracji sprzętu, wymianie części i narzędzi. Takie funkcjonowanie produkcji nie jest korzystne dla żadnego przedsiębiorstwa, gdyż każde z nich dąży do zwiększenia produktywności. Automatyzacja tworzenia części ma jeszcze jeden pozytywny efekt – roboty mogą zaoszczędzić dużą ilość materiałów i surowców, ale tutaj wszystko zależy od racjonalnej organizacji pracy.

Jakie roboty są używane w przedsiębiorstwach?

W sektorze produkcyjnym istnieje pojęcie „robot przemysłowy”, który odnosi się do konkretnego urządzenia, które ma określoną liczbę funkcji i jest w stanie pracować na 5 lub więcej programach. Głównym zadaniem robota jest wykonywanie przydzielonych zadań, a mianowicie: manipulowanie narzędziami, częściami i dodatkowymi materiałami.

Rozmawiają o tym doświadczeni profesjonaliściistnienie co najmniej trzech generacji takiego sprzętu. Pierwsza generacja obejmuje robotykę programowalną, która może wykonać tylko dany program. Po drugie roboty adaptacyjne, które miały czujniki i za ich pomocą mogły odbierać informacje z otoczenia, analizować je i w razie potrzeby korygować własne zadania i zachowania. Trzecia generacja składa się w całości z inteligentnych robotów, które potrafią rozróżniać obiekty otoczenia i samodzielnie wykonywać określone czynności. Z reguły, jeśli chodzi o robotyzację produkcji, od firmy, która ją uruchomiła, oczekuje się zakupu najnowocześniejszego sprzętu.

Roboty przemysłowe są zwykle podzielone ze względu na ich bezpośrednią funkcjonalność. Niektóre z nich wykonują zadania związane z wytwarzaniem produktów, inne wykonują prace związane z podnoszeniem i transportowaniem produktów, inne utrzymują główny sprzęt produkcyjny itp. Robotyka w niektórych przypadkach może pełnić funkcje pomocnicze, w szczególności sprzątanie pomieszczeń.

Wszystkie roboty działające w przemyśle są podstawą zrobotyzowanych kompleksów technologicznych (RTC). Te ostatnie są połączeniem sprzętu i są najczęściej wykorzystywane do wykonywania większych operacji – przechwytywania produktu, wykonywania zadań w ekstremalnych warunkach (np. pod wodą), dostarczania informacji o postępie powiązanych procesów produkcyjnych itp.

Gdzie potrzebna jest automatyzacja?

Robotyzacja produkcji powinna zastąpić zasoby ludzkie, które są coraz częściejsłużą do tworzenia produktów i ich przenoszenia. Najczęściej stosowanym mechanizmom przypisuje się najprostsze zadania, które stale wykonują kilka razy dziennie. Korzystanie z robotów jest niezbędne podczas pakowania produktów, załadunku i rozładunku, a także przenoszenia produktów między różnymi miejscami produkcji. Do tej pory występują trudności z tworzeniem części, ponieważ tylko bardzo drogi sprzęt może dokładnie odtworzyć części zgodnie z rysunkiem, a jego stosowanie nadal nie jest ekonomicznie opłacalne dla wielu przedsiębiorstw.

Jeżeli mówimy o tym, gdzie w przeszłości z powodzeniem wprowadzono robotyzację produkcji, przykładem mogą być przedsiębiorstwa zajmujące się spawaniem, cięciem, przeprowadzaniem testów kontrolnych itp. Roboty są również aktywnie wykorzystywane do prostych czynności montażowych, trudniejsze procesy są nadal wykonywane przez ludzi, ponieważ wymagają dodatkowych manipulacji. Kluczowym zadaniem automatyki przemysłowej jest oddanie na łaskę technologii prostych procesów, które powtarzają się wielokrotnie. Tam, gdzie to możliwe, roboty są często kupowane i działają przez bardzo długi czas.

Jakie są korzyści z używania robotów?

Właściciele dużych przedsiębiorstw mają pozytywne nastawienie do robotyzacji produkcji, szczególnie uważnie rozważają wady i zalety tego procesu, ponieważ mają one bezpośredni wpływ na zyski. Jeśli mówimy o zaletach korzystania z robotyki, to przede wszystkim warto o tym wspomniećwydajność. Firma zajmująca się robotyką ma jedną niezaprzeczalną zaletę – jej warsztaty mogą pracować bez przerwy przez wiele godzin.

Dzięki racjonalnej organizacji automatyzacji produkcji, miesięczna produkcja może być o rząd wielkości wyższa. Podczas robotyzacji bardzo ważne jest zapobieganie częstym zmianom sprzętu, w przeciwnym razie kwota uzyskiwanego zysku może zostać znacznie zmniejszona. Ponadto zastąpienie zasobów ludzkich robotami może znacznie zaoszczędzić na wynagrodzeniach. Aby wykonać wszystkie procesy, wystarczy jeden operator, aby kontrolować absolutnie wszystkie systemy.

Konieczność tworzenia wysokiej jakości towarów to kolejna potrzeba biznesowa, która zmusza przedsiębiorstwa do uciekania się do robotyzacji produkcji, zaletą korzystania z takiego sprzętu jest wysoka dokładność uzyskiwanych części. W dostosowanym procesie tworzenia części ilość odrzucanego materiału jest znacznie zmniejszona, pod wieloma względami staje się to możliwe dzięki wyeliminowaniu czynnika ludzkiego.

Warto zwrócić uwagę na fakt, że praca w niektórych obszarach produkcyjnych jest niezwykle szkodliwa dla ludzkiego organizmu, a tam robotyka jest po prostu niezastąpiona. Mowa o spawaniu, hutnictwie, materiałach malarskich itp. Robot zainstalowany w warsztacie posiada własne pole robocze, które jest ukształtowane tak, aby nie można było do niego wejść.

Dość częstostudenci piszący WRC „Robotyka produkcji przemysłowej” zauważają, że zastosowanie sztucznej inteligencji może znacząco ograniczyć przestrzeń roboczą. W niektórych przypadkach roboty można zawiesić lub nawet schować w pomieszczeniu do następnego użycia. Sprzęt używany w zakładach przemysłowych posiada nowoczesne przekładnie i silniki, do jego wykonania wykorzystywane są materiały odporne na zużycie, dlatego wymaga minimalnej konserwacji.

Jakie wady można dostrzec w tym uaktualnieniu?

Dość wysoki koszt sprzętu jest istotną wadą robotyzacji produkcji, przykłady i wady takiej zmiany mocy produkcyjnych można prześledzić w prawie każdym przedsiębiorstwie. Na przykład koszt wymiany jednej maszyny waha się od 500 tysięcy rubli do kilku milionów, a proces ten wymaga wstępnego przygotowania finansowego. Jeśli sprzęt nagle się zepsuje, będziesz musiał pilnie poszukać pieniędzy na naprawę, co nie jest zbyt wygodne.

Kolejną wadą najczęściej spotykaną przy modernizacji produkcji jest redukcja personelu. Roboty są przeznaczone do wykonywania prac o niskich kwalifikacjach i zastępowania osób na tym stanowisku, ale przedsiębiorstwa nie zawsze są w stanie zaoferować swoim pracownikom odpowiednie zastępstwo w postaci nowego stanowiska. Według ekspertów ze Światowego Funduszu Ekonomicznego roboty w ciągu najbliższych dwóch lub trzech lat „wymuszą” z pracy ponad 5 milionów ludzi na świecie.roku. Taka liczba bezrobotnych będzie musiała gdzieś zostać zakwaterowana, a nawet teraz największe państwa planety próbują znaleźć najbardziej optymalne rozwiązania tego problemu.

Kraje rozwinięte aktywnie wprowadzają robotyzację produkcji, nieustannie dyskutują o zaletach i wadach tego procesu na międzynarodowych forach gospodarczych. W wyniku tych spotkań powstają nowe możliwości automatyzacji przepływów pracy, a także pomysły na zorganizowanie nowych miejsc pracy dla pracowników pozostawionych bez pracy w wyniku wprowadzenia sztucznej inteligencji.

Jakie są etapy robotyzacji?

Wprowadzenie sztucznej inteligencji do działania w dowolnym przedsiębiorstwie składa się z czterech etapów, z których pierwszym jest techniczne przygotowanie do zmian na liniach produkcyjnych. Tutaj należy wziąć pod uwagę absolutnie wszystkie cechy firmy, które będą miały pewien wpływ na nowy sprzęt. Niektóre organizacje stosują projektowanie ekonomiczne i matematyczne, którego celem jest wprowadzenie komputerów do technicznych obliczeń matematycznych we wszystkich działach. Analiza czynności niezbędnych do przygotowania robotyki przeprowadzana jest ręcznie, przez co nie jest możliwe natychmiastowe osiągnięcie oszczędności, kompetentnej optymalizacji i wysokiej jakości produktu. Jeśli lwią część produkcji obsługuje sztuczna inteligencja, to połączenie wszystkich powyższych cech jest znacznie łatwiejsze do osiągnięcia.

Automatyzacja i robotyzacja produkcji nigdy nie jest kompletna bez utworzenia zarządzania controllingowego, co zawsze jestskłada się z trzech elementów: struktury zarządzania, systemu komunikacji oraz organizacji pomiarów i informacji. Taki podział organizacji powinien być wystarczająco elastyczny i wszechstronny, móc szybko reagować na zmieniające się potrzeby biznesowe, a także monitorować przestrzeganie wszystkich kryteriów określonych w programie. Wybierając system, który będzie sterował pracą robotyki, należy wziąć pod uwagę jego dokładność, koszt, uniwersalność, a także szereg innych parametrów.

Należy zwrócić uwagę, że koszt elementu sterującego to około 60% ceny robota przemysłowego, dlatego do jego wyboru należy podchodzić ze szczególną ostrożnością. Niektóre przedsiębiorstwa wybierają niestety najtańsze systemy sterowania – analogowe i cykliczne, usprawiedliwia się to tylko wtedy, gdy firma zajmuje się produkcją towarów masowych i rzadko trzeba przeprogramowywać sprzęt. Jeśli musisz tworzyć części na małą skalę, lepiej jest użyć systemów sterowania numerycznego i pozycyjnego, które można łatwo przeprogramować.

Następny jest najważniejszy etap - programowanie bezpośrednie. Robotyzacja nowoczesnej produkcji przewiduje cztery etapy kontroli pracy sztucznej inteligencji: tworzenie cyklu, zapamiętywanie programu, odtwarzanie i bezpośrednie wykonanie. Szczególną uwagę należy tutaj zwrócić na programowanie, które dziś realizowane jest dwoma metodami -analityczne i edukacyjne. Pierwsza obejmuje obliczenia i debugowanie, po czym algorytm działania wprowadzany jest do systemu sterowania. Drugi to stworzenie programu sterującego już w pomieszczeniu roboczym za pomocą specjalnego pilota, który jest częścią wyposażenia. Doświadczeni eksperci doradzają korzystanie z obu opcji w celu uzyskania najwyższej jakości efektu robotyzacji.

Ostatnim etapem jest uruchomienie zautomatyzowanej produkcji z pełną wydajnością. Bardzo ważne jest, aby linie produkcyjne działały jak najwydajniej, dopiero po przeprowadzeniu wszystkich niezbędnych testów robotykę można uruchomić. Należy pamiętać, że w ciągu pierwszych kilku godzin konieczne jest przetestowanie dostępnych pojemności i dokonanie niezbędnych korekt.

Jak roboty pomagają w spawaniu?

Era wprowadzenia sztucznej inteligencji rozpoczęła się wraz z robotyzacją produkcji spawalniczej, z jej pomocą można było osiągnąć znaczące wyniki. Zautomatyzowane maszyny przemysłowe w latach 70. zostały przeorientowane na zgrzewanie punktowe i od tego czasu stało się to ich głównym przedmiotem działalności. Od początku użytkowania robotów jakość spawania wzrosła kilkukrotnie, na czym skorzystała branża. Dziś profil, z którego wykonane są części i złącze nie odgrywają żadnej roli, sztuczna inteligencja jest w stanie połączyć absolutnie wszystko.

Robotyzacja produkcji spawalniczej nadal nabiera tempa w XXI wieku, dziś stosowanaurządzenia mają dodatkowe czujniki zdolne do przetwarzania przychodzących danych dotykowych i wizualnych. Wszystkie roboty są w stanie spawać dwie metalowe powierzchnie i uzyskać wysokiej jakości spoinę w stabilnym łuku. Przemysłowcy wierzą, że w przyszłości taki sprzęt będzie mógł służyć do spawania laserowego, a także do dodatkowego cięcia obrabianego materiału.

Czy roboty mogą być używane do tworzenia żywności?

Ponieważ ludzkość stale rośnie, pytanie, jak wyżywić wszystkich, staje się coraz pilniejsze. Z pomocą może przyjść robotyzacja produkcji żywności, pozwalająca w jak najkrótszym czasie tworzyć nowe produkty wysokiej jakości. Wśród ekspertów panuje pogląd, że roboty będą coraz częściej wykorzystywane w tym obszarze, a prędzej czy później zastąpią nawet profesjonalnych kucharzy.

Postęp posunął się tak daleko, że dziś sztuczna inteligencja jest w stanie samodzielnie przetwarzać produkty twarogowe: kroić, sortować, a nawet pakować, podczas gdy przy produkcji obserwuje się najściślejszą sterylność. Cukiernicy szczególnie upodobali sobie robotykę, z jej pomocą można tworzyć oryginalne i dokładne rysunki na ciastach i wypiekach, a także pakować powstałe produkty, co pozwala zaoszczędzić sporo czasu. Roboty są również wykorzystywane w przemyśle rybnym, gdzie pomagają kroić połów na porcje, co jest bardzo wygodne dla kucharzy pracujących w gastronomii.

Robotykaprodukcja żywności powinna dotyczyć tych obszarów, w których pracownicy przedsiębiorstw są narażeni na niebezpieczne i szkodliwe wpływy środowiska. Mówimy o zmianach temperatury, wilgotności, hałasie, zwiększonych wibracjach i kurzu. Eksperci nie wykluczają jednak, że roboty będą tworzyć produkty spożywcze od podstaw, ale taka sztuczna inteligencja nie zostanie wkrótce opracowana.

Jak automatyzują pracę w naszym kraju?

Jeżeli mówimy o robotyzacji produkcji w Rosji, tutaj dopiero zaczyna nabierać rozpędu. Większość urządzeń znajduje zastosowanie w operacjach spawalniczych, załadunku, a także w przemyśle motoryzacyjnym. Liczba firm wykorzystujących sztuczną inteligencję rośnie z roku na rok, ponieważ ich właściciele zdali sobie sprawę ze wszystkich korzyści płynących z wdrożenia automatyzacji. W 2018 r. w Rosji na 10 000 mieszkańców przypada tylko jeden robot, jednak do 2025 r. eksperci przewidują wzrost liczby robotów w krajowym przemyśle o 20%.

Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że zdecydowana większość pracujących Rosjan ma negatywny stosunek do robotyki. Z jednej strony można je zrozumieć, bo zastosowanie robotyki może oznaczać dla kogoś utratę pracy, ale z drugiej strony postęp naukowy i technologiczny ma na celu ułatwienie egzystencji ludzkości i nie można go porzucić. Jednak do pełnej robotyzacji mocy produkcyjnych w Rosji jest jeszcze daleko, więc pełna automatyzacja nie nastąpi w nadchodzących latach.

W międzyczasie rząd myśli oJakie korzyści może przynieść robotyzacja produkcji, Moskwa obecnie aktywnie rozwija nową generację sztucznej inteligencji, która w przyszłości zostanie wysłana w kosmos. W stolicy corocznie odbywa się konferencja „RoboSector”, na której każdy może zapoznać się z najnowszymi osiągnięciami naukowców w dziedzinie automatyzacji produkcji, a właściciele firm odkryć nowe możliwości.

Jak sobie radzi rynek światowy?

Robotyzacja produkcji na świecie od dawna stała się powszechna, według statystyk od stycznia 2017 r. na 10 tysięcy pracowników na naszej planecie przypada ponad 70 robotów. Najwięcej robotów jest używanych w Korei Południowej – 631 na 10 000 pracowników, w Singapurze – 488 i Niemczech – 309. Analitycy twierdzą, że Azja i Ameryka są najbardziej dotknięte automatyzacją przepływu pracy, gdzie liczba robotów rośnie odpowiednio o 9 i 7 procent każdego roku.

Rekordzistą we wprowadzaniu robotyki są Chiny, jeśli w 2013 r. średnia gęstość urządzeń wynosiła 25 sztuk na 10 tys. pracowników, to pod koniec 2016 r. liczba ta wzrosła do 68 i nadal rośnie. Do 2020 roku władze Niebieskiego Imperium zamierzają wejść do czołówki państw-liderów robotyzacji. Korea Południowa jest krajem o największym zagęszczeniu robotów od 2010 roku, nie mogą się bez nich obejść przy tworzeniu samochodów i elektroniki.

Posiadaczami anty-rekordu robotyzacji produkcji od 2018 r. są Rosja, Indie i Filipiny. W tychW krajach, rynek robotyki wciąż się rozwija, dlatego producenci sprzętu aktywnie oferują swoje usługi potencjalnym klientom. Przedstawiciele branży inżynieryjnej i motoryzacyjnej wykazują duże zainteresowanie wykorzystaniem sztucznej inteligencji, ponieważ jej wdrożenie znacznie odciąży zasoby ludzkie firm.

Eksperci wierzą, że sukces wielu przedsiębiorstw w przyszłości będzie zależał od robotyzacji produkcji, zakres automatów stale się poszerza i wymaga coraz większego rozwoju i badań. Ich zdaniem automatyzacja nie powinna być celem samym w sobie, sztuczne maszyny można wprowadzać tylko w tych sytuacjach, w których człowiek z tego czy innego powodu nie może wykonać pracy lepiej od niej. Stabilizacja procesu technicznego, wzrost dokładności wytwarzanych części i szybkość osiągania celów to tylko niewielka część powodów, dla których przedsiębiorstwa na całym świecie wprowadzają roboty do produkcji.