Roboticke automatizácia: kľúč k evolúcii výroby

Ako robota automatizácia posúva transformáciu priemyslu 4.0

Uzatvorenie slučky: integrácia robotickej automatizácie so senzormi IoT a analytickými nástrojmi riadenými umelou inteligenciou

Roboticke automatizácia sa v súčasnosti stala nevyhnutnou pre prevádzku priemyslu 4.0. Spolupracuje úzko so senzormi IoT a analytickými nástrojmi umelej inteligencie, aby zabezpečila hladký chod všetkých procesov. Senzory zabudované priamo do strojov na výrobných závodoch zhromažďujú rôzne údaje v reálnom čase o ich výkonnosti, teplote, vibráciách, ale aj o environmentálnych faktoroch v ich okolí. Potom nasleduje časť umelej inteligencie, kde tieto modely spracúvajú všetky tieto údaje a vykonávajú komplexné matematické výpočty. Dokážu predpovedať, kedy môže dôjsť k poruche zariadenia ešte predtým, než k nej skutočne dôjde, automaticky upravovať nastavenia podľa potreby a jemne optimalizovať celé výrobné procesy. To, čo tu vidíme, je v podstate systém, ktorý sa sám učí a prispôsobuje sa. Vezmime si napríklad prediktívnu údržbu. Keď továrne tento druh technológie implementujú, mnohé z nich zaznamenali takmer polovičný pokles neočakávanej výpadkovej doby. Niektorí výrobcovia tiež uvádzajú zlepšenie konzistencie kvality výrobkov o viac ako 20 %. Tieto čísla nám hovoria niečo dôležité o modernom výrobe – keď stroje komunikujú navzájom prostredníctvom údajov, všetkým prináša chytrejšie rozhodovanie, menej chýb a nakoniec nižšie náklady.

Prípadová štúdia: Významný európsky výrobca dosiahol kvalitu 99,9988 % prostredníctvom komplexnej robotizovanej automatizácie od začiatku do konca

Jedna z významných európskych elektronických spoločností nedávno zaviedla úplnú robotizovanú automatizáciu na svojich zložitých montážnych linkách, pričom spojila spoluprácu robotov s ľudmi, inteligentné systémy vizuálnej kontroly riadené kamerami a flexibilné riadiace mechanizmy. Čo získala? Úžasnú úroveň kvality dosahujúcu 99,9988 %, čo znamená len dva chybné výrobky na každých milión vyrobených. Skutočná prevádzková spätná väzba systému im umožnila okamžite zistiť problémy v prípade odchýlok od normy, čím sa množstvo odpadu materiálu znížilo približne o 40 %. Návratnosť investícií sa im skutočne podarilo dosiahnuť už po menej ako 22 mesiacoch, pretože bolo potrebné výrazne menej opravovať chyby, zlepšila sa pôvodná kvalita výrobkov a zamestnanci sa mohli sústrediť na iné úlohy namiesto opakujúcich sa činností. Táto prípadová štúdia jasne ukazuje, že investície do inteligentnej automatizácie nie sú len dobrým technickým riešením, ale majú aj zreteľný obchodný zmysel.

Merateľný obchodný dopad robotizovanej automatizácie

Skrátenie cyklového času, prevencia zranení a zvýšenie presnosti v automobilovom výrobe prvej úrovne

Pre automobilových výrobcov prvej úrovne prinášajú roboty skutočné výhody v troch hlavných oblastiach: rýchlejšia výroba, lepšia bezpečnosť zamestnancov a zlepšená presnosť. Keď stroje prevzímajú opakujúce sa úlohy, ako je zváranie, dávkovanie materiálov alebo presúvanie súčiastok, môžu skrátiť dobu cyklu o 20 % až 110 %. To znamená, že továrne vyrábajú viac vozidiel pri zachovaní konštantnej kvality. Odstránenie ľudí z nebezpečných miest, napríklad z lisovacích liniek alebo vnútra lakovní, tiež zvyšuje bezpečnosť pracovného prostredia. Štúdie ukazujú, že po implementácii automatizácie klesnú mieru nehôd približne o 80 % a spoločnosti ušetria 20 % až 60 % nákladov súvisiacich s bezpečnosťou. Skutočným hračom je však výnimočná presnosť robotov. Ich presnosť pod milimeter pri štrukturálnom zváraní a jemných montážnych úlohách zníži počet chýb takmer o 90 % v porovnaní s výsledkami, ktoré zvyčajne dosahujú ľudskí pracovníci. Všetky tieto vylepšenia sa navzájom posilňujú a spoločne predstavujú obrovský rozdiel, najmä keď aj najmenšie odchýlky ovplyvňujú výkon áut, počet nárokov na záruku alebo reputáciu výrobcu.

Časové rámce návratnosti investícií a zvýšenie produktivity: Dôkazy z globálneho robotického prieskumu Deloitte za rok 2023

Výskumná správa Deloitte o globálnej robotike z roku 2023 ukazuje, že obchodný argument v prospech používania robotov na výrobných plochách sa skutočne dozrel. Približne 76 % priemyselných manažérov dnes považuje automatizáciu za nevyhnutnú súčasť svojej stratégie, najmä preto, lebo sa dnes rýchlejšie vráti a postupne sa jej hodnota stále zvyšuje. Väčšina spoločností si teraz investíciu vráti už za 1,5 až 3 roky, čo je výrazne lepšie ako čakacia doba viac ako 5 rokov, ktorú sme pozorovali pred desiatimi rokmi. Toto zlepšenie vyplýva z toho, že pri základných výrobných úlohách sa dosahuje približne o 30 až 50 % vyšší výkon. Čo to spôsobuje? Stroje môžu pracovať nepretržite bez ohľadu na zmeny smien, vyrábajú takmer žiadne odpady, pretože každýkrát konzistentne vykonávajú rovnaké operácie, a v porovnaní s tradičnými metódami umožňujú zvýšiť výrobný výkon približne o 25 až 45 % na štvorcový meter výrobnej plochy. Zaujímavé je tiež to, že pracovníci nie sú úplne nahradení. Namiesto toho prechádzajú do rolí, v ktorých monitorujú systémy, riešia poruchy a neustále prispievajú k zlepšovaniu procesov, takže ľudia stále zohrávajú kľúčovú úlohu, aj keď stroje prevzali rutinné úlohy.

Mimo tuhých výrobných línií: flexibilná a škálovateľná robotická automatizácia

Spolupracujúce roboty (cobots), ktoré umožňujú agilnú výrobu s nízkym objemom a vysokou špecifikáciou výrobkov

V súčasnosti robotická automatizácia už nepotrebuje veľké množstvo ťažkej infraštruktúry ani nezaberá veľmi dlhý čas na nastavenie. Vidíme ľahké spolupracujúce roboty, tzv. koboty, ktoré sú v súlade so štandardom ISO a ktoré je možné pomerne rýchlo presúvať. Prepnutie medzi rôznymi úlohami trvá len niekoľko minút, a to vďaka ich jednoduchým možnostiam programovania a zabudovaným inteligentným funkciam. Tradičné systémy automatizácie sú s týmito riešeniami nesrovnateľné. Koboty pracujú priamo vedľa ľudí bez akýchkoľvek bezpečnostných problémov a dokážu spracovať rôzne výrobky bez nutnosti úplného rozoberania celého systému. Vezmime si napríklad automobilové továrne. Začali používať tieto prispôsobivé koboty na montážnych linkách, kde sa vyrábajú súčasne sedany aj SUV. Čas potrebný na prepnutie medzi modelmi sa výrazne skrátil, pravdepodobne o 85–90 %. Podobné postupy uplatňujú aj elektronické spoločnosti. Ich koboty počas rovnakého pracovného dňa prechádzajú medzi výrobou smartfónov a menších nositeľných zariadení a zároveň zachovávajú dostatočnú presnosť na splnenie prísnych kvalitatívnych noriem. To, čo tento prístup robí naozaj zaujímavým, je jeho schopnosť otvoriť cestu k škálovateľnej výrobe na mieru. Spoločnosti môžu začať malými testovacími sériami a následne zvyšovať objemy výroby bez obmedzenia kvality výrobkov, efektívnosti využitia výrobnej plochy alebo schopnosti udržať si flexibilitu svojho personálu.

Vývoj pracovnej sily spolu s robotickou automatizáciou

Keď ide o robotickú automatizáciu, pozorujeme skôr transformáciu, než nahradenie pracovných miest. Nudná a fyzicky náročná práca sa dnes zvláda pomocou strojov, čím sa zamestnanci uvoľnia na inteligentnejšie úlohy, ako je monitorovanie robotov, plánovanie ich údržby, analýza údajov o kvalite výrobkov a zisťovanie spôsobu vzájomného prepojenia rôznych systémov. Spoločnosti si všimli, že dnes potrebujú zamestnancov s inými zručnosťami – napríklad schopnosť programovať, rozumieť číslam a riešiť problémy, ktoré sa dotýkajú viacerých oddelení. V továrňach po celom Stredozápadne sa vyskytol zaujímavý jav: zamestnanci, ktorí prešli do technologických pozícií, zostávajú v zamestnaní približne o 10 až 25 percent dlhšie ako predtým. Zdá sa, že sú tiež šťastnejší a počet pracovných úrazov sa znížil. Táto technológia namiesto toho, aby ľudí robila nadbytočnými, v skutočnosti posilňuje podniky. Pomáha im zvládať nedostatok personálu a udržiava kvalifikovaných zamestnancov v centre inteligentných výrobných systémov, kde ľudia a stroje spolupracujú pri výrobe.

Často kladené otázky

Čo je Industry 4.0?

Priemysel 4.0 sa vzťahuje na priebežnú automatizáciu tradičných výrobných a priemyselných postupov s využitím moderných inteligentných technológií.

Ako robotická automatizácia zlepšuje výrobné procesy?

Robotická automatizácia zvyšuje výrobu znížením doby cyklu, minimalizáciou chýb a zlepšením presnosti, čo spoločne zvyšuje efektivitu a kvalitu výrobkov.

Čo sú to spolupracujúce roboty?

Spolupracujúce roboty alebo koboty sú navrhnuté tak, aby bezpečne pracovali vedľa ľudí, často sa používajú v agilných prostrediach s vysokou špecifikáciou výroby.

Ako dlho trvá, kým sa z robotickej automatizácie dosiahne návrat investícií (ROI)?

Podľa Globálneho robotického prieskumu Deloitte z roku 2023 väčšina spoločností dosahuje návrat investícií z robotickej automatizácie do 1,5 až 3 rokov.