Polskie firmy coraz częściej inwestują w roboty przemysłowe, których zakres zastosowań zwiększa się nieustannie wraz z rozwojem kluczowych technologii. Robotyzacja rodzimych przedsiębiorstw jest koniecznością, jeżeli chcą one zyskać przewagę konkurencyjną ? zarówno na rynku krajowym, jak i zagranicznym.
W niniejszym raporcie przyjrzymy się sytuacji panującej na polskim rynku robotów przemysłowych oraz prognozom na najbliższe lata. Omówimy czynniki napędzające i hamujące rozwój tego segmentu rynku. Przedstawimy korzyści związane z robotyzacją zakładów, a także naświetlimy trendy panujące obecnie w obszarze robotyki przemysłowej.
Polska ? rynek wschodzący, ale obiecujący
W opinii Jędrzeja Kowalczyka, prezesa firmy FANUC Polska, rodzimy rynek robotyki przemysłowej jest rynkiem wschodzącym. Z uwagi na to, że są tu obecni dostawcy robotów przemysłowych o międzynarodowej renomie, można powiedzieć, że pod względem dostępu do technologii i wsparcia serwisowego Polska w niczym nie ustępuje innym rynkom europejskim.
Zdaniem Jakuba Steca, Industrial Robots Channel Managera w firmie ABB, polski rynek robotów przemysłowych rozwija się bardzo dynamicznie. Według danych Międzynarodowej Federacji Robotyki (International Federation of Robotics ? IFR) w 2013 r. dostarczono na nasz rynek 692 roboty, w 2014 r. było to już 1267 robotów, a w 2015 r. osiągnięto rekordowe 1795 sztuk. Daje to wzrost w ciągu dwóch lat o ponad 259%. Również bieżący rok zapowiada się rekordowo. Przyczyną takiego rozwoju jest zarówno mała dostępność pracowników, jak i wzrost świadomości wśród klientów odnośnie korzyści, jakie oferują roboty w stosunku do innych rozwiązań.
Najnowszy raport IFR z zadowoleniem przyjmuje m.in. Daniel Friis, dyrektor sprzedaży w firmie Universal Robots. Wyniki tegoż raportu potwierdzają według niego trafność przyjętej przez firmę misji: pokonywania barier i zapewniania dostępu do automatyzacji w obszarach, w których dotychczas uznawano to za zbyt skomplikowane lub kosztowne.
W odczuciu ankietowanych użytkowników obecna sytuacja na polskim rynku robotyki przemysłowej, w porównaniu z ostatnimi 23 latami, jest: dobra (72%), bardzo dobra (15%), zła (11%) lub bardzo zła (2%). Jeśli chodzi o opinię dostawców, 80% oceniło sytuację jako dobrą, a 20% jako złą.
Respondenci uważają, że czynnikami ograniczającymi sprzedaż robotów/manipulatorów przemysłowych są przede wszystkim: obawa przed skomplikowaną obsługą (80%), brak dostatecznej wiedzy o możliwościach tych urządzeń (60%), a także wysoka cena zakupu oraz niedostateczna liczba rodzimych zakładów, w których istnieje potrzeba zastosowania tak zaawansowanych technologii (40%). Ok. 20% dostawców twierdzi, że czynnikiem hamującym sprzedaż robotów/manipulatorów jest konkurencyjność, rozumiana jako niższe nakłady finansowe ponoszone przez zakłady i przedsiębiorstwa przy zatrudnianiu ludzi.
Zgodnie z przewidywaniami 80% ankietowanych dostawców w ciągu najbliższego roku zwiększy się sprzedaż robotów/manipulatorów przemysłowych ? głównie na skutek braków kadrowych oraz rosnących kosztów związanych z zatrudnieniem pracowników. W opinii pozostałych respondentów sprzedaż pozostanie bez zmian, przede wszystkim ze względu na niechęć inwestorów, brak wsparcia dla inwestycji ze strony państwa oraz brak świadomości możliwych zysków.
Jak zauważa Krzysztof Kamiński, prezes zarządu firmy ALNEA, polskie firmy boją się robotyzacji. Uważają, że robotjest drogi, skomplikowany, mało elastyczny, a przecież wszystkie te opinie są już dawno nieaktualne. Np. użycie 6-osiowych robotów w produkcji elektroniki (lutowanie, montaże, klejenie, skręcanie) może przynieść wymierne korzyści finansowe inwestorom, nie wspominając o prestiżu, jaki wiąże się z posiadaniem robotów przemysłowych. Programowanie samych robotów uległo znacznemu uproszczeniu ? do tego stopnia, że mogą już je wykonywać inżynierowie procesu, a niedługo systemy ewoluują do rozwiązań tabletopodobnych, co sprawi, że nawet operator linii będzie potrafił zmienić program robota. Z kolei ceny tego typu maszyn są już wielokrotnie niższe niż jeszcze dziesięć lat temu. Roboty, szczególnie 6-osiowe i tzw. kolaborujące z człowiekiem, stanowią obecnie najbardziej elastyczne urządzenia dostępne na rynku.
Zdaniem Jędrzeja Kowalczyka, wielu przedsiębiorców nie jest świadomych zalet nowoczesnych technologii, w związku z czym trudno jest im samodzielnie odnaleźć tzw. wąskie gardła produkcji, w których roboty mogłyby odegrać znaczącą rolę. Wyniki badania GUS wskazują, że ok. trzy czwarte przedsiębiorstw przemysłowych i usługowych, które w latach 2012-2014 nie wdrożyły innowacji, jako przyczynę podały brak przekonującego powodu dla ich wprowadzenia. Przedsiębiorstwa, tłumacząc swoją bierność, wskazywały przede wszystkim na brak dobrych pomysłów na innowacje. Pozostałe podmioty rozważały wdrożenie innowacji, ale napotkane bariery okazały się dla nich nie do przejścia. Co czwarte przedsiębiorstwo przemysłowe jako najbardziej znaczącą barierę wskazało brak możliwości finansowania innowacji ze źródeł wewnętrznych przedsiębiorstwa. W efekcie, wskaźnik gęstości robotyzacji wciąż kształtuje się na bardzo niskim poziomie 28 (liczba robotów przypadająca na 10 tys. pracowników przemysłu) ? na tle Europy (gdzie średnio wynosi 85) oraz świata (średnio 69, a w najbardziej rozwiniętych technologicznie krajach, takich jak Japonia czy Korea Płd., sięga nawet 530).
Według firmy FANUC Polska przyczyną tego stanu jest to, że w Polsce wciąż brakuje producentów stanowisk zrobotyzowanych, mających odpowiednie doświadczenie i wiedzę pozwalające na to, by skutecznie przekonywać przedsiębiorców do korzyści wynikających z użytkowania takich aplikacji, a co za tym idzie ? również do ich wdrażania.
Po co nam robot?
Niewątpliwie robotyzacja to szansa dla przedsiębiorcy na zwiększenie przewagi konkurencyjnej na rynku, dzięki podniesieniu jakości i wydajności produkcji, a także ? co niezwykle istotne ? jej powtarzalności.
Tego zdania jest Paweł Zülsdorff, specjalista ds. mechatroniki w firmie WObit. Uważa on, że roboty przemysłowe umożliwiają bardziej optymalne zarządzanie zatrudnieniem ? przeniesienie pracowników do realizacji innych zadań, a wykonywanie czynności prostych, powtarzalnych i uciążliwych pozostawienie układom automatycznym. Zastosowanie np. robotów AGV do transportu wewnętrznego pozwala zlikwidować wąskie gardła, stanowiące dużą przeszkodę dla sprawnej realizacji procesów produkcyjnych. Tego typu urządzenia umożliwiają również podniesienie poziomu bezpieczeństwa ? w zastępstwie za człowieka mogą one odbierać i przenosić elementy w strefach zagrożonych wybuchem czy o dużym zapyleniu.
Według ankietowanych użytkowników głównym powodem wpływającym na decyzje o zakupie robotów/manipulatorów przemysłowych jest poprawa jakości i wydajności produkcji (90%), a także jej powtarzalność (69%). Około 40% osób wskazało na większą przewidywalność i możliwość planowania wydajności produkcyjnej zakładu oraz zastąpienie personelu (spowodowane np. brakami kadrowymi). Z kolei ok. 30% za główne powody uznało zmniejszenie kosztów pracy (m.in. redukcję kosztów związanych z zatrudnieniem personelu i szkoleniem pracowników), ochronę zdrowia pracowników, możliwość pracy w wymagających aplikacjach (np. w przemyśle spożywczym, trudnych lub szkodliwych warunkach środowiskowych) oraz malejące ceny robotów. Ok. 20% respondentów uważa, że zakup robota jest podyktowany rosnącymi pensjami (czytaj: kosztami pracy) pracowników oraz zwiększeniem elastyczności wytwarzania. Zdaniem dostawców najważniejszym powodem zakupu robota jest redukcja kosztów pracy oraz możliwość wykonywania działań w wymagających aplikacjach (80% wskazań).
Jak podkreśla Krzysztof Kamiński, niewątpliwie roboty są urządzeniami bardzo elastycznymi. Ich właściwe użycie i skonfigurowanie może zaowocować wdrożeniem tzw. produkcji one piece flow, czyli tworzeniem nie serii wyrobów, ale pojedynczych sztuk, bez konieczności przezbrajania linii. Ponadto po skończeniu ?życia? danego gniazda produkcyjnego robot może zostać wykorzystany do budowy kolejnego. To bardzo opłacalna inwestycja, która może przynosić zyski przez wiele lat.
Czy zakupione do tej pory roboty/manipulatory spełniły pokładane w nich nadzieje? Na to pytanie 71% respondentów odpowiedziało ?tak?, zarówno pod względem finansowym (lepsza jakość i wydajność produkcji), jak i technicznym (dokładność, szybkość, mała awaryjność itd.). Pozostali ankietowani stwierdzili: ?tylko pod względem technicznym? (21%) oraz ?tylko pod względem finansowym? (7%). Jedynie 1% uważa, że nabyte roboty/manipulatory nie sprawdziły się wcale.
Jak podkreśla Jędrzej Kowalczyk, polskie firmy, które wdrożyły u siebie roboty przemysłowe, w zdecydowanej większości przypadków odnotowały wymierne korzyści ekonomiczne. Z analizy ekspertów z Instytutu Badań nad Gospodarką Rynkową ? IBnGR (?Wpływ robotyzacji na konkurencyjność polskich przedsiębiorstw?, 2015) wynika, że na skutek robotyzacji ponad 83% firm zwiększyło skalę produkcji, 67% zauważyło spadek kosztów produkcji, 54% podniosło rentowność, a 33% badanych firm zaczęło zwiększać sprzedaż za granicą. Większość,bo niemal 80% przedsiębiorców zadeklarowało, że roboty pozwoliły im utrzymać stały poziom zatrudnienia, a w niektórych przypadkach nawet utworzyć w zakładzie dodatkowe miejsca pracy. Jednocześnie 73% z nich, podkreślając, że apetyt rośnie w miarę jedzenia, już dziś planuje kolejne zakupy robotów.
Przy pytaniu dotyczącym konkurencyjności rynkowej aż 96% firm uczestniczących w badaniu jednoznacznie stwierdziło, że robotyzacja produkcji prowadzi do jej poprawy.
<—newpage—>Główni nabywcy
Zdaniem ankietowanych dostawców głównymi nabywcami robotów/manipulatorów przemysłowych są w Polsce: oddziały międzynarodowych koncernów (80%), średnie i duże rodzime zakłady przemysłowe (40%), a także małe rodzime zakłady przemysłowe (20%).
Coraz wyraźniej zarysowuje się jednak dysproporcja zamówień ze strony mniejszych przedsiębiorstw z sektora MSP i dużych firm. Zamówienia płyną głównie od dużych koncernów, przede wszystkim z silnie zrobotyzowanych branż, takich jak motoryzacja, przemysł elektroniczny czy metalowy (często z zagranicznym kapitałem), które ? doskonale znając korzyści oferowane przez technologię ? inwestują w kolejne maszyny, a tym samym pogłębiają dystans, jaki dzieli je od mniejszych firm. Według Jędrzeja Kowalczyka duże prawdopodobieństwo utrzymania się tego trendu w przyszłości może powodować znaczne utrudnienia w rozwoju firm czy ich efektywnym konkurowaniu na rynku nie tylko zagranicznym, ale przede wszystkim krajowym.
Również zdaniem ankietowanych użytkowników branża manipulatorów i robotów przemysłowych jest jeszcze mało rozwinięta w polskich małych i średnich zakładach. Ze względu na specyfikę rynku znajomość aspektów technicznych oraz ograniczony budżet na utrzymanie ruchu większość właścicieli małych i średnich firm wybiera prostsze rozwiązania.
Robotyzacja a poziom zatrudnienia
Wiele osób obawia się, że robotyzacja procesów spowoduje w polskich zakładach produkcyjnych zmniejszenie zatrudnienia. Jednak, jak tłumaczy Krzysztof Kamiński, są to obawy nieuzasadnione. Przy obecnej skali zrobotyzowania żadne miejsca pracy nie są zagrożone. Co więcej, można mówić o tworzeniu się nowych stanowisk w firmach integracyjnych i u użytkowników końcowych, co jest bezpośrednim następstwem robotyzacji.
? Nawiązując do wyników raportu IBnGR, a także naszych własnych doświadczeń zdobytych we współpracy z polskimi firmami, możemy potwierdzić, że firmy, które wdrażają roboty, nie ograniczają zatrudnienia ? mówi Jędrzej Kowalczyk.
63% przedsiębiorców pytanych o to, jak się ma zakup robota do stanu liczebnego załogi, jednoznacznie odpowiada, że roboty pomogły firmom utrzymać wszystkie miejsca pracy. 16% firm w wyniku robotyzacji utworzyło wręcz nowe stanowiska.
Również w opinii Jakuba Steca roboty przemysłowe nie stanowią zagrożenia dla miejsc pracy. Firmy, po zastąpieniu człowieka robotem, przesuwają go do innych zadań.
Co decyduje o wyborze?
Zdaniem użytkowników biorących udział w redakcyjnej ankiecie, najważniejszymi czynnikami mającymi wpływ na wybór robota/manipulatora przemysłowego są przede wszystkim: jego parametry techniczne (74%), dobry serwis, wsparcie techniczne i dostępność części zamiennych (64%), cena (62%), jakość (59%), a także łatwość obsługi (56%). Mniej niż 30% użytkowników zwraca uwagę na takie aspekty, jak: marka, długość gwarancji oraz odporność na trudne warunki pracy (rys. 1). Z kolei w opinii sondowanych dostawców potencjalni nabywcy skupiają się głównie na cenie (78%). Zdaniem ok. 60% dostawców istotnymi czynnikami decydującymi o wyborze danego rozwiązania są także dobry serwis, wsparcie techniczne i dostępność części zamiennych oraz jakość. Prawie połowa ankietowanych dostawców wskazała również na markę.
Naszym respondentom zadaliśmy pytanie, czy dokonując zakupu robota/manipulatora, kierują się opinią dostawcy lub integratora. 39% sondowanych użytkowników odpowiedziało na pytanie twierdząco, a 15% ? przecząco. Pozostali uczestnicy badania poinformowali nas, że opinia dostawcy lub integratora jest brana przez nich pod uwagę jedynie w pewnym stopniu.
Nie jest tanio, ale się opłaca
Roboty przemysłowe z pewnością nie należą do tanich rozwiązań. Ok. 60% ankietowanych dostawców ma w swojej ofercie roboty, których cena oscyluje w granicach 50-100 tys. zł, a ok.40% oferuje rozwiązania, których koszt zakupu jest mniejszy niż 50 tys. zł bądź mieści się w przedziale 100-200 tys. zł. Mimo wysokich kosztów związanych z zakupem tych urządzeń, zdaniem 36% sondowanych użytkowników aktualne ceny robotów są jak najbardziej adekwatne do ich możliwości (rys. 2). Wszystkie osoby podzielające tę opinię planują nabyć robota/manipulator przemysłowy w ciągu najbliższych 12 miesięcy.
Z doświadczenia użytkowników wynika, że czas, jaki musi upłynąć, zanim zwróci się koszt zakupu robota, wynosi najczęściej: 24 lata (46%), od roku do 2 lat (35%), powyżej 4 lat (16%) bądź mniej niż rok (3%). Jeżeli chodzi o wskazania dostawców, większość z nich (62%) uważa, że zwrot kosztu zakupu robota następuje zazwyczaj w przedziale od roku do 2 lat (rys. 3). Z kolei 10% osób jest przekonanych, że dzieje się to jeszcze przed upływem roku. Tego zdania jest np. Daniel Friis z firmy Universal Robots:
? Małym i średnim firmom umożliwiamy wzrost ich konkurencyjności na arenie globalnej dzięki średniemu okresowi zwrotu inwestycji w robota wynoszącemu zaledwie 195 dni ? wyjaśnia ekspert.
Z obserwacji Jakuba Steca wynika, że widoczne jest wyraźne odejście klientów od kierowania się najniższą ceną zakupu. Stają się już świadomi, że tym, co liczy się najbardziej, są: TCO (Total Cost of Ownership ? całkowity koszt posiadania), jakość produktu, serwis czy też dostępność na rynku pracowników znających dany typ robota.
Parametry techniczne
Jeśli chodzi o najważniejsze dla klientów parametry techniczne robota/manipulatora, to ? według Jędrzeja Kowalczyka ? trudno tu o jednoznaczną odpowiedź, gdyż dla każdego istotne są odmienne parametry. Jestto związane z rodzajem aplikacji, powierzchnią hali produkcyjnej, warunkami produkcji, produktem oraz wymaganiami jakościowymi i wydajnościowymi.
? Najczęściej klienci pytają o prędkość robota i czas cyklu, jaki będzie można uzyskać w danym programie. Warto jednak wspomnieć, że poza wyborem konkretnych parametrów bardzo ważny jest uprzedni wybór modelu pod kątem zasięgu i udźwigu czy sposobu jego montażu ? wyjaśnia ekspert.
Powołując się na odpowiedzi udzielone przez ankietowanych użytkowników, za najważniejsze kryteria wyboru robota/manipulatora zostały uznane dokładność oraz szybkość działania (72%). Oprócz tego sondowani użytkownicy biorą pod uwagę również: niezawodność (62%), powtarzalność (49%), zakres ruchu (31%), a także zasięg, liczbę stopni swobody i nośność (udźwig). Natomiast w przekonaniu dostawców najistotniejszymi parametrami technicznymi rozważanymi przez nabywców są: nośność robota/manipulatora (80%), szybkość działania (79%), niezawodność (61%) oraz powtarzalność (59%) ? rys. 4.
<—newpage—>Kwestie bezpieczeństwa
Jak zauważa Paweł Witek, Project Manager w firmie Control Solutions, przy doborze robota ? oprócz takich kryteriów, jak jego wymiary, zasięg oraz udźwig ? istotną kwestią są wymogi bezpieczeństwa pracy, stanowiące bardzo ważny element brany pod uwagę w szczególności przy projektowaniu konkretnego stanowiska. Roboty najczęściej umieszcza się w klatkach, do których wnętrza można dostać się jedynie przez drzwi bezpieczeństwa, a wszystkie szczeliny w ogrodzeniu zabezpiecza się kurtynami świetlnymi, by ograniczyć ryzyko wypadku.
Należy pamiętać, że skutkiem źle przeprowadzonej robotyzacji może być ? oprócz zwiększonej awaryjności oraz braku powtarzalności procesu ? także duże ryzyko wypadku. Zdaniem Krzysztofa Kamińskiego integrację robota trzeba więc powierzyć firmie, która ma wiedzę i doświadczenie w tym zakresie. Poza wspomnianymi już wcześniej klatkami bezpieczeństwa czy kurtynami roboty można zabezpieczać, stosując specjalne obwody elektryczne, elementy systemów sterowania, oprogramowanie wyłączające strefy itd.
Mówiąc o bezpieczeństwie, należy koniecznie wspomnieć o robotach współpracujących z człowiekiem, których w ostatnim czasie pojawiło się dość dużo. Jak zauważa ekspert z firmy ALNEA, trwają już prace nad wyposażeniem ?zwykłych? robotów w ?czującą? sztuczną skórę. Oznacza to, że w perspektywie najbliższej dekady także w tym obszarze dokona się swoista rewolucja i nie będziemy już musieli odgradzać się od robotów w celu zapewnienia człowiekowi bezpieczeństwa.
Z kolei zdaniem Tomasza Nowaka, dyrektora w firmie KUKA Polska, jedyne zagrożenia związane z zastosowaniem robotów przemysłowych mogą wynikać z nieznajomości bądź nieprzestrzegania przepisów BHP. Jak wyjaśnia ekspert, w celu zabezpieczania robotów korzysta się z zabezpieczeń fizycznych, takich jak ograniczniki mechaniczne, a także coraz częściej stosuje się rozwiązania software?owe, które służą do ograniczania i monitorowania zakresów roboczych i stref bezpieczeństwa. Dzięki temu można zrezygnować z zastosowania mechanicznych układów monitorowania zakresu roboczego.
W opinii Jędrzeja Kowalczyka robotyzacja procesów produkcyjnych jest bardzo bezpieczna ? pod warunkiem że zarówno wdrożenie, jak i eksploatowanie robota odbywa się w pełnym poszanowaniu norm bezpieczeństwa. Najważniejszym elementem przygotowania operatora do pracy jest jego przeszkolenie. Pracownik otrzymuje wówczas niezbędne informacje i instrukcje, gwarantujące bezpieczną współpracę z robotem. Ważnym elementem tego procesu jest dopilnowanie, aby pracownik przyswoił istotne informacje i konsekwentnie ich przestrzegał. Dodatkowo należy zadbać o odpowiednie wyposażenie operatora, a więc zapewnienie mu właściwej odzieży ochronnej (np. obuwia, okularów, kasków) i/lub innych elementów indywidualnie ustalonych przez pracodawcę.
Zdaniem przedstawiciela firmy FANUC różnorodność środków automatyzacji produkcji, łatwo dostępna również w Polsce, powoduje, że także rynek systemów bezpieczeństwa jest bardzo rozbudowany i cały czas pojawiają się na nim nowe, coraz lepsze i coraz bardziej skomplikowane rozwiązania. Zmieniające się potrzeby klientów są najważniejszym bodźcem do poszukiwania nowych rozwiązań technicznych, mobilizujących producentów zarówno maszyn, jak i systemów bezpieczeństwa tychże maszyn. Świadomość i coraz to nowsze potrzeby użytkowników stawiają przed producentami bardzo wysokie wymagania. Obecnie już nie wystarczają dobre, ale proste rozwiązania (np. proste czujniki krańcowe), choć i na takie jest zapotrzebowanie. Coraz większą popularnością cieszą się metody bardziej skomplikowane technicznie i funkcjonalnie, np. zaawansowane programowalne przekaźniki bezpieczeństwa, bariery świetlne, kurtyny czy maty, które w kilka minut mogą być przeprogramowane i dostosowane do wymogów danego stanowiska ? a także takie, które ?uczą się? same.
Nowoczesne rozwiązania umożliwiają użytkownikowi wyznaczanie bezpiecznych wirtualnych stref pracy robota, których maszyna nigdy nie może przekraczać. Co ważne, nawet nie może się do nich zbliżać. Pozwala to na narzucenie obszaru pracy robota, który z kolei może być ściśle dostosowany do geometrii stanowiska zrobotyzowanego. Wyznaczone strefy mogą być elastycznie włączane lub wyłączane podczas trwania programu, w zależności od tego, czy człowiek znajduje się w pobliżu robota, czy też nie. Tego typu rozwiązania stanowią jeszcze pewną nowość w Europie, ale już cieszą się ogromnym zainteresowaniem.
Jak podkreśla Jędrzej Kowalczyk, obecnie głównymi odbiorcami systemów bezpieczeństwa są integratorzy, którzy instalują roboty u użytkownika końcowego. To na nich ciąży odpowiedzialność za bezpieczeństwo stanowiska i nadawany mu certyfikat, więc to oni mają największy wpływ na wybór konkretnego rozwiązania ? oczywiście uwzględniając wcześniej potrzeby klienta, które tak naprawdę determinują wszelkie wybory w tym względzie.
Popularne roboty
Powołując się na wyniki sondażu, roboty/manipulatory przemysłowe są zainstalowane w zakładach 77% ankietowanych osób. Zazwyczaj są to roboty średnie (udźwig 6100 kg) ? 52% wskazań, a także małe (udźwig do 6 kg) ? 46% wskazań. Z kolei roboty duże (udźwig powyżej 100 kg) wskazało 31% użytkowników. Użytkownicy najchętniej decydują się na roboty o czterech lub sześciu stopniach swobody (ok. 40%), a także o pięciu (ok. 30%). Rzadziej wybierane są roboty o trzech stopniach swobody (ok. 10%).
Co do sposobu montowania robotów, użytkownicy najczęściej wybierają: podłogowy (85%), na półce (23%), odwrotny (13%), pod dowolnym kątem (5%) bądź na ścianie (3%).
Nie tylko do spawania i pakowania
Jak wyjaśnia Jędrzej Kowalczyk, obecnie największym zainteresowaniem producentów cieszą się roboty do zadań potocznie zwanych handlingiem, czyli do przenoszenia, przekładania, obsługi produktów. Tego rodzaju zrobotyzowane aplikacje występują we wszystkich branżach, na każdym etapie produkcji. Producenci chętnie zamawiają również roboty montażowe, spawalnicze oraz modele przeznaczone do aplikacji paletyzacji.
W opinii sondowanych użytkowników do najczęstszych zastosowań robotów/manipulatorów przemysłowych należą: pakowanie i przekładanie (69%), spawanie (56%), przenoszenie i obracanie (49%), paletyzowanie (41%), obsługa i wspomaganie maszyn ? prasy, CNC, tokarki, wtryskarki itp. (34%), zgrzewanie (26%), malowanie i lakierowanie oraz montaż (23%). Co dziesiąty respondent wskazał na takie obszary, jak: kontrola jakości, foliowanie, obróbka materiałów, cięcie, mycie, napełnianie i uszczelnianie, dozowanie oraz szlifowanie.
Natomiast zdaniem ankietowanych dostawców, roboty stosowane są przede wszystkim przy spawaniu i paletyzowaniu (80%), montażu (60%), a także przy malowaniu, lakierowaniu, pakowaniu i przekładaniu, przenoszeniu i obracaniu oraz przy obsłudze i wspomaganiu maszyn (ok. 40%).
Branża automotive i przemysł maszynowy na czele
Według ankietowanych użytkowników, w obszarze robotyzacji procesów wciąż niepodzielnie rządzi przemysł motoryzacyjny (98%). Do innych ważnych obszarów, w których wykorzystuje się roboty/manipulatory przemysłowe, należą następujące branże przemysłowe: maszynowa (95%), elektroniczna i komputerowa (54%), spożywcza (51%), metalurgiczna (34%), chemiczna i farmaceutyczna (31%), elektryczna (18%). Ok. 10% wskazało również na przemysł drzewny, celulozowo-papierniczy oraz obronny i lotniczy, a ok. 5% wymieniło branżę petrochemiczną, rafineryjną oraz medyczną.
Również zdaniem dostawców, oferowane przez nich roboty stosowane są głównie w branży automotive oraz w przemyśle maszynowym (100% wskazań).
Natomiast wśród najbardziej perspektywicznych obszarów, wskazywanych jako odbiorcy robotów/manipulatorów, znajdują się ? zdaniem respondentów ? branże: motoryzacyjna i maszynowa, spożywcza, elektroniczna, komputerowa, przetwórstwa tworzyw sztucznych oraz medyczna.
Jak zauważa Paweł Zülsdorff, roboty przemysłowe niejako organicznie związane są z motoryzacją, jednak z coraz większą śmiałością wkraczają do innych dziedzin. Stosowane są przede wszystkim w aplikacjach uciążliwych dla człowieka (np. lakierowania czy spawania), a także wymagających wysokiej szybkości, dokładności i powtarzalności, niemożliwych do osiągnięcia innymi metodami (przykładem są szybkie procesy pick & place, np. w przemyśle farmaceutycznym).
? Jako producent i dostawca robotów obserwujemy rosnące zainteresowanie ze strony małych i średnich przedsiębiorstw, wdrażających roboty kartezjańskie do paletyzacji oraz przekładania różnych elementów z miejsca na miejsce. Popularną aplikacją jest również nanoszenie kleju czy wkręcanie śrub, realizowane np. przy pomocy robota typu Desktop ? dodaje przedstawiciel firmy WObit.
<—newpage—>Współpraca z dostawcami
36% respondentów dobrze oceniło współpracę i poziom wsparcia technicznego ze strony dostawców robotów/manipulatorów przemysłowych. Przeciwnego zdania jest 10% ankietowanych. Pozostałe osoby nie mają na ten temat zdania.
Na dobrą notę wystawioną dostawcom składają się takie czynniki, jak: doradztwo techniczne, szybki czas reakcji, wysoka jakość usług, profesjonalizm i szeroka wiedza, dostępność oraz możliwość uczestniczenia w szkoleniach.
Natomiast zła ocena jest pochodną takich elementów, jak: nieterminowość, niekompletność dokumentacji, wysoki koszt szkoleń, bezradność w obliczu pojawiających się problemów, brak profesjonalnego wsparcia, szczególnie w diagnozowaniu przyczyn awarii itd.
Awaryjność
Na pytanie, czy roboty używane przez ankietowanych często ulegają awariom, co druga osoba odpowiedziała, że w ogóle nie pojawiają się w nich usterki. W pozostałych przypadkach do awarii dochodzi: rzadko (ok. 30%) lub czasami (ok. 20%). Odpowiedź ?często? wskazało tylko 3% badanych.
Warto w tym miejscu odwołać się do doświadczeń dostawców, którzy stwierdzili, że klienci zgłaszają usterki robotów rzadko (80%) bądź wcale (20%).
Jakie problemy eksploatacyjne pojawiają się najczęściej? Zdaniem dostawców są to zazwyczaj błędy związane z pomyłkami człowieka (błędy operatora), awarie po kolizjach, trudność wykrywania pozycji czy też jej gubienie, a także zbyt duża czułość na chwilowe wahania napięcia sieci elektrycznej.
Z kolei wśród problemów wymienianych przez sondowanych użytkowników najczęściej pojawiały się: uszkodzenia mechaniczne, usterki elektryczne, utrata dokładności, błędy kontrolerów, wadliwe sterowniki serwonapędów, drgania przegubów itd.
Z odpowiedzi dostawców wynika, że w przypadku wystąpienia awarii robota klient musi czekać na jego naprawę: 24 godziny (ok. 50%), 23 dni (ok. 40%) lub około tygodnia (10%).
Trendy
Jak zauważa Tomasz Nowak, w obszarze robotyki przemysłowej jednym z trendów jest rozwój oferty wspominanych robotów współpracujących. Człowiek i maszyna mogą w ścisłej współpracy rozwiązywać zadania wymagające najwyższej precyzji. Ogrodzenia ochronne nie są konieczne, powstają nowe obszary robocze i pojawia się swoboda, gwarantująca większą ekonomiczność oraz najwyższą wydajność.
Zdaniem przedstawiciela firmy KUKA Polska ciekawym rozwiązaniem są roboty na platformach, które wyróżniają się takimi cechami, jak: autonomiczna nawigacja (bez ryzyka kolizji), maksymalna elastyczność i nieograniczona zwrotność, wysoka precyzja i proste sterowanie, a także bezpieczna współpraca między robotem a człowiekiem.
Jeśli chodzi o zmiany, które nastąpiły w technologii robotów przemysłowych w ostatnim czasie, to w opinii Tomasza Nowaka można zauważyć, że stopniowo software wypiera hardware. Roboty przemysłowe tworzone są z materiałów, które mają na celu zmniejszenie ich wagi. Dąży się również do poprawy ogólnych parametrów fizycznych i użytkowych tych urządzeń.
Z kolei według Krzysztofa Kamińskiego coraz częściej stosowane są roboty specjalizowane, jak np. roboty lutujące, przygotowane do wykonywania konkretnego procesu. Natomiast jeśli chodzi o najbliższą przyszłość, ciekawym rozwiązaniem wydają się tzw. paczki technologiczne ? np. zestaw współpracujących robotów realizujących montaż, lutowanie i klejenie układów elektronicznych. Zestawy te będą wymagały minimalnego nakładu pracy ze strony integratora. Kolejną nowością, która pojawi się w ciągu najbliższych 23 lat, są systemy do pozycjonowania (offsetowania) robotów.
? Dzisiaj praca z robotem wymaga wykonania dokładnych pozycjonerów, ustawiających w sposób bardzo powtarzalny produkt. Systemy pozycjonujące odnajdą produkt i zmienią koordynaty robota, aby ten trafił zawsze we właściwe miejsce ? wyjaśnia przedstawiciel firmy ALNEA, która pracuje właśnie nad systemem optycznego pozycjonowania robotów w przestrzeni. ? System ten, nazywany przez nas ?okiem dla robota?, ma pozycjonować robota w niepowtarzalnym środowisku pracy zawsze z dokładnością ? 0,01 mm ? dodaje ekspert.
Jeśli chodzi o kierunki rozwoju robotów, to ? jak tłumaczy Jędrzej Kowalczyk ? obecnie można mówić o tendencji tworzenia rozwiązań, które pozwolą na automatyzację trudnych obszarów produkcji, jakie dotąd nie mogły być automatyzowane, np. z uwagi na potrzebę spełnienia norm bezpieczeństwa dotyczących przestrzeni robota. Przykładem są wspomniane roboty współpracujące, pełniące rolę pomocnika operatora i pracujące w jego bezpośrednim otoczeniu. W przyszłości będą powstawać nowe modele robotów, optymalnie dostosowane ? np. rozmiarem i udźwigiem ? do pracy w kolejnych obszarach produkcji.
Innym trendem jest dostosowywanie robotów do wymogów wybranych sektorów produkcji. W efekcie prac konstruktorów coraz więcej robotów będzie spełniać wyśrubowane normy, np. dotyczące kontaktu z żywnością (przemysł spożywczy) lub czystości produkcji (przemysł medyczny i farmaceutyczny).
Co istotne, roboty będą także coraz bezpieczniejsze. Ich konstruktorzy bardzo dużą uwagę przywiązują obecnie do systemów bezpieczeństwa, które umożliwiają wyposażanie robotów w różnorodne narzędzia, niezbędne do realizacji zadań specjalnych ? przy założeniu, że wciąż będą one spełniać normy wymagane w poszczególnych procesach. Przykładem może być tu wyposażenie robota w laser, bez ryzyka, że spowoduje zniszczenia w otoczeniu, np. na skutek skierowania jego wiązki w nieodpowiednim kierunku.
Zdaniem Jędrzeja Kowalczyka bardzo istotnym trendem rozwoju robotyki przemysłowej jest także rozwijanie inteligencji i sensorowego otoczenia robotów. Już dziś istnieją możliwości ich szerokiego wyposażania w zmysły (wzroku czy dotyku) oraz opcje, dzięki którym roboty mogą samodzielnie decydować o sposobie realizacji poszczególnych czynności, wymieniać dane z innymi urządzeniami, sygnalizować potrzeby czy przejmować na siebie zadania, które dotychczas musiały być realizowane na innych odcinkach linii produkcyjnych.
Konstruktorzy zajmujący się projektowaniem nowych rozwiązań w robotyce poszukują sposobów na to, by przez dodanie nowych funkcji uczynić robota jeszcze bardziej inteligentnym i w efekcie sprawić, że maszyna będzie potrafiła realizować procesy technologiczne bez względu na to, jak zostały wykonane czynności przygotowawcze, a w niektórych procesach nawet z ich pominięciem. W praktyce ma to sprawić, że roboty będą potrafiły obsłużyć każdy detal ? bez względu na jego wielkość, formę, sposób przygotowania lub podania/ułożenia na taśmie produkcyjnej, czy też w zupełnie nieuporządkowany sposób w koszu detali. Tam, gdzie to tylko możliwe, robot powinien także ograniczyć liczbę czynności dodatkowych, biorąc je na siebie, co w ostatecznym rozrachunku kosztów produkcji ma przyczynić się do jak największych oszczędności i oczekiwanych zysków przedsiębiorstwa.
Raport powstał w oparciu o dane uzyskane z ankiety przeprowadzonej wśród Czytelników magazynu Control Engineering Polska. Oprócz tego przy tworzeniu raportu bazowano na informacjach pochodzących od dostawców robotów/manipulatorów przemysłowych. Raport nie odzwierciedla pełnego obrazu rynku.
Autorka: Agata Abramczyk jest redaktor naczelną magazynu Inteligentny Budynek ? pasjonatką nowoczesnych technologii, od wielu lat związaną z branżą dziennikarską i wydawniczą.
Tekst pochodzi z nr 6/2016 magazynu "Control Engineering". Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.
