Ako robot zlepšuje automatizáciu v továrni?

Úloha robotov v modernej automatizácii výroby

Pochopenie toho, ako roboty menia výrobné pracovné postupy

Dnes už roboty len tak nesledujú príkazy. Vyvinuli sa na niečo oveľa zložitejšie – systémy, ktoré dokážu zásadne meniť spôsob fungovania tovární. Keď podniky automatizujú procesy ako presun materiálu alebo kontrolu kvality výrobkov, celé výrobné linky začnú pracovať efektívnejšie, pretože sa odstránia tie otravné oneskorenia. Podľa štúdie zverejnenej Medzinárodnou federáciou robotiky v roku 2022 sa počet priemyselných robotov vo svete každoročne zvyšoval približne o 12 percent oproti predchádzajúcim rokom. To znamená, že celkový počet aktívnych strojov vo všetkých odvetviach dosahuje približne 3,5 milióna jednotiek. Výrobcovia jasne veľmi rátajú s týmto trendom, pretože schopnosť rýchlo upravovať prevádzku im dnes poskytuje skutočnú konkurenčnú výhodu.

Kľúčové výhody integrácie robotov do výrobných liniek

Robotická automatizácia prináša merateľné výhody:

• o 45 % rýchlejšie cyklové časy pri úlohách montáže automobilov oproti manuálnym metódam
• 0,5 % chybové miery v elektronickom výrobe oproti priemerným 8 % chýb ľudí
• o 72 % nižšie miery zranení vo zariadeniach, ktoré používajú robotov na manipuláciu s nebezpečnými materiálmi (Netsuite, 2023)

Tieto systémy tiež umožňujú rýchlu rekonfiguráciu výrobných liniek, čo umožňuje továrňam meniť typ produktu za hodiny namiesto týždňov.

Dopad riadený dátami: Zvýšenie efektivity vďaka nasadeniu robotov

Metrické	Priemer pred nasadením robotov	Výkon po nasadení robotov	Vylepšenie
Náklady na prácu na jednotku	$7.20	$3.85	46.5%
Rýchlosť detekcie chýb	12 minút	22 sekúnd	97%
Mesačná výrobná kapacita	82 000 jednotiek	141 000 jednotiek	72%

Údaje z výrobnej štúdie spoločnosti BCG ukazujú, že továrne kombinujúce roboty s IoT snímačmi dosahujú o 19 % vyšší výkon v porovnaní s tými, ktoré používajú samostatnú automatizáciu. Táto synergia zníži neplánované výpadky tým, že koreluje údaje o výkone strojov s algoritmami prediktívnej údržby.

Zvyšovanie presnosti a konzistencie pomocou technológie robotov

Presnosť robotov oproti ručnej práci: kvantifikácia zníženia chýb

Nedávny pohľad na výkon robotov z roku 2023 ukazuje, že robia približne o 70 % menej chýb v porovnaní s ľuďmi pracujúcimi na presných výrobných úlohách. Rozdiel je ešte väčší v kritických oblastiach, ako je letecký priemysel. Pri práci s dielmi, ktoré vyžadujú merania až na mikróny, roboty nemajú tie drobné nezhody spôsobené ručným nastavovaním nástrojov. Vezmite si napríklad lietadlové motory. Robotické ramená montujúce tieto komplexné komponenty udržujú presnosť do 0,02 mm. Takýto stupeň presnosti ľudské ruky dlhodobo nedokážu dosiahnuť.

Štúdia prípadu: Implementácia robotov v zostavovaní polovodičov

Výrobcu polovodičov znížil vady o 45 % po nasadení spolupracujúcich robotov (kobotov) na manipuláciu s kremíkovými platňami. Systémy kobotov riadené videním detekovali submilimetrové problémy s zarovnaním, ktoré boli pre technikov nevnímateľné, zatiaľ čo ich vákuové upínače zabránili mikrotrhlinám počas umiestňovania. Táto implementácia znížila náklady na opracovanie o 120 000 USD mesačne a zvýšila dostupnosť výrobnej linky o 17 %.

Minimalizácia odpadu opakovateľnými robotickými operáciami

Roboty zabraňujú nadmernému používaniu materiálu tým, že vykonávajú úlohy s opakovateľnosťou 99,8 %. V automobilových aplikáciách natierania táto presnosť zníži nadstriek o 32 %, čo ročne ušetrí 740 000 USD na nákladoch na farbu (Ponemon 2023). Analýza odvetvia ďalej ukazuje, že robotické CNC obrábanie zníži mieru odpadu kovu o 89 % vďaka optimalizovaným algoritmom dráhy nástroja.

Nárast spolupracujúcich robotov (kobotov) v priemyselných aplikáciách

Od priemyselných robotických ramien po adaptívne koboty pracujúce spolu s ľuďmi

V minulosti zmenili tradičné priemyselné roboty spôsob fungovania tovární tým, že prevzali rizikové alebo návykové jednotvárne práce. Vždy však existoval háčik – kvôli bezpečnosti ich bolo potrebné izolovať, čo im bránilo v pružnosti. Na scénu prichádzajú spolupracujúce roboty, takzvané coboty. Tieto novšie stroje majú zabudované bezpečnostné funkcie, ktoré obmedzujú ich silový výkon, a sú vybavené snímačmi, ktoré zistia, keď sa niekto priblíži príliš blízko. Podľa nedávnej štúdie Medzinárodnej federácie pre robotiku z roku 2023 podniky využívajúce coboty zaznamenali pokles počtu úrazov približne o dve tretiny v porovnaní s bežnými usporiadanimi, a to pri zachovaní takmer dokonalej presnosti pri úlohách. To, čo robí coboty skutočne zaujímavými, je ich schopnosť pracovať spolu s ľuďmi, namiesto toho, aby ich úplne nahradili. Vezmime si napríklad montáž elektroniky. Zamestnanci môžu umiestňovať súčiastky na dosky plošných spojov, zatiaľ čo cobot zvládne jemné pájacie operácie vyžadujúce presnosť na milimeter – niečo, čo väčšina ľudí nemôže dlhodobo dosiahnuť rovnako presne.

Rastový výhľad pre trh spolupracujúcich robotov a jeho dôsledky pre MSP

Trhový výskum naznačuje, že priemysel spolupracujúcich robotov sa bude rýchlo rozširovať, a to približne o 31 % ročne až do roku 2030. Pre malé a stredné podniky sú tieto roboty obzvlášť atraktívne, keďže bežne stoja približne o 40 % menej ako konvenčné automatizované riešenia. Navyše väčšina modelov je dodávaná pripravená na okamžité inštalovanie priamo z krabice s modulárnymi komponentmi, ktoré možno umiestniť priamo vedľa ľudských operátorov. To, čo robí túto technológiu taká príťažlivou pre menšie prevádzky, je jednoduchosť, s akou môžu začať automatizovať konkrétne časti svojho pracovného procesu, bez nutnosti úplnej rekonštrukcie existujúcej infraštruktúry alebo vynaloženia nadmerných kapitálových nákladov na začiatku.

Štúdia prípadu: Zvýšenie produktivity pomocou spolupracujúcich robotov na linkách na balenie potravín

Výrobca syra so sídlom we Francúzsku začal minulý rok na svojej balickej linkе používať spolupracujúcich robotov na manipuláciu s krehkými výrobkami, ako je ručne vyrábaný Brie a Camembert. Zároveň sa mu podarilo zvýšiť rýchlosť výroby na celej linke približne o 22 %. Zaujímavé je, že namiesto úplného nahradenia zamestnancov došlo k zmene ich rolí. Ľudia teraz vykonávajú podrobné kontroly kvality a zvládajú špeciálne požiadavky na balenie, čo umožňuje kobotom zaoberať sa základnými opakujúcimi sa úlohami. Spoločnosť odhaduje, že od zavedenia tohto zmiešaného prístupu ušetrí každoročne približne 740 000 USD na mzdových nákladoch. Navyše dochádza k menšiemu počtu problémov s potravinovou bezpečnosťou, pretože všetko sa dôkladnejšie kontrolovalo a bolo v súlade so zdravotnými predpismi.

Budúcnosť automatizácie v továrňach: Pokračujúce trendy a vývoj

Keďže sa svet výroby vyvíja závratnou rýchlosťou, jedna vec je istá: roboty budú zohrávať kľúčovú úlohu v jej budúcnosti. Bez ohľadu na zvyšovanie efektivity, zvyšovanie presnosti alebo minimalizáciu odpadu sú možné aplikácie robotických technológií rozsiahle a rôznorodé. Spolupracujúce roboty (cobots) ponúkajú obzvlášť atraktívne riešenie pre malé a stredné podniky, ktoré hľadajú rovnováhu medzi ľudskou odbornosťou a robotickou presnosťou. Keďže priemysel naďalej rastie, spolupráca medzi ľuďmi a strojmi bude ešte bezproblémovejšia, čo umožní vyššiu inovatívnosť a produktivitu ako doteraz.

Často kladené otázky

Čo je to automatizácia výroby?

Automatizácia výroby zahŕňa používanie technológií, ako sú roboty, na vykonávanie úloh, ktoré boli tradične vykonávané ručne, čo vedie k vyššej efektivite a presnosti vo výrobných procesoch.

Ako roboty zlepšujú výrobné pracovné postupy?

Roboty zlepšujú výrobné procesy automatizáciou úloh, ako je manipulácia s materiálom a zabezpečovanie kvality, čím sa znížia neefektívnosti, skrátia výrobné cykly a minimalizujú chyby.

Aké sú výhody používania robotov na výrobných linkách?

Robotická automatizácia môže viesť k rýchlejším cyklom, nižšej miere chýb, zníženému riziku zranení a schopnosti rýchlo prekonfigurovať výrobné linky.

Čo sú to coboty?

Kolaboratívne roboty alebo coboty sú pokročilé roboty vybavené bezpečnostnými funkciami, ako je obmedzenie sily a senzory, ktoré im umožňujú pracovať spolu s ľudskými pracovníkmi bez potreby izolácie.

Ako sú coboty prospešné pre malé a stredné podniky (SME)?

Coboty sú nákladovo efektívne a vyžadujú menší počiatočný investičný vklad v porovnaní s konvenčnou automatizáciou. Ich schopnosť pracovať spolu s ľuďmi umožňuje MSP postupne automatizovať procesy a zároveň udržiavať existujúci pracovný tím, čím sa zvyšuje produktivita a zabezpečuje dodržiavanie bezpečnostných predpisov.