Spolupráca človeka a robota: Zatváranie medzier v produktivite

Ako spolupráca človeka a robota zvyšuje merateľnú produktivitu

Rozdelenie úloh: Využitie ľudskej obratnosti a robotického presného pohybu pre optimálny výkon

Keď firmy pridelia úlohy strategicky podľa toho, čo najlepšie zvládajú ľudia a stroje, dosiahnu celkovo výrazne lepšie výsledky. Ľudia sa zvyčajne zaoberajú úlohami, ktoré vyžadujú rýchle rozhodovanie a jemnú prácu, pri ktorej je dôležité posúdenie, zatiaľ čo tieto spolupracujúce roboty, nazývané aj koboty, neustále vykonávajú opakujúce sa úlohy s úžasnou presnosťou. Toto rozdelenie zníži zaťaženie nielen tela, ale aj mysle, takže zamestnanci sa môžu sústrediť na úlohy, ktoré skutočne pridávajú hodnotu podniku. Napríklad výrobné priestory, kde tento prístup už priniesol zreteľný pokrok.

• Koboty vykonávajú umiestňovanie komponentov s vysokou presnosťou (tolerancia ±0,1 mm)
• Ľudskí operátori vykonávajú finálnu kontrolu kvality a odstraňovanie odchýlok
• Spoločné tímy dokončujú zložité montáže o 40 % rýchlejšie ako prístupy založené výlučne na manuálnej práci

Reálny dopad: Zvýšenie výrobného výkonu o 15–22 % v automobilovom montážnom priemysle s použitím spolupracujúcich robotov (cobots)

Výrobcovia áut zaznamenávajú reálne výhody po nasadení spolupracujúcich robotov (cobots) do svojich výrobných závodov. Podľa výskumu zverejneného minulý rok, ktorý sa zameriaval na niekoľko výrobných línií, väčšina z nich zaznamenala približne 18-percentné zvýšenie denného výrobného výkonu. Počet chýb klesol o viac ako dve tretiny a prepnutie medzi rôznymi úlohami trvalo približne polovicu času oproti predchádzajúcemu stavu. Tieto zlepšenia vznikajú najmä preto, že cobots pracujú aj počas obedových prestávok a krátkych pauz, ktoré by inak spomaľovali výrobu. Dotázaní závodní robotníci uviedli, že sa cítia približne o 30 % menej unavení po práci spolu so spolupracujúcimi robotmi. Niektoré výrobné závody dokonca začali plánovať dodatočnú údržbu počas času, ktorý predtým považovali za výrobnú prestávku, keďže cobots teraz zvládajú veľa rutinných úloh.

Dôkazový prípad: 18 % zníženie času cyklu v hlavnej automobilkovej výrobnej prevádzke prostredníctvom ľudsko-robotického dodávania súčiastok

Jeden významný nemecký výrobca automobilov úplne prepracoval spôsob, akým sa súčiastky dodávajú na montážne linky, pričom nasadil spolupracujúce roboty vybavené systémami strojového videnia, ktoré pracujú priamo vedľa ľudských pracovníkov. Tieto chytré stroje skenujú skladové kontajnery pomocou pokročilej 3D senzorovej technológie, aby presne našli to, čo je potrebné. Keď technik niečo požiada, systém mu to doručí do pol sekundy. To, čo tento systém robí tak úžasné, je jeho schopnosť sa neustále prispôsobovať na základe skutočných pohybov ľudí počas ich smien. Výsledky hovoria samy za seba: celkové cyklové časy klesli takmer o 18 percent. Technici už nemusia plýtvat časom chôdzou tam a späť – každý deň ušetria približne 1,7 kilometra chôdze. Najpozoruhodnejšie je však zníženie mŕtvych časov medzi jednotlivými úlohami, ktoré kleslo úžasnych 85 %. To znamená, že každá výrobná bunka získa každý týždeň späť približne 34 hodín cenného času, ktorý možno využiť na skutočnú výrobu namiesto čakania.

Prekonávanie bariér pri prijímaní spolupráce človeka a robota

Skryté náklady okrem hardvéru: preškolenie, riadenie zmien a dôvera zamestnancov

Keď si firmy myslia na roboty, zvyčajne sa sústreďujú na nákup samotných strojov, avšak v skutočnosti sú spojené s nimi väčšie náklady, ktoré sa týkajú spolupráce ľudí a robotov – tieto náklady sa však väčšinou ignorujú. Preškolenie zamestnancov predstavuje približne štvrtinu až takmer tretinu celkových výdavkov podnikov na zavádzanie novej technológie. Tieto výdavky zahŕňajú všetko – od výučby pracovníkov programovaniu systémov po zabezpečenie toho, aby každý dôkladne poznal bezpečnostné pravidlá. Potom tu je správa všetkých zmien potrebných v každodenných prevádzkových procesoch. Približne šesť z desiatich výrobcov zisťuje, že pre redesign svojich pracovných postupov utráca výrazne viac, než pôvodne očakávalo. A nesmieme zabudnúť ani na to, aby sme zamestnancov urobili pohodlnými s celou touto myšlienkou. Keď firmy venujú čas otvoreným rozhovorom so zamestnancami a zapájajú ich do plánovania, ako sa tieto zmeny budú uskutočňovať, pomáha to zmierňovať obavy z možnej straty pracovného miesta. Bez takéhoto úsilia sa približne tretina všetkých implementácií robotov nejakým spôsobom oneskorí. Zhrnutie? Firmy, ktoré venujú pozornosť týmto aspektom súvisiacim s ľuďmi, zvyčajne dosahujú návrat investícií výrazne rýchlejšie – niekedy dokonca až o 40 percent skôr, pretože všetko od začiatku prebieha hladšie.

Zjednodušenie integrácie: Plug-and-Play platformy skracujú dobu nasadenia o 60 %

Súčasné riešenia integrácie odstraňujú tieto staré programovacie prekážky použitím štandardných hardvérových pripojení a hotových softvérových komponentov. Nové systémy plug and play sú vybavené intuitívnymi nástrojmi na vytváranie pracovných postupov pomocou techniky „drag and drop“, fungujú na rôznych strojoch, vrátane starších modelov, vďaka univerzálnym protokolom, a zahŕňajú aj bezpečnostné kontroly, ktoré už boli schválené. Tým sa skracuje čas potrebný na certifikáciu a uvádzanie systémov do prevádzky. Niektoré spoločnosti, ktoré tieto systémy vyskúšali v ranom štádiu, zaznamenali zrýchlenie rozširovania výroby približne o 60 percent oproti predchádzajúcim metódam, pričom potrebovali približne o 45 percent menej inžinierov na nastavenie v porovnaní so štandardnými postupmi používanými v minulosti.

Nasledujúca hranica: Ľudsko-robotická spolupráca posilnená umelej inteligenciou pre adaptívne pracovné priestory

Predikcia zámerov v reálnom čase pomocou nositeľných zariadení a fúzie vizuálnych dát

Systémy predikcie zámerov využívajúce umeľnú inteligenciu menia spôsob, akým ľudia pracujú spoločne s robotmi, a to prostredníctvom kombinácie údajov zo nositeľnej techniky a systémov vizuálneho rozpoznávania. Nositeľné zariadenia sledujúce pohyb zachytávajú napríklad napätie svalov alebo uhol ohnutia kĺbov počas vykonávania úloh, zatiaľ čo tieto pokročilé 3D kamery skutočne vidia polohu ľudí vzhľadom na stroje okolo nich. Tieto modely strojového učenia potom spracujú všetky tieto informácie spoločne, aby odhadli, čo daná osoba urobí ďalej – niekde medzi pol sekundou a takmer celou sekundou dopredu. To poskytuje robotom dostatok varovania na to, aby pripravili nástroje do správnej polohy, v prípade potreby zmenili svoju trasu alebo sa jednoducho úplne zastavili, kým sa niečo nepokazí. Výrobné závody, ktoré tieto systémy implementovali, hlásia približne 40-percentné zníženie nehôd, pri ktorých sa roboty zrazia s pracovníkmi, ako aj rýchlejšie prechody pri preberaní úloh od jedného pracovníka na druhého. Napriek tomu je dosiahnutie optimálneho fungovania týchto systémov časovo náročné, keďže podniky musia zistiť, aký stupeň predvídania je najvhodnejší pre rôzne typy úloh.

Táto technológia mení pracovné priestory na mieste na základe toho, ako sa ľudia v skutočnosti pohybujú v ich okolí. Ak senzory zaznamenajú, že niekto neustále dosahuje cez svoju pracovnú stanicu po súčiastky, systém automaticky posunie tieto skladové kontajnery bližšie. Zrakový systém však ide ešte ďalej. Zachytí jemné signály, ktoré bežné nositeľné zariadenia jednoducho nezachytia, napríklad keď sa niekto začne pohľadom obracať k predmetu ešte predtým, než ho fyzicky chyti. Takéto inteligentné úpravy vedú k hladšej spolupráci medzi pracovníkmi a robotmi. Reagujú na to, čo sa práve deje, namiesto toho, aby čakali, kým sa problémy objavia neskôr. Výrobné závody, ktoré tento prístup prijali, uvádzajú zníženie tých malých strat času, ktoré doteraz po celý deň znížili výrobné výkony.

Keď tieto senzory pracujú spoločne, vytvárajú inteligentné pracovné priestory, ktoré sa automaticky prispôsobujú. Prostredie a správanie robotov sa neustále menia podľa pohybu ľudí okolo nich. Niektoré spoločnosti, ktoré túto technológiu už využívajú, zaznamenali zrýchlenie svojich montážnych liniek o 15 až 22 percent, pretože pracovníci už nemusia tak často zastavovať z bezpečnostných dôvodov. V budúcnosti bude veľkým krokom vpred schopnosť strojov porozumieť celým úlohám namiesto len jednotlivým pohybom. Tento typ myslenia umožňuje robotom a ľuďom spolupracovať spôsobmi, aké sme doteraz nevideli – stroj skutočne vie, čo nasleduje v pracovnom postupe.

Často kladené otázky

Čo sú to coboty? Koboty, alebo kolaboratívne roboty, sú roboty navrhnuté na spoluprácu s ľudskými pracovníkmi, pričom zdieľajú úlohy za účelom zvýšenia produktivity a efektívnosti.

Ako sa prostredníctvom spolupráce človeka a robota zvyšuje produktivita? Strategickým priradením úloh na základe ľudskej obratnosti a robotickej presnosti dosahujú spoločnosti významné zlepšenie efektívnosti, presnosti a výstupu.

Aké sú niektoré prekážky pri zavádzaní spolupráce človeka a robota? Skryté náklady, ako napríklad preškolenie zamestnancov, riadenie zmien a budovanie dôvery zamestnancov, sú významnými prekážkami, ktoré je potrebné pre úspešné zavedenie vyriešiť.

Ako možno zjednodušiť integráciu? Použitie plug-and-play platforiem so štandardnými hardvérovými pripojeniami a používateľsky prívetivými softvérovými nástrojmi môže skrátiť dobu nasadenia a znížiť zložitosť integrácie v porovnaní s tradičnými metódami.