सहयोगी रोबोट: छोटे बैच निर्माण के लिए आदर्श

छोटे बैच निर्माण को कैसे बदल रहे हैं सहयोगी रोबोट

आधुनिक उत्पादन में मानव-रोबोट सहयोग की ओर परिवर्तन

हम इन सहयोगी रोबोट्स के साथ एक बड़ी चीज घटते हुए देख रहे हैं, जिन्हें अक्सर कोबॉट्स कहा जाता है। ये मशीनों के लोगों के साथ काम करने के तरीके में एक प्रमुख बदलाव का प्रतिनिधित्व करते हैं, बस उनके स्थान पर आ जाने के बजाय। पारंपरिक कारखाने के रोबोट्स को उनके चारों ओर सुरक्षा पिंजरे की आवश्यकता होती है, लेकिन कोबॉट्स अलग होते हैं। इन नवीनतर मॉडल में वास्तव में लाइडार सेंसर, उन्नत 3D दृष्टि प्रणाली और बल का पता लगाने की तकनीक जैसी सुविधाएं होती हैं जो उन्हें मानवों के ठीक बगल में काम करने की अनुमति देती हैं बिना नुकसान पहुंचाए। कई विनिर्माण संचालनों के लिए, इसका अर्थ है कि वे स्टेशनों के बीच भागों को स्थानांतरित करने या मशीनों को लोड/अनलोड करने जैसे उबाऊ, दोहराव वाले कार्यों को संभाल सकते हैं। इसी समय, मानव कर्मचारी उत्पाद की गुणवत्ता की जांच करने और उन महत्वपूर्ण निर्णयों पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं जहां निर्णय लेने की आवश्यकता होती है। फ्यूचर मार्केट इनसाइट्स की एक हालिया रिपोर्ट में पाया गया कि लगभग आधे (लगभग 42%) छोटे और मध्यम व्यवसाय पुरानी स्वचालन विधियों के बजाय कोबॉट्स का चयन कर रहे हैं क्योंकि वे कम जगह लेते हैं, त्वरित स्थापना की अनुमति देते हैं और कंपनियों को अपने मौजूदा कार्यशाला क्षेत्रों का बेहतर उपयोग करने की अनुमति देते हैं।

सहयोगी रोबोट लचीलेपन और प्रतिक्रियाशीलता को कैसे बढ़ाते हैं

सहयोगी रोबोट उन संचालनों में विशेष रूप से उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं जहाँ त्वरित परिवर्तन की आवश्यकता होती है। इनकी मॉड्यूलर संरचना और उपयोग में आसान प्रोग्रामिंग प्रणाली के कारण हम इन्हें पैकिंग क्षेत्रों से असेंबली लाइन या गुणवत्ता जांच तक मात्र दो घंटे से भी कम समय में स्थानांतरित कर सकते हैं। यह पुरानी स्वचालित प्रणालियों को फिर से स्थापित करने की तुलना में लगभग 90 प्रतिशत तेज़ है। ऐसे वास्तविक कारखानों को देखते हुए जो इन कोबॉट्स का उपयोग कर रहे हैं, अधिकांश बताते हैं कि उत्पाद डिज़ाइन में बदलाव के प्रति उनकी प्रतिक्रिया 30 से 50 प्रतिशत तक तेज़ हो गई है। विशेष रूप से बनाए गए भाग या विशेष संस्करण के उत्पादों के छोटे उत्पादन चक्रों के लिए यह बहुत फायदेमंद है। इसके अलावा मोबाइल संस्करण भी हैं जो सही समय पर आवश्यक सामग्री को सही स्थान पर पहुँचाते हैं। अब अधिक नहीं लगता कन्वेयर बेल्ट को तोड़ने और महंगे संशोधनों में हफ्तों बिताने का।

एसएमई के बीच सहयोगी रोबोट के बढ़ते अपनाने

छोटे और मध्यम उद्यम वर्तमान में सहयोगी रोबोट्स के साथ वास्तविक रूप से तेजी पकड़ रहे हैं। संख्याएँ यह भी एक दिलचस्प कहानी सुनाती हैं - 2022 की शुरुआत के बाद से एसएमईज़ (SMEs) में तैनाती की दर बड़ी निगमों की तुलना में तीन गुना तेज रही है। 2024 के हालिया उद्योग आंकड़ों के अनुसार, लगभग दो-तिहाई उत्पादन इकाइयाँ जिनके कर्मचारी 500 से कम हैं, पहले से ही 1,000 इकाइयों से कम के उत्पादन के लिए कोबॉट्स (cobots) का उपयोग कर रही हैं। क्यों? खैर, इन कंपनियों को यह बात पसंद है कि अब उन्हें महंगे सुरक्षा पिंजरों की आवश्यकता नहीं होती, उन्हें महज एक साल थोड़ा अधिक समय में निवेश वापस मिल जाता है, और कर्मचारी खुश रहते हैं क्योंकि खतरनाक कार्य मशीनों द्वारा संभाले जाते हैं। स्पेन के ऑटो उद्योग में हो रहे परिवर्तन को इसका प्रमाण मानें। वहाँ की वर्कशॉप्स जिन्होंने कोबॉट प्रौद्योगिकी अपनाई, उनका छोटे बैचों के उत्पादन में लगभग दोगुना वृद्धि हुई, साथ ही कार्यस्थल पर चोटों में लगभग पाँच में से चार भाग की कमी आई। जब आप इस बारे में सोचते हैं, तो यह काफी प्रभावशाली है।

अनुकूलित, कम उत्पादन वॉल्यूम में सहयोगी रोबोट्स के प्रमुख लाभ

उच्च-मिश्रण, कम-आयतन विनिर्माण की बढ़ती मांग को पूरा करना

सहयोगात्मक रोबोट विशेष रूप से उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं जब प्रत्येक बैच में 15 से अधिक विभिन्न उत्पाद बन रहे हों—जो कि लघु आयतन उत्पादकों में लगभग दो-तिहाई तक को प्रभावित करता है, जैसा कि मैकिन्से के पिछले वर्ष के अनुसंधान में बताया गया था। ये मशीनें कारों और चिकित्सा उपकरणों के लिए भाग बनाने के बीच आश्चर्यजनक रूप से तेज़ी से स्विच कर सकती हैं—कभी-कभी केवल कुछ घंटों के भीतर उत्पादन बदल लेती हैं। पारंपरिक विनिर्माण सेटअप नए कार्यों के लिए पुनः प्रोग्राम करने में अक्सर सप्ताह ले लेते हैं, लेकिन कोबॉट्स में सरल दृश्य प्रोग्रामिंग उपकरण होते हैं जो सेटअप समय को नाटकीय ढंग से कम कर देते हैं। कुछ कारखानों ने इन सहज इंटरफेस के धन्यवाद पिछले सेटअप घंटों में 40 से 60 प्रतिशत तक की बचत की है, जैसा कि इस वर्ष की शुरुआत में ऑटोमेशन वर्ल्ड में उल्लेखित किया गया था।

पुनः कॉन्फ़िगर करने योग्य कार्यप्रवाह जो डाउनटाइम को न्यूनतम करते हैं

आधुनिक कोबॉट सेल मॉड्यूलर टूल चेंजर को एकीकृत करते हैं, जो समर्थन करते हैं 15+ एंड-इफेक्टर कॉन्फ़िगरेशन , प्रत्येक कार्य के लिए समर्पित लाइनों को समाप्त करते हुए। हाल की एक उद्योग तुलना में पाया गया कि कोबॉट-संचालित सुविधाओं में 92% उपकरण उपयोग दर प्राप्त होती है, जबकि निश्चित-स्वचालन वाले संयंत्रों में यह दर 61% है। यह दक्षता विविध आदेशों को प्रबंधित करते समय अत्यंत महत्वपूर्ण है, जैसे:

• एयरोस्पेस ब्रैकेट्स के 50 इकाई बैच
• 200 अनुकूलित आईओटी सेंसर हाउजिंग
• 75 प्रोटोटाइप मेडिकल इम्प्लांट

लचीली कोबॉट सेल द्वारा सक्षम त्वरित परिवर्तन

कोबॉट का उपयोग करने वाले शीर्ष ऑटोमोटिव आपूर्तिकर्ता 24 मिनट के परिवर्तन उत्पाद परिवारों के बीच — पारंपरिक स्वचालन (AMFG 2024) की तुलना में 83% तेज़। यह गति हल्के निर्माण (15–35 किग्रा पेलोड) और दृष्टि-निर्देशित स्थिति के कारण आती है जो नए फिक्सचर लेआउट के अनुरूप स्वतः समायोजित हो जाती है।

केस अध्ययन: एगाइल कोबॉट एकीकरण के साथ इलेक्ट्रॉनिक्स असेंबली लाइन

मिडवेस्ट के एक निर्माता ने कोबॉट तैनाती के माध्यम से सैन्य-ग्रेड कनेक्टर्स के लिए लीड टाइम को 14 दिनों से घटाकर 36 घंटे कर दिया। यह प्रणाली निम्नलिखित को जोड़ती है:

• नाजुक घटकों को संभालने के लिए बल-सीमित UR10e आर्म
• 12 विशेष ग्रिपरों के साथ मॉड्यूलर EOAT रैक
• आदेश प्राथमिकता के लिए वास्तविक समय में MES एकीकरण
  इस सेटअप ने 25 से 300 इकाइयों की साप्ताहिक बैच आकार की आवश्यकताओं के साथ 99.4% प्रथम बार उपज प्राप्त की।

सहयोगी रोबोटों का विद्यमान निर्माण प्रणालियों में एकीकरण

बिना दैनिक संचालन में गड़बड़ किए अपने निवेश पर अच्छा रिटर्न प्राप्त करने की इच्छा रखने वाले निर्माताओं को सहयोगी रोबोट्स की क्षमताओं को कारखाने के फर्श पर जो कुछ भी हो रहा है, उसके साथ मिलाना होगा। पिछले साल प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, जिन कंपनियों ने इन रोबोट्स को स्थापित करने से पहले अपने कार्यों का ध्यानपूर्वक विश्लेषण किया, उन्हें उन स्थानों की तुलना में 37 प्रतिशत तेजी से एकीकरण का लाभ मिला जहाँ बस रोबोट्स को डाल दिया गया और देखा गया कि क्या होता है। शुरुआत उन सभी उबाऊ, दोहराए जाने वाले कामों को ढूंढने से करें जैसे पेंच कसना या घटकों को व्यवस्थित करना, जहाँ इन कोबॉट्स को सौंपकर कर्मचारियों की थकान कम की जा सकती है और फिर भी इलेक्ट्रॉनिक गैजेट्स के असेंबली के लिए 2023 में ऑटोमेशन वर्ल्ड द्वारा बताई गई धातु टॉलरेंस सीमा जो प्लस या माइनस 0.1 मिलीमीटर है, को प्राप्त किया जा सकता है। चीजों का परीक्षण करते समय सामान्य शिफ्ट के दौरान मशीनों को फीड करने के साथ वे कितनी अच्छी तरह से निपटते हैं, यह जांचने के लिए पहले अलग-अलग कोबॉट कार्यस्थल स्थापित करना तार्किक होता है, इससे पहले कि एक साथ कई अलग-अलग उत्पादन क्षेत्रों में उनका विस्तार किया जाए।

मानव-कोबॉट सहयोग के लिए उपयुक्त कार्यों का आकलन

उन उच्च-आवृत्ति, कम-परिवर्तनशीलता वाले कार्यों पर ध्यान केंद्रित करें जहां कोबॉट मानव निर्णय की पूरकता करते हैं। इसमें आमतौर पर सीएनसी मशीन लोडिंग (जिसका उपयोग प्रारंभिक अपनाने वालों में से 72% द्वारा किया जाता है) और उप-0.5 मिमी सटीकता की आवश्यकता वाले दृष्टि-निर्देशित निरीक्षण शामिल हैं।

ऑपरेटरों और सहयोगी रोबोट्स के बीच स्पष्ट भूमिकाओं को परिभाषित करना

भूमिका-आधारित आवंटन अपनाएं: ऑपरेटर जटिल उपकरण परिवर्तन का प्रबंधन करते हैं, जबकि कोबॉट दोहराव वाले वेल्ड या चिपकने वाले पदार्थों के अनुप्रयोग को संभालते हैं। इस मॉडल का उपयोग करने वाली सुविधाओं में उत्पादन त्रुटियों में 22% की कमी देखी गई है (रोबोटिक्स बिज़नेस रिव्यू 2023)।

छोटे से शुरुआत: सुरक्षित रूप से कोबॉट तैनाती को मापदंडित करने के लिए पायलट परियोजनाएं

पैकेजिंग या पैलेटाइज़िंग में 90-दिवसीय पायलट परियोजनाओं के साथ शुरुआत करें, जहां कोबॉट आमतौर पर 5—7 महीने का आरओआई प्रदान करते हैं। इस चरणबद्ध दृष्टिकोण से कार्यबल के अनुकूलन को समर्थन मिलता है और भविष्य के अनुकूलन के लिए साइकिल-समय डेटा उत्पन्न होता है।

छोटे बैच दक्षता के लिए सही सहयोगी रोबोट का चयन करना

विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए पेलोड, पहुंच और परिशुद्धता का आकलन

सहयोगी रोबोट तब अधिकतम मूल्य प्रदान करते हैं जब उनकी विशिष्टताएँ अनुप्रयोग की आवश्यकताओं के अनुरूप होती हैं। चयन के लिए इस ढांचे का उपयोग करें:

अनुप्रयोग	अनुशंसित भार	इष्टतम पहुँच	परिशुद्धता सहिष्णुता
इलेक्ट्रॉनिक्स असेंबली	3–5 किग्रा	700–900 मिमी	±0.05 मिमी
मशीन टेंडिंग	10–15 किग्रा	1,300–1,500 मिमी	±0.2 मिमी
नियति वार्डिंग	5–8 किग्रा	1,000–1,200 मिमी	±0.1 मिमी

2024 के एक रोबोटिक्स दक्षता अध्ययन में पाया गया कि निर्माताओं में से 68% उपयोग से अधिक पेलोड क्षमता खरीदते हैं, जिससे प्रति यूनिट प्रारंभिक लागत में 14,000–22,000 डॉलर की वृद्धि होती है। उदाहरण के लिए, 3 किग्रा घटकों को संभालने वाला 10 किग्रा का कोबॉट प्रति चक्र अपनी संभावित ऊर्जा का 40% बर्बाद कर देता है। हमेशा एंड-इफेक्टर के वजन (+15–20% मार्जिन) और भविष्य की सहायक आवश्यकताओं को ध्यान में रखें। सहयोगी रोबोट चयन दिशानिर्देश अंतिम रीच आवश्यकताओं की पुष्टि करने से पहले अधिकतम भाग आयामों को मापने पर जोर देते हैं।

कस्टम उत्पादन आवश्यकताओं के अनुरूप कोबॉट विशेषताओं का मिलान करना

आधुनिक कोबॉट विशेष वर्कफ़्लो के अनुरूप ढलने के लिए मॉड्यूलर ग्रिप, विज़न सिस्टम और फोर्स फीडबैक प्रदान करते हैं। फार्मास्यूटिकल बैच रन में, IP54 सीलिंग और <0.01 N बल संवेदनशीलता वाले मॉडल वायल हैंडलिंग के दौरान संदूषण को न्यूनतम कर देते हैं। कस्टम फर्नीचर के लिए, 360° सुरक्षा निगरानी और 6-अक्षीय लचीलापन वाले कोबॉट पारंपरिक स्वचालन की तुलना में सैंडिंग और पॉलिशिंग सेटअप में 92% तेज़ प्राप्त करते हैं।

एसएमई और निचे निर्माण के लिए शीर्ष कोबॉट मॉडल की तुलना

छोटे बैच के सेटिंग्स में आरओआई को तीन कारक प्रभावित करते हैं:

• आरओआई अवधि : हल्के ड्यूटी असेंबली कोबॉट्स का ब्रेक-ईवन समय 8–14 महीने होता है, जबकि भारी औद्योगिक रोबोट्स के लिए यह 22+ महीने होता है
• सुरक्षा सर्टिफिकेशन : आईएसओ 10218-1 के अनुपालन और 150N से कम सुरक्षा बल वाले संरक्षणात्मक रोक की जाँच करें
• इकोसिस्टम परिपक्वता : पूर्व-सत्यापित तृतीय-पक्ष उपकरण वाले सिस्टम एकीकरण लागत में 33% की कमी करते हैं

अग्रणी विक्रेता अब उच्च-मिश्रण लाइनों के लिए 12 घंटे की पुनः तैनाती गारंटी प्रदान करते हैं। स्थानीय तकनीकी सहायता प्रदान करने वालों को प्राथमिकता दें, क्योंकि सिद्ध एकीकरण साझेदारी पहले वर्ष के संचालन में अनियोजित डाउनटाइम में 79% की कमी करती है।

कृत्रिम बुद्धिमत्ता और दृष्टि प्रणालियों के साथ सहयोगी रोबोट्स को बढ़ाना

स्मार्ट मानव-कोबॉट इंटरैक्शन में कृत्रिम बुद्धिमत्ता की भूमिका

आधुनिक कोबॉट्स वास्तविक समय में मानव इशारों, ध्वनि आदेशों और कार्यप्रवाह पैटर्न की व्याख्या करने के लिए एआई का उपयोग करते हैं। मशीन लर्निंग पूर्वानुमानित समायोजन को सक्षम करती है—जैसे किसी ऑपरेटर के निकट भुजा की गति को धीमा करना या ईआरपी इनपुट के आधार पर आवश्यक बैच को प्राथमिकता देना—जो संज्ञानात्मक भार को कम करता है और निरंतरता बनाए रखता है।

वास्तविक समय में गुणवत्ता नियंत्रण और अनुकूलन के लिए मशीन विज़न

कृत्रिम बुद्धि द्वारा संचालित दृष्टि प्रणाली नियंत्रित वातावरण में लगभग 99.9% की शुद्धता के साथ दोषों का पता लगा सकती है, जो तेजी से चलने वाली वस्तुओं में भी 0.1 मिमी से छोटी खामियों को पकड़ सकती है। इन प्रणालियों को वास्तविक समय में समायोजन करने की क्षमता ही वास्तविक मूल्य प्रदान करती है। उदाहरण के लिए, यदि कोई गलत संरेखण पाया जाता है, तो एक रोबोटिक बाजू कहीं और वेल्डिंग कर सकती है। या नाजुक पुर्जों को संभालते समय, प्रणाली स्वचालित रूप से पकड़ की मजबूती को समायोजित कर सकती है। हाल ही में हमने ऑटोमोटिव उद्योग में इसके कार्य को अद्भुत रूप से कार्य करते देखा। कुछ निर्माताओं ने इन स्मार्ट दृष्टि प्रणालियों को लागू करने के बाद लगभग 32% तक अपशिष्ट कम करने की सूचना दी। 2023 में मेडिकल डिज़ाइन ब्रीफ्स की एक रिपोर्ट के अनुसार, वे प्रति घंटे लगभग 1,200 व्यक्तिगत पुर्जों की जाँच करने में सक्षम थे।

केस अध्ययन: फार्मास्यूटिकल पैकेजिंग में एआई-संचालित कोबॉट

चिकित्सा क्षेत्र में एक प्रमुख संस्थान ने हाल ही में उन्नत एआई चिप्स से लैस सहयोगी रोबोट का उपयोग शुरू किया है, जो एक ही पैकेजिंग लाइन पर 37 से कम नहीं दवा सूत्रों को संभालते हैं। यह प्रणाली प्रत्येक कैप्सूल में भराव की मात्रा की जाँच के लिए विशेष प्रकाश स्कैनिंग तकनीक का उपयोग करती है और आवश्यकतानुसार कन्वेयर बेल्ट को धीमा या तेज़ भी कर सकती है। इन परिवर्तनों के कारण उत्पादों के बीच स्विच करने में लगने वाला समय लगभग दो-तिहाई तक कम हो गया है, जबकि गुणवत्ता जाँच के दौरान लगभग पूर्ण परिणाम 99.98% सटीकता के साथ प्राप्त किए गए हैं। पिछले वर्ष पैकेजिंग वर्ल्ड इनसाइट्स के अनुसार, यह दर्शाता है कि फार्मास्यूटिकल उत्पादन की कठोर आवश्यकताओं के साथ तालमेल बिठाने में ये स्मार्ट मशीनें कितनी सक्षम हैं।

सामान्य प्रश्न

सहयोगी रोबोट क्या हैं, और वे पारंपरिक कारखाने के रोबोट से कैसे अलग हैं?

सहयोगी रोबोट, या कोबॉट्स, को पारंपरिक फैक्ट्री रोबोट्स के विपरीत सुरक्षा पिंजरों की आवश्यकता के बिना मनुष्यों के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इनमें उन्नत सेंसर और तकनीक होती है जो उन्हें लोगों के निकट सुरक्षित रूप से काम करने की अनुमति देती है।

एसएमई लगातार सहयोगी रोबोट क्यों अपना रहे हैं?

एसएमई सहयोगी रोबोट को वरीयता देते हैं क्योंकि उन्हें कम स्थान की आवश्यकता होती है, त्वरित स्थापना की जा सकती है, और कर्मचारी सुरक्षा सुनिश्चित करते हुए दोहराव वाले कार्यों को संभालकर निवेश पर बेहतर रिटर्न प्रदान करते हैं।

उत्पादन में लचीलेपन और प्रतिक्रियाशीलता को सहयोगी रोबोट कैसे बढ़ाते हैं?

कोबॉट्स मॉड्यूलर और आसानी से प्रोग्राम करने योग्य प्रणाली प्रदान करते हैं जो विभिन्न उत्पादन क्षेत्रों में त्वरित गति और अनुकूलन की अनुमति देते हैं, जिससे पुरानी स्वचालित प्रणालियों की तुलना में डिज़ाइन में बदलाव के प्रति तेज़ी से प्रतिक्रिया होती है।