Obecne trendy robotyczne w przemyśle produkcyjnym

Źródło: Omron

Roboty, zwłaszcza roboty współpracujące, odgrywają coraz większą rolę w przemyśle produkcyjnym, zapewniając firmom tak bardzo obecnie potrzebną elastyczność.

Liczba wolnych miejsc pracy w sektorze produkcyjnym, według danych organu rządowego ONS (Office for National Statistics), w okresie od października do grudnia 2021 r. w Wielkiej Brytanii wyniosła 96 000. Biorąc pod uwagę okres poprzednich 18 miesięcy, liczba wolnych miejsc pracy była na rekordowo niskim poziomie. Nigdy wcześniej wpływ niedoboru pracowników na ten sektor nie był tak wyraźnie widoczny. Mówiąc wprost, firmy produkcyjne z różnych branż przemysłu walczą z rosnącym popytem ze strony konsumentów oraz zwiększonym zapotrzebowaniem na pracowników do wykonywania ręcznych, powtarzalnych zadań. Na rynku pracy nie ma wystarczającej liczby osób, które mogłyby je wykonać. Najwyraźniej więc potrzebna jest jakaś zmiana, a roboty mogą w tym pomóc.

Stopień wykorzystania robotów przemysłowych w Europie jest zróżnicowany — niektóre kraje, takie jak Niemcy i Szwecja, inwestują w nie duże środki, podczas gdy inne już nie. Przykładem jest Wielka Brytania, jedyny kraj Grupy G7, w którym ilość wykorzystywanych robotów przypadająca na 100 tys. pracowników, czyli gęstość robotyzacji, jest poniżej średniej. Nawet ta liczba zaczyna się zmieniać. Według Międzynarodowej Federacji Robotyki (IFR) w latach 2015-2020 gęstość robotyzacji w Wielkiej Brytanii wzrośnie o 77%, przewyższając wzrost średniej światowej w tym samym okresie, wynoszący 47%. Wynika to częściowo z konieczności, ale także i z rozbieżności w potencjalnych zastosowaniach, w szczególności z napływu robotów zaprojektowanych do pracy z ludźmi, a nie zastępujących ich. Te dwie kluczowe kwestie wspierają się nawzajem, ale jak zmienia się krajobraz robotyki i czego można się spodziewać w przyszłości?

Roboty współpracujące to roboty o zmniejszonym ryzyku

W ciągu ostatnich kilku lat w branży robotów współpracujących (cobotów) odnotowano gwałtowny wzrost na całym kontynencie, a eksperci twierdzą, że tendencja ta będzie się nasilać, przy czym przewidywane tempo wzrostu skumulowanego rocznego wskaźnika wzrostu (CAGR) wynosi nawet 33%. Bariery utrudniające wdrożenie robotów przemysłowych były często nie do pokonania, zwłaszcza dla małych i średnich przedsiębiorstw. Ryzyko finansowe w połączeniu z brakiem umiejętności w zakresie projektowania, wdrażania i konserwacji robotów sprawiały, że wiele małych i średnich przedsiębiorstw postrzegało tę technologię, jako będącą “poza zasięgiem”. Jednak coboty wywróciły to wszystko do góry nogami.

Elastyczność jest podstawowym atutem cobotów. Po pierwsze: możliwość współpracy z ludźmi i wykonywania uzupełniających się zadań otwiera nowe bogactwo zastosowań, w których część pracy — na przykład podnoszenie ciężarów – może być wykonywana przez robota, natomiast delikatniejsze aspekty zadania mogą być nadal wykonywane przez ludzi. Jeśli dodamy do tego możliwość znacznie szybszej zmiany lokalizacji cobotów, niż w przypadku tradycyjnych systemów zrobotyzowanych, to ta elastyczność jeszcze się zwiększy sprawiając, że rozwiązanie to będzie wyglądać na bardzo atrakcyjną i związaną z niższym ryzykiem opcję dla producentów w ich łańcuchach wartości.

Taka elastyczność i uniwersalność zastosowań nie są jednak możliwe bez technicznej prostoty robotów współpracujących. Intuicyjne programowanie tych urządzeń oraz ich bezproblemowa integracja z większymi ekosystemami automatyki umożliwiają szybsze przekwalifikowanie obecnych pracowników firm przemysłowych i osiągnięcie maksymalnej produktywności zasobów zakładów.

Autonomiczne roboty mobilne a zarządzanie przepływem materiałów

Przemieszczanie różnych przedmiotów w fabrykach od dawna stanowiło problem, które należało rozwiązać w sposób zarówno wydajny, jak i skuteczny. Jednak coraz szersze zastosowanie autonomicznych robotów mobilnych (Autonomous Mobile Robots, AMR) umożliwiło znacznie bardziej systematyczny transport wewnętrzny surowców, pracy w toku (work-in-progress, WIP) i wyrobów gotowych, przy minimalnym uzależnieniu od najbardziej zawodnych zasobów, czyli ludzi.

Chociaż rozwój tej technologii nie jest tak gwałtowny, jak w przypadku cobotów, to jednak jest znaczący — wielu analityków spodziewa się globalnego wzrostu na poziomie 10-15% rocznie w ciągu najbliższych 5 lat. Jest to spowodowane, podobnie jak w przypadku cobotów, coraz większą różnorodnością możliwości wdrożenia tej szybko rozwijającej się technologii. Początkowo zastosowanie autonomicznych robotów mobilnych ograniczało się do przenoszenia małych podzespołów, głównie w sektorze motoryzacyjnym. Jednak obecnie roboty AMR znajdujemy w wielu aplikacjach we wszystkich sektorach produkcyjnych. Wkraczają one nawet do sektora usług, gdzie znajdują zastosowanie jako np. roboty dostarczające jedzenie oraz automatyczne szafy na dokumenty. Jednak największy boom na roboty AMR ma miejsce w logistyce. Sektor ten boryka się z wieloma takimi samymi wyzwaniami, jak sektor produkcyjny, a w niektórych przypadkach nawet z większymi. Roboty mobilne oferują ogromne możliwości automatyzacji przepływu towarów w różnych procesach magazynowych — z pełną identyfikowalnością jako dodatkowym bonusem.

Dodatkowe możliwości rozwoju dla robotów mobilnych, napędzane w dużej mierze przez gospodarkę w okresie po zakończeniu pandemii COVID-19, stwarza mobilna sterylizacja. Możliwość sterylizacji miejsc ogólnodostępnych w sposób tani, wydajny i na dużą skalę sprawia, że tego typu zastosowania doskonale pasują do technologii AMR.

Kwestie finansowe: inspirowanie inwestycji w innowacje

Podjęcie decyzji o wdrożeniu robotów na hali fabrycznej jest trudne, zwłaszcza gdy robi się to po raz pierwszy. Jednak wraz z rozwojem technologii i zmniejszającym się ryzykiem wdrożenia robotów, rozwijają się również mechanizmy finansowe. Można się spodziewać, że w przyszłości znacznie więcej robotów będzie kupowanych w leasingu lub na raty, zamiast tradycyjnie od ręki. Dzięki temu inwestycje mogą być rozliczane jako wydatki operacyjne, a nie kapitałowe, co pozwala rozłożyć koszty inwestycji na dłuższy okres.

W skrajnym przypadku, w połączeniu z innymi technologiami Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT), duże instalacje podążają drogą produkcji jako usługi (Production-as-a-Service). W takim modelu producenci wyposażenia oryginalnego (OEM) zachowują prawo własności maszyn, natomiast ich klienci, przemysłowe firmy produkcyjne, ponoszą opłaty w wysokości zależnej od wydajności tych maszyn. W ten sposób własność serwisu i konserwacji maszyny zostaje przeniesiona na jej producenta OEM, a ryzyko inwestycyjne dla firmy wykorzystującej maszynę ulega dalszemu zmniejszeniu.

Rozpoczęcie robotyzacji od inwestycji na małą skalę i jej zwiększanie w przyszłości

Coboty, autonomiczne roboty mobilne oraz ulepszone instrumenty finansowe będą stwarzać coraz więcej możliwości zastosowania robotyki w coraz większej liczbie sektorów gospodarki. Ten pierwszy krok jest jednak trudny, a jedną z rad często powtarzanych przez ekspertów, jest rozpoczęcie od małych projektów, udowodnienie ich koncepcji, a następnie zwiększanie skali w tempie odpowiednim dla danej firmy. W ten sposób można rozwiązać problemy wynikające z braku pracowników w sposób całościowy i zrównoważony, co będzie miało pozytywny wpływ na przedsiębiorstwa produkcyjne w całej Europie.


Stuart Coulton jest menedżerem ds. rozwoju rynku w firmie Omron UK

Tekst ukazał się pierwotnie na stronie Control Engineering Europe.