Współpraca człowieka i robota: most między lukami w produktywności

Jak współpraca człowieka z robotem przyczynia się do mierzalnego wzrostu produktywności

Podział zadań: wykorzystanie zręczności ludzkiej i precyzji robota w celu osiągnięcia optymalnej wydajności

Gdy firmy przydzielają zadania strategicznie, uwzględniając to, co najlepiej potrafią ludzie i maszyny, uzyskują znacznie lepsze wyniki ogółem. Ludzie zwykle zajmują się problemami wymagającymi szybkiego myślenia i delikatnych czynności, w których kluczowe jest sądzenie, podczas gdy roboty współpracujące – zwane też czasem cobotami – wykonują z niesamowitą dokładnością powtarzające się zadania. Taki podział zmniejsza obciążenie zarówno umysłu, jak i ciała pracowników, umożliwiając im skupienie się na tych aspektach pracy, które rzeczywiście dodają wartości dla przedsiębiorstwa. Przykładem mogą być hale produkcyjne, gdzie takie podejście przyniosło rzeczywiste korzyści.

• Coboty wykonują umieszczanie komponentów z wysoką precyzją (dopuszczalny błąd ±0,1 mm)
• Operatorzy ludzcy przeprowadzają końcowe inspekcje jakości oraz rozwiązywanie anomalii
• Zespoły mieszane kończą złożone montaże o 40% szybciej niż podejścia wyłącznie ręczne

Rzeczywisty wpływ: zwiększenie wydajności o 15–22% w montażu samochodów przy użyciu robotów współpracujących

Producenci samochodów odnoszą rzeczywiste korzyści po wdrożeniu robotów współpracujących (cobots) w swoich fabrykach. Zgodnie z badaniami opublikowanymi w zeszłym roku i obejmującymi kilka linii produkcyjnych, większość zakładów odnotowała około 18-procentowy wzrost dziennej produkcji. Liczba błędów zmniejszyła się o ponad dwie trzecie, a czas przełączania się między różnymi zadaniami skrócił się o około połowę w porównaniu do poprzednich warunków. Te usprawnienia są możliwe dlatego, że roboty współpracujące pracują nieprzerwanie – również w trakcie przerw obiadowych i krótkich postojów, które zwykle spowalniają procesy produkcyjne. Przeprowadzone wśród pracowników fabrycznych ankiety wykazały, że odczuwają oni około 30-procentowe zmniejszenie zmęczenia po pracy wraz z tymi robotami współpracującymi. W niektórych zakładach rozpoczęto nawet planowanie dodatkowych czynności konserwacyjnych w okresach, które wcześniej stanowiły czas przestoju, ponieważ roboty współpracujące przejęły dziś wiele rutynowych zadań.

Przykład praktyczny: 18-procentowe skrócenie czasu cyklu w dużej fabryce motocyklowej dzięki zasilaniu części przez ludzi i roboty

Jeden z głównych niemieckich producentów samochodów całkowicie przebudował sposób dostarczania części na linie montażowe, wdrażając roboty współpracujące wyposażone w systemy wizyjne, które pracują bezpośrednio obok pracowników. Te inteligentne maszyny skanują pojemniki magazynowe za pomocą zaawansowanej technologii czujników 3D, aby znaleźć dokładnie to, czego potrzeba. Gdy technik zgłasza żądanie danej części, system dostarcza ją w ciągu zaledwie pół sekundy. To, co czyni ten system szczególnie imponującym, to jego zdolność do ciągłej autokorekcji w oparciu o rzeczywiste ruchy pracowników podczas ich zmian. Wyniki mówią same za siebie: ogólny czas cyklu spadł o prawie 18 procent w całej fabryce. Technicy nie tracą już czasu na chodzenie tam i z powrotem – oszczędzają dziennie około 1,7 kilometra chodu. Najbardziej zadziwiające jest jednak skrócenie czasu przestoju między poszczególnymi zadaniami o aż 85%. Oznacza to, że każda komórka produkcyjna odzyskuje tygodniowo około 34 cenne godziny, które mogą zostać wykorzystane na rzecz rzeczywistej produkcji zamiast czekania.

Przyzwyczażanie barier wdrożenia współpracy człowieka z robotem

Ukryte koszty poza sprzętem: przeszkolenie, zarządzanie zmianą i zaufanie pracowników

Gdy firmy myślą o robotach, zazwyczaj skupiają się na zakupie samych maszyn, ale istnieją w rzeczywistości znacznie większe koszty związane z pracą ludzi obok robotów – koszty te są jednak najczęściej pomijane. Szkolenie ponowne pracowników stanowi od około jednej czwartej do prawie jednej trzeciej całkowitych wydatków firmy na wdrażanie nowych technologii. Obejmuje to wszystko – od nauczania pracowników programowania systemów po zapewnienie, że wszyscy doskonale znają zasady bezpieczeństwa. Następnie dochodzą koszty zarządzania wszystkimi zmianami wymaganymi w codziennej działalności operacyjnej. Około sześć na dziesięć producentów stwierdza, że wydaje znacznie więcej niż przewidywało, wyłącznie na przeprojektowanie swoich procesów roboczych. Nie należy także zapominać o zapewnieniu pracownikom poczucia komfortu wobec całej tej koncepcji. Gdy firmy poświęcają czas na otwartą rozmowę z zespołem i angażują pracowników w planowanie sposobu wprowadzania tych zmian, pomaga to złagodzić obawy związane z utratą pracy. Bez takich działań około jedna trzecia wszystkich wdrożeń robotów kończy się w pewnym stopniu opóźnieniem. Podsumowując: firmy, które zwracają uwagę na te związane z ludźmi aspekty, zazwyczaj osiągają zwrot z inwestycji znacznie szybciej – czasem nawet o 40 procent szybciej – ponieważ od samego początku wszystko przebiega znacznie sprawniej.

Uproszczenie integracji: platformy typu plug-and-play skracające czas wdrażania o 60%

Współczesne rozwiązania integracyjne usuwają te stare przeszkody programistyczne, wykorzystując standardowe połączenia sprzętowe oraz gotowe komponenty oprogramowania. Nowe systemy typu plug-and-play są wyposażone w intuicyjne narzędzia przeciągnij-i-upuść do tworzenia przepływów pracy, działają na różnych maszynach — nawet starszych — dzięki uniwersalnym protokołom, a ponadto zawierają już zatwierdzone kontrole bezpieczeństwa. Dzięki temu skraca się czas potrzebny na certyfikację oraz uruchomienie całego systemu. Niektóre firmy, które wczesnym etapie przetestowały te rozwiązania, odnotowały przyśpieszenie skalowania produkcji o około 60 proc. w porównaniu do poprzednich metod, przy jednoczesnym zmniejszeniu liczby inżynierów zajmujących się konfiguracją o ok. 45 proc. w stosunku do typowych wymagań stawianych przy tradycyjnych metodach w przeszłości.

Następna granica: wspólpraca człowieka i robota wzmocniona sztuczną inteligencją dla adaptacyjnych przestrzeni roboczych

Predykcja zamiaru w czasie rzeczywistym przy użyciu urządzeń noszelnych oraz fuzji danych wizyjnych

Systemy przewidywania intencji oparte na sztucznej inteligencji zmieniają sposób, w jaki ludzie współpracują z robotami, łącząc dane pochodzące z urządzeń noszonych i systemów rozpoznawania wizyjnego. Urządzenia noszone śledzące ruch wykrywają takie rzeczy jak napięcie mięśni lub sposób zginania się stawów podczas wykonywania zadań, podczas gdy te zaawansowane kamery 3D rzeczywiście widzą, gdzie dana osoba znajduje się względem maszyn w jej otoczeniu. Następnie modele uczenia maszynowego przetwarzają wszystkie te informacje, aby przewidzieć, co dana osoba zrobi w najbliższej przyszłości – z wyprzedzeniem od pół sekundy do prawie całej sekundy. To zapewnia robotom wystarczający czas ostrzeżenia, aby przygotować narzędzia w odpowiedniej pozycji, zmienić trasę działania w razie potrzeby lub po prostu całkowicie się zatrzymać przed zaistnieniem jakiegokolwiek zagrożenia. Zakłady wprowadzające te systemy zgłaszają około 40-procentowy spadek wypadków związanych z uderzeniem robotów w pracowników oraz szybsze przejścia pomiędzy pracownikami podczas przekazywania zadań. Niemniej jednak dopasowanie tych systemów do konkretnych potrzeb wymaga czasu, ponieważ firmy muszą ustalić, jak duża wartość wyprzedzenia jest optymalna dla poszczególnych rodzajów zadań.

Ta technologia dynamicznie zmienia przestrzeń roboczą w zależności od rzeczywistego sposobu poruszania się ludzi w jej obrębie. Jeśli czujniki zauważą, że pracownik stale sięga po części ponad swoje stanowisko pracy, system automatycznie przesunie te pojemniki magazynowe bliżej. System wizyjny idzie jednak jeszcze dalej: wykrywa subtelne sygnały, których zwykłe urządzenia noszone nie są w stanie zarejestrować — na przykład kierunek ruchu oczu pracownika w stronę danego obiektu jeszcze przed jego fizycznym sięgnięciem po niego. Takie inteligentne dostosowania zapewniają płynniejszą współpracę między pracownikami a robotami: reagują one na to, co dzieje się w danej chwili, zamiast czekać na powstanie problemów w przyszłości. Zakłady wdrażające to podejście zgłaszają znaczne skrócenie tych drobnych utrat czasu, które dotychczas przez cały dzień obniżały wydajność produkcji.

Gdy te czujniki współpracują ze sobą, tworzą inteligentne przestrzenie robocze, które automatycznie dostosowują się do zmieniających się warunków. Środowisko oraz sposób działania robotów ciągle się zmieniają w zależności od ruchu ludzi w ich pobliżu. Niektóre firmy korzystające już z tej technologii odnotowały przyspieszenie linii montażowych o 15–22%, ponieważ pracownicy nie muszą już tak często zatrzymywać się z powodów bezpieczeństwa. W przyszłości kluczowym krokiem będzie zdolność maszyn do rozumienia całych zadań, a nie tylko pojedynczych ruchów. Taki sposób myślenia pozwala robotom i ludziom współpracować w nowy sposób – maszyna rzeczywiście wie, co następuje dalej w procesie roboczym.

Często zadawane pytania

Czym są koboty? Roboty współpracy (cobots) to roboty zaprojektowane do pracy obok pracowników ludzkich, dzielące się z nimi zadaniami w celu zwiększenia produktywności i efektywności.

W jaki sposób współpraca człowieka i robota poprawia produktywność? Dzięki strategicznemu przydzielaniu zadań z uwzględnieniem ludzkiej zręczności i precyzji robotów firmy odnoszą znaczne korzyści pod względem wydajności, dokładności i wielkości produkcji.

Jakie są przeszkody wdrożenia współpracy człowieka i robota? Ukryte koszty, takie jak szkolenia ponowne, zarządzanie zmianami oraz budowanie zaufania pracowników, stanowią główne bariery, które należy pokonać w celu pomyślnego wdrożenia.

W jaki sposób można uprościć integrację? Zastosowanie platform typu plug-and-play z ustandaryzowanymi połączeniami sprzętowymi oraz przyjaznymi dla użytkownika narzędziami oprogramowania może skrócić czas wdrażania i zmniejszyć złożoność integracji w porównaniu do tradycyjnych metod.