Коллаборативные роботы в Индустрии 4.0

17.09.2021
Андрей Садовский, менеджер по развитию партнерской сети на территории России и стран СНГ компании Universal Robots

Рынок постоянно меняется, меняются также запросы потребителей. Сегодня клиентов почти невозможно удовлетворить массовым продуктом, созданным для всех и одновременно ни для кого конкретно. Все больше увеличивается спрос на уникальную, кастомизированную продукцию, что заставляет производителей отойти от парадигмы массового производства и уменьшать размер партий, в то же время повышая разнообразие продукции, чтобы оставаться конкурентоспособными. Концепция Индустрии 4.0 появилась как раз для того, чтобы коренным образом изменить промышленную среду, помочь компаниям удовлетворить новые потребности современного глобального рынка.

Термин «Индустрия 4.0» (Industrie 4.0) впервые был использован в Германии в 2011 году на одной из промышленных выставок в Ганновере. Именно немцы первыми последовательно и на государственном уровне начали продвигать идею о необходимости более широкого применения информационных технологий в производстве с целью сохранения и увеличения конкурентных преимуществ национальной промышленности. Сделать это предполагалось посредством усиленной интеграции «киберфизических систем» (cyber-physical system, CPS) в заводские процессы. Примеру Германии последовали и другие страны, поэтому теперь Индустрия 4.0 прочно ассоциируется с четвертой промышленной революцией, а зачастую выступает в качестве ее синонима.

 

Коботы и люди совместно трудятся на заводе медицинской техники в Швеции

 

Концепция Индустрии 4.0 предполагает новый подход к производству, основанный на массовом внедрении информационных технологий в промышленность, масштабной автоматизации как бизнес, так и производственных процессов, а также на широком внедрении искусственного интеллекта. Здесь происходит не просто переосмысление принципа сборочной линии, но и активное создание сети машин, которые не только смогут производить товары с меньшим количеством ошибок и брака, но также будут способны автономно изменять производственные шаблоны как это необходимо, оставаясь при этом высоко эффективными. Преимуществ следования такой концепции действительно много: начиная с повышения производительности, гибкости производства и готовности предприятия к новым вызовам рынка, заканчивая повышением безопасности сотрудников за счет использования роботов для опасных работ и многим другим.

Несмотря на то, что еще третья промышленная революция, начавшаяся в 1970-е годы, повлекла за собой интенсивную автоматизацию и роботизацию производственных процессов, а первый промышленный робот UNIMATE заработал на заводе General Motors уже в начале 60-х годов XX века, роботы, особенно коллаборативные, – без преувеличения являются одним из основных компонентов системы Индустрии 4.0. Постепенно коботы становятся обязательным атрибутом любого современного «умного» завода. И это обусловлено рядом причин.

Во-первых, как уже было упомянуто, новые требования рынка и изменения запросов потребителей приводят к постепенному уменьшению размера партий производимой продукции, но в то же время требуется повышать степень ее кастомизации, делая ассортимент все разнообразнее. В условиях, когда жизненный цикл продукции постоянно сокращается компаниям необходимо регулярно отгружать небольшие партии заказов в относительно короткие сроки. Сохраняющее конкурентоспособность современное производство должно обладать высокой степенью гибкости, способностью перестраиваться с минимальным временем простоя, а также производить различную продукцию с неизменным уровнем качества. А если данную ситуацию помножить на нехватку высококвалифицированных кадров, которую глобально ощущают компании, угроза потери конкурентоспособности становится еще более реальной.

Во-вторых, мы живем в мире, который все чаще описывают акронимом VUCA: Volatility (нестабильность), Uncertainty (неопределенность), Complexity (сложность) и Ambiguity (неоднозначность). Эти четыре слова характеризуют текущую бизнес-среду, быстро меняющуюся и во многом даже хаотичную. События 2020 года яснее дали нам понять, что в таком VUCA-мире нельзя стоять на месте, надо быть гибким, постоянно адаптироваться и учиться новому. Интуитивно понятная автоматизация с помощью коллаборативных роботов является естественным решением, когда изменения происходят быстро, ограничивая время для планирования, составления бюджета, найма и обучения сотрудников новым навыкам или проведения обширных изменений на заводе и в компании.

 

Коботы UR на заводе по производству электроники в Италии

 

Коллаборативные роботы придают производству необходимую в мире Индустрии 4.0 гибкость, так как их легко перепрограммировать и переоснащать для выполнения новых задач, они не требуют возведения барьеров безопасности вокруг, обладают малыми габаритами, их легко перемещать между участками производства. Кроме того, они могут трудиться почти без перерывов, в несколько смен, что позволяет, в том числе, решить проблему нехватки квалифицированного персонала. Наконец, колаборативные роботы обеспечивают высокую окупаемость инвестиций (средний срок окупаемости коботов составляет всего 1-2 года), в то же время делая автоматизацию доступнее для компаний малого и среднего бизнеса.

При этом спектр применения коботов на производстве крайне широк. Они способны выполнять различные действия: операции сборки, обслуживание станков, сварочные работы, упаковка и паллетирование, тестирование, контроль качества, и т.д. Их точность и высокая степень повторяемости операций сокращает количество бракованной продукции, уменьшает расход материалов, а, следовательно, и количество отходов производства.

 

Этот кейс - также из Италии, но уже с химического завода

 

Еще одним из важнейших свойств коллаборативных роботов, которое делает их незаменимыми для осуществления концепции Индустрии 4.0, является их безопасность для человека. На «умных» фабриках роботы работают не вместо людей, а вместе с ними. Ведь самое главное преимущество совместной работы робота и человека заключается в возможности комбинировать плюсы автоматизации с людской гибкостью, когнитивными навыками и т.н. «soft skills». Исследование, проведенное MIT, показало, что у смешанных команд из роботов и людей время простоя при работе сокращалось на 85% по сравнению с командами, где были только люди. Производственные процессы становятся быстрее, эффективнее и рентабельнее, когда люди и роботы работают вместе. Будущее производства - за совместной работой людей и роботов.

К тому же роботы не устают, способны выполнять задачи, для которых они запрограммированы, с высоким уровнем точности и скорости, недоступным для человека. Они не подвержены физическим травмам, особенно так называемым RSI (Repetitive Strain Injuries) – травмам от повторяющихся деформаций, а также синдрому профессионального перенапряжения (Occupational overuse syndrom, OOS). Это дискомфорт, боли в мышцах и суставах, заболевания опорно-двигательного аппарата, вызванные частым повторением однообразных движений в течение продолжительного времени. Им особенно подвержены работники выполняющие погрузочно-разгрузочные работы, а также занятые на конвейере. Передав подобные задачи коботам, компании значительно уменьшают травматизм на производстве.

Развитие семантического интеллекта сделает коллаборативных роботов еще безопаснее, так как позволит им все лучше оценивать и адекватнее реагировать на окружающую среду, а также лучше распознавать речь и жесты людей вокруг. Например, робот не только распознает, что объект перед ним – это именно человек, а не машина, но и способен прогнозировать его дальнейшие действия. Если сотрудник направляется к двери, и траектория его движения пересекает траекторию движения робота, то последний соответствующим образом перестроит свой путь в реальном времени и продолжит движение без остановки.

Наконец, возможности подключения коллаборативных роботов к облачным сервисам позволяет им легко встраиваться в систему Индустрии 4.0. У подавляющего большинства современных моделей коботов реализована возможность подключения к общей сети предприятия, что позволяет программировать и управлять ими удаленно, а также проводить углубленную аналитику производственных процессов, в том числе и прогностическую.

Итак, коллаборативные роботы являются незаменимым компонентом в реализации концепции Индустрии 4.0. Без них компаниям-производителям невозможно достичь того уровня гибкости и адаптивности, который от них требует современная деловая среда. Дальнейшее развитие коботов позволит им выполнять еще больше задач почти полностью автономно, позволив людям освободить силы и время для выполнения важных функций, доступных только для человека с его аналитическим умом и творческой энергией. В то же время, точность работы коботов и другие их преимущества позволят нам создавать меньше отходов, меньше вредить окружающей среде, значительно сократить количество травм на производстве и лучше заботиться о здоровье персонала. Все это является важной частью современных «умных» производств, где новые технологии работают не только для максимизации выпуска продукции, но и для повышения комфорта человека.

©  Андрей Садовский, менеджер по развитию партнерской сети на территории России и стран СНГ компании Universal Robots 

-- 

Смотрите связанные статьи Robo-педии:

  Публикации

Последние материалы

Метки
AGV ai DARPA DIY DIY (своими руками) DJI Lely pick-and-place RPA VTOL авиация автоматизация автомобили автомобили и роботы автономные аддитивные технологии андроиды анималистичные антропоморфные Арт аэротакси безопасность безработица и роботы беспилотники бионика больницы будущее бытовые роботы вакансии вектор вертолеты видео внедрения роботов военные военные дроны военные роботы встречи высотные выставки газ Германия горнодобыча городское хозяйство гостиницы готовка еды Греция грузоперевозки группы дронов гуманоидные дайджест Дания доение роботизированное доильные роботы домашние роботы доставка беспилотниками доставка и роботы дронизация дроны Европа железные дороги животноводство захваты земледелие игрушки идеи измерения Израиль ИИ ИИ - вкратце инвентаризация Индия Иннополис инспекция интервью интерфейсы инфоботы Ирак Иран искусственный интеллект исследования история Италия Казахстан как заработать Канада кейсы киборгизация кино Китай коботы коллаборативные роботы колонки коммунальное хозяйство компании компоненты конкурсы конспекты конструкторы концепты кооперативные роботы космос курьезы курьеры лабораторные роботы Латвия лизинг линки логистика люди и роботы машинное обучение медицина медицина и роботы металлургия мобильные роботы мойка море морские мусор мусор и роботы надводные наземные военные роботы налоги научные роботы необычные нефтегаз нефть Нидерланды Новая Зеландия Норвегия носимые роботы ОАЭ образование образовательная робототехника обучающие роботы общепит и роботы общество Объединенное Королевство онлайн-курсы робототехники опрыскивание охрана и беспилотники охрана и роботы патенты персональные роботы пищепром пляжи ПО подводные подводные роботы подземные пожарные пожарные роботы полевые роботы полезные роботы Португалия потребительские роботы почта право презентации пресс-релизы применение беспилотников применение дронов применение роботов прогнозы проекты производство производство дронов происшествия промышленность промышленные роботы противодействие беспилотникам работа развлечения и беспилотники развлечения и роботы разработка распознавание речи растениеводство регулирование регулирование дронов регулирование робототехники рекорды рисунки робомех робомобили роботизация робототехника роботрендз роботренды роботы роботы и автомобили роботы и мусор роботы и обучение роботы и развлечения роботы и строительство роботы телеприсутствия роботы-транспортеры робошум рои рой Россия Руанда сад сайт RoboTrends.ru сбор урожая сварка связь сделки сельское хозяйство сенсоры сервисные роботы синтез речи склады склады и роботизация соревнования сортировка сотрудничество софт-роботика социальная робототехника социальные роботы спорт спорт и дроны спорт и роботы строительство США такси телеприсутствие теплицы термины терроризм тесты технологии техносказки торговля транспорт транспортные роботы тренды трубопроводы трубопроводы и роботизация уборка Украина уличные роботы Франция хобби-беспилотники ховербайки Хождение чатбот шагающие роботы Швейцария Швеция шоу экзоскелеты эко-дроны экология электроника энергетика этика (робоэтика) Южная Корея юмор

Подписка: RSS, Email, Telegram
  Информация