Roboty mobilne oraz przyszłość zautomatyzowanej logistyki wewnętrznej w przemyśle produkcyjnym

S?ren E. Nielsen, prezes firmy Mobile Industrial Robots (MiR)

Podczas mojej ostatniej rozmowy z Panem S?renem Nielsenem, prezesem firmy Mobile Industrial Robots (MiR), miałem okazję przedyskutować jego wizję firmy i przyszłości zautomatyzowanej logistyki w sektorze produkcyjnym.

Michael Majchrzak: Ponieważ zbliżamy się do końca pandemii, czy może nam Pan powiedzieć, czego się nauczył, zarządzając firmą w sytuacji kryzysowej, i czego się Pan dowiedział o swoich klientach? 

S?ren Nielsen: Jednym z głównych problemów w czasie pandemii były braki siły roboczej, ponieważ pracownicy nie przychodzili do zakładów ze względów bezpieczeństwa. Niedobór siły roboczej w przemyśle produkcyjnym nie jest jednak spowodowany jedynie pandemią, ale stanowi część pewnego większego, długoterminowego trendu. Ten długoterminowy trend jest globalny i polega na tym, że zasoby siły roboczej na całym świecie zmniejszają się, a pozostali pracownicy domagają się coraz bardziej interesujących miejsc pracy. Liczba osób, które podejmą pracę na stanowiskach wymagających wykształcenia na niskim poziomie, będzie się nadal zmniejszać. Firmy rekompensują sobie zarówno krótkoterminowe niedobory siły roboczej, wynikające z pandemii, jak i reagują na długoterminowe niedobory systemowe, eliminując stanowiska pracy wymagające najniższego wykształcenia i automatyzując je. Uważamy, że nasze rozwiązania mogą pomóc firmom przemysłowym w dostosowaniu się do tej nowej rzeczywistości. 

Oprócz powstania niedoborów pracowników, w jaki jeszcze sposób pandemia wpłynęła na produkcję i logistykę?

Łańcuchy dostaw na całym świecie zostały przerwane, utworzyły się wąskie gardła logistyczne. Na skutek powszechnego realizowania zarządzania zapasami w systemie Just-In-Time (JIT, dokładnie na czas) i powstania niskich stanów magazynowych utworzyła się taka sytuacja ? jeśli ktoś np. kichnie w Indiach, to będzie to słychać w Stanach. Jest to nowa norma. Potrzeba reagowania na te wyzwania staje się coraz większa. Jednym ze sposobów takiej reakcji jest upraszczanie łańcuchów dostaw i przenoszenie przez firmy produkcji bliżej swoich rynków zbytu, co pozwala tym firmom uzyskać większą kontrolę nad całym procesem. 

Jeśli więc firmy zaczną wytwarzać swoje produkty lokalnie, to wydaje się, że na całym świecie będzie coraz więcej mniejszych fabryk. Czy to korzystne dla fabryk i dla Pana firmy?

Dobre pytanie. Fabryki nadal będą większe, ale nie będą to gigafabryki, o których tyle słyszymy. Będą one zatrudniać kilkaset, jeśli nie tysiące osób. Firmy, które produkowały w krajach takich jak Chiny, Indie itp., będą raczej przenosić produkcję bliżej swoich rynków zbytu. Mówimy tu o Ameryce i Europie. W Europie mówimy o Polsce, Rumunii itd. Ale już nie o Chinach, Meksyku czy Brazylii.

MiR600 oraz MiR1350

Amazon zbudował w Polsce cztery ogromne magazyny, aby obsługiwać tę część Europy. W miarę jak handel przenosi się do Internetu, a firmy takie jak Amazon mnożą się, budując coraz więcej gigantycznych magazynów, potrzebnych do przechowywania i dostarczania towarów, gdzie swoją rolę widzi firma MiR, z produktami opartymi głównie na produkcji, a nie na logistyce?

Jeśli spojrzeć na miejsce, w którym dziś się znajdujemy, to najsilniejszą pozycję mamy w sektorze produkcyjnym, a zwłaszcza w sektorze produktów szybkozbywalnych (FMCG): motoryzacyjnym, tworzyw sztucznych, metalowym oraz innych z tej branży, w których działają takie firmy, jak Nestlé, Adidas, P&G itp. Jednak w przypadku firm takich jak operatorzy 3PL (logistyka firm trzecich; operatorzy logistyczni zajmujący się transportem i magazynowaniem oraz zarządzaniem i organizacją obydwu procesów) i innych posiadających magazyny logistyczne, rozrost sektora robotyki mobilnej będzie znacznie większy niż sektora produkcyjnego. 

Kluczowy segment firmy MiR do tej pory nie znajduje się w sektorze logistyki. Istnieją obszary, w których nasze roboty mogą optymalizować procesy, takie jak obsługa wózków transportowych czy materiałów odpadowych. Natomiast dostrzegamy wielką potrzebę, aby autonomiczne roboty mobilne (AMR) były w stanie podnosić palety z ziemi i przenosić je w poziomie. Pracujemy obecnie nad dokładnie takim rozwiązaniem ? autonomicznym podnośnikiem paletowym.

Szczególnie w e-handlu istnieje potrzeba zdejmowania przedmiotów z półek i umieszczania ich na przykład na różnych wysokościach. Nie oferujemy gotowego rozwiązania typu out-of-box do takich celów, tak jak to robią inne firmy z branży robotów AMR, jednak możliwe jest wdrożenie ramion robotycznych na robotach mobilnych w celu otrzymania takiego rozwiązania.

Ze względu na to, że koncentrujemy się na produkcji, dużo łatwiej jest nam instalować nasze systemy i roboty mobilne w firmach produkcyjnych niż w magazynach, ponieważ magazyny potrzebują znacznie więcej czasu na integrację swoich systemów robotów mobilnych, podczas gdy my możemy zainstalować i uruchomić swoje roboty w czasie około dwudziestu minut. Obecnie analizujemy, w jaki sposób najlepiej wprowadzić nasze produkty do przestrzeni logistycznej i będziemy mogli zaoferować na czas konkretne rozwiązania.

Wiele się mówi o integracji systemów planowania zasobów przedsiębiorstwa (ERP) z logistyką. Zauważamy zbieżność ERP z oprogramowaniem do projektowania/zarządzania produktem (PLM), dokonywaną na przykład w celu lepszego zarządzania zasobami podczas procesu produkcji. W jakim stopniu integrujecie Wasze produkty z systemami ERP?

Nie chcemy być integratorem systemów. Mamy partnerów, którzy wykonują integrację. Ze względu na fakt, że za każdym razem wdrożenie jest inne, w każdym projekcie jest zbyt wiele zmiennych, aby uzasadniało to samodzielne przeprowadzanie integracji. Tym, co staramy się robić dla naszych integratorów, jest znajdowanie sposobów na ułatwienie klientom realizacji projektu integracji. Na przykład, jeśli system ERP chce wiedzieć, czy zadanie zostało wykonane, czy nie, duży ruch we flotach robotów mobilnych czyni zadanie dokładnego pozyskania tych informacji bardzo trudnym. Opracowaliśmy interfejs API dla ERP, dzięki czemu konfiguracja i wdrożenie pozyskiwania tych informacji w systemie ERP jest znacznie łatwiejsze. Naszym celem jest łatwość integracji, a nie sama integracja.

Wspomniał Pan o flotach robotów poruszających się po halach fabrycznych i o tym, jakim wyzwaniem jest zarządzanie tymi informacjami. Prowadzi to do pytań o bezpieczeństwo. Jak bezpieczne są Wasze produkty? Czy prowadzicie statystyki bezpieczeństwa?

Nie posiadamy statystyk bezpieczeństwa, ponieważ nie mieliśmy jeszcze żadnych poważnych incydentów. Mieliśmy za to przypadki robotów, które wróciły do nas uszkodzone, więc wiemy, że wypadki się zdarzają. Stwierdziliśmy, że największym problemem jest to, że operatorzy wózków widłowych nie zauważają naszych robotów i zderzają się z nimi. Również ludzie przechodzą tuż przed poruszającymi się robotami, jednak wypadki spowodowane nieprawidłowym działaniem lub błędami nawigacyjnymi robotów są według naszego doświadczenia praktycznie niespotykane. Nasze roboty nie informują nas o wypadkach ani nie przekazują innego rodzaju informacji zwrotnych dotyczących bezpieczeństwa. Słyszeliśmy tylko opowieści naszych klientów.

MiR500

Jaka jest strategia pracy z cobotami (robotami współpracującymi) w celu stworzenia czegoś w rodzaju mobilnego cobota? Czy istnieje zapotrzebowanie na tego typu konfigurację? Wydaje się, że byłoby to całkiem przydatne w magazynach i innych zastosowaniach, nawet w produkcji.

Współpracujemy z firmą Universal Robots (UR) w celu montowania cobotów na niektórych z naszych robotów mobilnych. Projekt ten jest obecnie w fazie początkowej. Na przykład współpracujemy z pewnym dostawcą typu Tier-1 (na pierwszy montaż), który chce wykorzystać robota MiR do wybierania produktów z magazynów, umieszczania ich na sobie, a następnie przewożenia ich do miejsca przeznaczenia i dostarczania. Współpracujemy także z pewnym producentem elektroniki, który chce zautomatyzować obsługę swoich maszyn. Ma to polegać na wprowadzeniu cobota zainstalowanego na robocie mobilnym, który będzie się przemieszczał do różnych maszyn w zakładzie w celu ich obsługiwania. 

Oczekuje się, że rynek cobotów instalowanych na robotach mobilnych będzie się rozwijał jak szalony. Nie wiem, czy możemy wierzyć badaniom rynku, ale w tej dziedzinie ma miejsce ogromny wzrost. 

Jakie są inne zastosowania, oprócz tych dwóch wymienionych powyżej, które powodują tak duży wzrost zapotrzebowania na roboty?

Wynika to z wielu różnych czynników. Chcemy współpracować z Universal Robots, aby sprostać temu zapotrzebowaniu. Kluczowym pytaniem jest jednak to, czy będziemy musieli przejść do integracji, czego, jak wspomniałem wcześniej, wolelibyśmy nie robić. Aby połączyć produkty MiR i UR, trzeba dodać kamerę, chwytak, narzędzia, względy wysokościowe itp.

Czy oznacza to, że dalsze rozwijanie tych połączonych produktów nie jest częścią Waszej strategii?

Obecnie nie jest naszą strategią wytwarzanie tych produktów, ponieważ jest to sprzeczne ze strategią obu firm. Ale rynek obecnie tego wymaga. Zasadniczo musimy wybrać jedną z trzech następujących strategii: 1) stworzenie standardowych kombinacji produktów; 2) współpraca z integratorami w celu przygotowania produktów do połączenia/integracji; 3) przygotowanie naszych produktów w taki sposób, abyśmy mieli bardzo prosty system ?plug and play? do tworzenia kombinacji MiR/UR, dzięki czemu każdy z naszych partnerów będzie mógł sam stworzyć takie produkty. Nie podjęliśmy jeszcze decyzji, którą z tych trzech opcji wybierzemy, ale bardzo dokładnie je analizujemy.

Wygląda na to, że bezpieczeństwo byłoby jeszcze większym problemem w przypadku połączonego robota MiR/UR, ponieważ stopnie ruchu zwiększają złożoność produktu.

Zadajemy sobie pytanie, czy słusznie jest próbować budować tego typu produkty lub zwracać się do naszych klientów, aby ich używali? Jest to tak skomplikowane, że tylko nieliczni klienci będą mieli kompetencje do bezpiecznej pracy z tymi produktami. To niektóre z kwestii, które rozważamy, i myślę, że w ciągu najbliższego roku będziemy lepiej rozumieć, czego chce rynek i jaką strategię obrać, aby to wdrożyć.

Mówiąc o złożoności, myślę o programowaniu 5- lub 6-osiowego cobota, poruszającego się w przestrzeni na robocie mobilnym. Wydaje mi się, że może to być zbyt skomplikowane do zaprogramowania. Jak zamierzacie poradzić sobie z tym problemem?

Najłatwiejsze jest ustalenie, że cobot i robot MiR nigdy nie poruszają się jednocześnie. Jak można sobie wyobrazić, mogłoby to ograniczyć ich funkcjonalność. Jak już wspomniałem, koncepcja połączonych produktów jest jeszcze we wczesnej fazie i pracujemy nad rozwiązaniami w tym obszarze. Prawdziwą trudność stanowi złożoność stref bezpieczeństwa.

MiR250

Chciałbym poruszyć temat nawigacji. Niedawno firma Tesla przedstawiła prezentację na temat swojego oprogramowania do pełnej jazdy autonomicznej FSD (Full Self Driving). Elon Musk twierdzi, że Tesla produkuje największe i najszybsze na świecie roboty i robotyka może przynieść tej firmie większe dochody, niż produkcja samochodów. Złożoność tego, co zaprezentowano przy użyciu FSD, była ogromna. Zasadniczo to oprogramowanie próbuje symulować i przewidywać rzeczywistość, co według niektórych ludzi jest niemożliwe. Wiem, że produkty firmy MiR to nie samochody, a wy macie bardzo kontrolowane środowisko. Czy korzystacie lub uczycie się z którejś z technologii stosowanej w pojazdach bez kierowcy, takiej jak analiza Big Data, kamery itp., wykorzystywanej w sektorze motoryzacyjnym dla funkcji FSD?

Jest oczywiste, że stopnie swobody są nieskończenie większe w przypadku samochodów. Używając robotów MiR, możemy założyć, że w naszym kontrolowanym środowisku przestrzegane są pewne zasady, a przepisy ruchu drogowego są przestrzegane prawidłowo. Na całe to wyzwanie patrzymy na dwa sposoby. Pierwszy z nich to ?Pre-5G? (?przed wprowadzeniem sieci 5G?), a drugi to ?Post-5G? (?po wprowadzeniu sieci 5G?). Obecnie w systemie Pre-5G do komunikacji z robotem i flotą używamy sieci Wi-Fi. Jest ona niestabilna, mamy ograniczone przepustowości, ponadto podczas przemieszczania się robotów występują problemy, wynikające głównie z kłopotliwego przełączania między punktami dostępowymi Wi-Fi. Komunikując się przez Wi-Fi, nie możemy nigdy pozwolić na sterowanie systemem nawigacyjnym przez oprogramowanie w chmurze lub na krawędzi sieci. W tym przypadku musimy umieścić całe oprogramowanie podejmujące ważne decyzje w samym robocie. Problemem staje się wtedy nagrzewanie się robota w związku z przetwarzaniem dużych ilości informacji itp. W związku z tym jesteśmy ograniczeni pod względem wielkości mocy obliczeniowej, jaką możemy zainstalować w robocie.

Instalujemy też w robotach takie wyposażenie, jak kamera komunikująca się z flotą, aby na przykład unikać kolizji. Wszystko to stanowi obciążenie dla robota podczas jego intensywnego użytkowania. Aby rozwiązać te problemy, tworzymy coraz więcej technologii jazdy autonomicznej, a nawet zgłaszamy patenty na tę technologię i konkurujemy o patenty z Google, Uberem i innymi firmami, które wykorzystują technologię FSD.

Jest też technologia sieci 5G. Gdy mamy już 5G, to nagle świat staje przed nami otworem. Dzięki 5G możemy uzyskać znacznie bardziej niezawodną komunikację między robotem a flotą, dzięki wysokiej przepustowości tej sieci. Dzięki 5G możemy wykorzystywać więcej sztucznej inteligencji bez zwiększania mocy obliczeniowej robota. Gdy tylko dowiemy się, że sieć 5G jest wykorzystywana w zakładach naszych klientów, możemy zacząć zwiększać jej wykorzystanie w naszych produktach. Bardzo uważnie śledzimy rozwój sieci 5G. Stoimy jednak przed pewnym dylematem. Jeśli zainwestujemy w tę technologię zbyt wcześnie, utkniemy z wieloma niewykorzystanymi inwestycjami w nasze produkty, ale jeśli się spóźnimy, to nasza konkurencja zrobi to jako pierwsza. 

Myślę, że od zaadaptowania technologii 5G dzielą nas prawdopodobnie dwa lata. Wiem, że niektóre wiodące firmy już to robią, ale jak na razie tylko kilka z nich. Natomiast my będziemy mogli to zrealizować dopiero wtedy, gdy nasi klienci będą mieli już zainstalowane sieci 5G.

Obecnie toczy się wielka debata, czy do nawigacji w pojazdach sterowanych przez FSD lepsza jest technologia LIDAR (Light Detection And Ranging; metoda pomiaru odległości poprzez oświetlanie celu światłem laserowym i pomiar odbicia za pomocą czujnika) czy kamery. Czy dotyczy to firmy MiR i rodzaju wykorzystywanej przez nią technologii?

Wykorzystujemy obydwie te technologie, ale ze względów bezpieczeństwa najczęściej jest to LIDAR. Nie udało nam się znaleźć takiego sposobu na wystarczająco szybkie przetwarzanie obrazu, który można by było zastosować w naszych robotach, jednocześnie zachowując wysoki poziom bezpieczeństwa, który jest wymagany w przypadku LIDAR. Technologia ta może być wykorzystywana w sposób deterministyczny do zapewnienia bezpieczeństwa. Jednak do celów czystej nawigacji używamy kamer.

W drugim kwartale 2021 roku na całym świecie zainwestowano 6,5 miliarda USD w firmy robotyczne typu unicorn (dosł. ?jednorożec?; firmy typu start-up, wyceniane na co najmniej 1 mln USD), przy czym zawarto ponad 177 transakcji, a każda z nich była warta średnio około 37 milionów USD. W jaki sposób cały ten kapitał inwestowany w robotykę wpływa na Waszą strategię biznesową? Czy inwestujecie, przejmujecie inne firmy, czy raczej się nie wychylacie w tej sprawie?

Zdajemy sobie sprawę z tego, że inwestycje, zarówno pod względem wielkości, jak i częstotliwości, w firmach start-up z sektora robotyki eksplodują, a przynajmniej bardzo szybko rosną. Prognozy rynkowe są wystarczająco duże dla wielu firm, wielokrotnie większych od naszej. Staramy się rozwijać ten rynek najlepiej, jak potrafimy. Uważamy, że naszym największym konkurentem jesteśmy my sami. Obecnie odchodzi się od tradycyjnych technologii, w których ręcznie pchamy lub ciągniemy wózki, aby przemieszczać materiały, lub wykorzystujemy przenośniki. Wszystkie te tradycyjne technologie można przekształcić na systemy robotyczne. A zatem potencjał rynku jest ogromny. A możliwość dokonania tej transformacji istnieje dzięki uzyskiwaniu dojrzałości przez nasze produkty oraz opracowywaniu solidnych i stabilnych rozwiązań. Przeszliśmy już ten etap, w którym roboty były tylko zabawnymi maszynami. Teraz są to systemy automatyki, które muszą działać nieprzerwanie (24/7). Musimy je serwisować w czasie przerw w produkcji w zakładach naszych klientów, aby praca została jak najszybciej wznowiona. Myślę, że największe wykorzystanie potencjału robotów ? które będzie następowało stopniowo, ale się zdarzy ? będzie miało miejsce wtedy, gdy technologia robotyki osiągnie poziom przemysłowy. Oznacza to, że jej jakość i niezawodność będzie na tym samym poziomie co jakość i niezawodność przemysłowych sterowników PLC oraz że roboty będą mieć takie cechy i funkcje oraz realizować takie usługi, które pozwolą firmom realnie polegać na robotyce w systemie 24/7. Kiedy to osiągniemy, potencjał rynku eksploduje. Pracujemy obecnie tak szybko i ciężko, jak to tylko możliwe, aby osiągnąć ten punkt. Czy obawiamy się konkurencji? Nie. Nawet gdybyśmy myśleli, że ktoś nas pokona w tym wyścigu, rynek jest wystarczająco duży dla wielu innych graczy. Chcemy tylko jak najszybciej osiągnąć ten cel. 

Dziękuję za rozmowę.