Как робот повышает уровень автоматизации на производстве?

Роль роботов в современной автоматизации заводов

Понимание того, как роботы трансформируют производственные процессы

В наши дни роботы уже не просто выполняют команды. Они превратились в нечто гораздо более сложное — системы, способные кардинально изменять принципы работы заводов. Когда компании автоматизируют процессы, такие как перемещение материалов или проверка качества продукции, целые производственные линии начинают работать эффективнее, поскольку устраняются раздражающие замедления. Согласно исследованию, опубликованному Международной федерацией робототехники в 2022 году, количество промышленных роботов, установленных по всему миру, ежегодно увеличивалось примерно на 12 процентов по сравнению с предыдущими годами. Это подняло общее число активных машин во всех отраслях промышленности до приблизительно 3,5 миллионов единиц. Производители явно делают большую ставку на эту тенденцию, поскольку возможность быстро корректировать операции сегодня даёт им реальное конкурентное преимущество.

Ключевые преимущества интеграции роботов в производственные линии

Роботизация обеспечивает измеримые преимущества:

• на 45% более быстрое время цикла в задачах сборки автомобилей по сравнению с ручными методами
• 0,5% уровень ошибок в производстве электроники против среднего показателя ошибок человека в 8%
• на 72% ниже уровень травматизма на объектах, использующих роботов для работы с опасными материалами (Netsuite, 2023)

Эти системы также позволяют быстро перенастраивать производственные линии, что даёт возможность фабрикам менять тип продукции за несколько часов вместо недель.

Влияние на основе данных: рост эффективности благодаря внедрению роботов

Метрический	Средний показатель до внедрения роботов	Показатели после внедрения роботов	Улучшение
Затраты на рабочую силу на единицу	$7.20	$3.85	46.5%
Скорость обнаружения дефектов	12 минут	22 секунды	97%
Ежемесячный производственный потенциал	82 000 единиц	141 000 единиц	72%

Данные исследования BCG по производству показывают, что предприятия, сочетающие роботов с датчиками Интернета вещей, достигают на 19% более высокой производительности по сравнению с теми, которые используют автономную автоматизацию. Эта синергия снижает незапланированные простои за счёт корреляции данных о производительности оборудования с алгоритмами прогнозирующего технического обслуживания.

Повышение точности и стабильности с помощью робототехнологий

Точность роботов против ручного труда: количественная оценка сокращения ошибок

Недавний анализ эффективности роботов в 2023 году показал, что они совершают примерно на 70% меньше ошибок по сравнению с людьми, выполняющими задачи точного производства. Разница становится ещё больше в критически важных областях, таких как аэрокосмическое производство. При работе с деталями, требующими измерений в микронах, у роботов отсутствуют мелкие несоответствия, возникающие при ручной регулировке инструментов. Возьмём, к примеру, авиационные двигатели. Роботизированные манипуляторы, собирающие эти сложные компоненты, сохраняют точность в пределах 0,02 мм. Такую точность человеческие руки просто не могут обеспечить стабильно на протяжении времени.

Кейс: Внедрение роботов в сборке полупроводников

Производитель полупроводников сократил количество дефектов на 45% после внедрения совместных роботов (коботов) для обработки кремниевых пластин. Системы коботов с визуальным управлением обнаруживали проблемы с выравниванием менее одного миллиметра, которые были незаметны для техников, а их вакуумные захваты предотвращали микротрещины при установке. Это внедрение позволило сократить расходы на переделку продукции на $120 тыс./месяц и увеличить время безотказной работы производственной линии на 17%.

Сокращение отходов за счёт повторяемых операций роботов

Роботы предотвращают чрезмерное использование материалов, выполняя задачи с повторяемостью 99,8%. В автомобильной промышленности при окраске такая точность уменьшает распыл краски на 32%, что позволяет ежегодно экономить 740 тыс. долларов США на стоимости краски (Ponemon, 2023). Анализ отрасли также показывает, что роботизированная фрезерная обработка ЧПУ снижает уровень металлических отходов на 89% благодаря оптимизированным алгоритмам траектории инструмента.

Рост популярности совместных роботов (коботов) в промышленных приложениях

От промышленных роботизированных манипуляторов к адаптивным коботам, работающим вместе с людьми

Раньше традиционные промышленные роботы изменили принцип работы заводов, взяв на себя опасные или скучные повторяющиеся задачи. Но всегда был подвох — их нужно было изолировать в целях безопасности, что делало их довольно негибкими. На сцену выходят совместные роботы, или коботы, как их кратко называют. Эти современные машины оснащены встроенными функциями безопасности, ограничивающими усилие, и датчиками, которые определяют, когда кто-то приближается слишком близко. Согласно недавнему исследованию Международной федерации робототехники за 2023 год, на рабочих местах, где используются коботы, количество несчастных случаев сократилось примерно на две трети по сравнению с традиционными системами, при этом сохраняется почти идеальная точность выполнения задач. Что делает коботов особенно интересными, так это то, что они работают вместе с людьми, а не заменяют их полностью. Возьмём, к примеру, сборку электроники. Работники могут устанавливать компоненты на печатные платы, в то время как кобот выполняет деликатные операции пайки, требующие миллиметровой точности — то, что большинству людей сложно выполнять стабильно.

Прогноз роста рынка коботов и его последствия для малых и средних предприятий

Исследования рынка показывают, что индустрия совместных роботов будет быстро расширяться, увеличиваясь примерно на 31% год к году до 2030 года. Для малого и среднего бизнеса эти роботы особенно привлекательны, поскольку обычно стоят примерно на 40% меньше, чем традиционные автоматизированные решения. Кроме того, большинство моделей поставляются готовыми к установке «из коробки» с модульными компонентами, которые можно размещать непосредственно рядом с операторами-людьми. То, что делает эту технологию особенно привлекательной для небольших производств, — это возможность легко начать автоматизацию отдельных участков рабочего процесса без необходимости полной модернизации существующей инфраструктуры или значительных первоначальных капитальных вложений.

Кейс: Повышение производительности с помощью коботов на линии упаковки продуктов питания

Производитель сыра, базирующийся во Франции, начал использовать коллаборативных роботов на линии упаковки в прошлом году для работы с деликатными продуктами, такими как ручной Бри и Камамбер. В то же время им удалось увеличить скорость производства по всей линии примерно на 22%. Интересно то, что вместо полной замены персонала люди сменили свои роли. Теперь они выполняют детальные проверки качества и обрабатывают специальные запросы по упаковке, позволяя коботам справляться с базовыми повторяющимися задачами. Компания оценивает ежегодную экономию на расходах по заработной плате примерно в 740 000 долларов США с момента внедрения такого смешанного подхода. Кроме того, сократилось количество проблем с нормами безопасности пищевых продуктов, поскольку все проверяется более тщательно и в соответствии со санитарными стандартами.

Будущее автоматизации производства: продолжение тенденций и развитие

По мере стремительного развития мира производства одно можно утверждать с уверенностью: роботы будут играть важнейшую роль в его будущем. Будь то повышение эффективности, улучшение точности или сокращение отходов — потенциальные сферы применения робототехники обширны и разнообразны. Особое внимание заслуживают коботы, которые предлагают привлекательное решение для малых и средних предприятий, стремящихся найти баланс между человеческим опытом и роботизированной точностью. По мере дальнейшего роста отрасли взаимодействие между людьми и машинами станет ещё более слаженным, что позволит достичь беспрецедентных уровней инноваций и производительности.

Часто задаваемые вопросы

Что такое автоматизация производства?

Автоматизация производства предполагает использование технологий, таких как роботы, для выполнения задач, которые традиционно выполнялись вручную, что приводит к повышению эффективности и точности производственных процессов.

Как роботы улучшают производственные процессы?

Роботы улучшают производственные процессы за счёт автоматизации задач, таких как транспортировка материалов и контроль качества, что снижает неэффективность, ускоряет производственные циклы и минимизирует ошибки.

Каковы преимущества использования роботов на производственных линиях?

Роботизация может привести к сокращению длительности циклов, снижению уровня ошибок, уменьшению рисков травм и возможности быстрой перенастройки производственных линий.

Что такое коботы?

Коллаборативные роботы, или коботы, — это передовые роботы, оснащённые функциями безопасности, такими как ограничение усилия и датчики, которые позволяют им работать рядом с людьми без необходимости изоляции.

Какую пользу приносят коботы малым и средним предприятиям (МСП)?

Коботы являются экономически эффективным решением и требуют меньших первоначальных вложений по сравнению с традиционной автоматизацией. Возможность работать совместно с людьми позволяет МСП постепенно внедрять автоматизацию, сохраняя существующий персонал, что повышает производительность и обеспечивает соблюдение нормативных требований по безопасности.