Роботизована автоматизація: ключ до еволюції виробництва

Як роботизована автоматизація стимулює трансформацію за концепцією «Промисловість 4.0»

Замикання контуру: інтеграція роботизованої автоматизації з датчиками Інтернету речей (IoT) та аналітикою на основі штучного інтелекту

Роботизована автоматизація сьогодні стала невід’ємною частиною операцій у рамках Індустрії 4.0. Вона працює в тісній взаємодії з датчиками Інтернету речей (IoT) та аналітичними системами на основі штучного інтелекту, забезпечуючи безперебійну роботу процесів. Датчики, вбудовані безпосередньо в обладнання заводів, збирають різноманітну інформацію в реальному часі про ефективність їх роботи, температуру, вібрації, а також навколишні екологічні чинники. Потім настає етап роботи штучного інтелекту: моделі обробляють ці дані й виконують складні математичні розрахунки. Вони здатні передбачати можливі відмови обладнання ще до їх виникнення, автоматично коригувати параметри роботи за потреби та точно налаштовувати всі виробничі процеси. Ми маємо справу з системою, яка самостійно навчається й адаптується. Наприклад, у разі передбачувального технічного обслуговування (predictive maintenance) підприємства, що впроваджують такі технології, скоротили тривалість несподіваного простою майже наполовину. Деякі виробники повідомляють про покращення стабільності якості продукції більше ніж на 20 %. Ці показники свідчать про важливий аспект сучасного виробництва: коли машини «спілкуються» одна з одною через дані, усі отримують вигоду від розумніших рішень, меншої кількості помилок і, врешті-решт, зниження витрат.

Дослідження випадку: Відомий європейський виробник досяг якості 99,9988 % за рахунок повної роботизованої автоматизації «від кінця до кінця»

Один із провідних європейських електронних концернів нещодавно впровадив повну роботизовану автоматизацію на своїх складних збірних лініях, поєднавши роботів, що працюють поруч із людьми, розумні системи контролю якості на основі камер та гнучкі системи керування. Що вони отримали? Неймовірний рівень якості — 99,9988 %, що означає лише два бракованих вироби на кожен мільйон виготовлених. Благодаря системі зворотного зв’язку в реальному часі вони змогли негайно виявляти проблеми в разі відхилення від норми, скоротивши витрати матеріалів приблизно на 40 %. Фактично вони повернули інвестиції менш ніж за 22 місяці завдяки значному зменшенню потреби у виправленні помилок, підвищенню якості продукції від самого початку та можливості працівників зосередитися на інших завданнях замість виконання монотонної роботи. Цей приклад чітко демонструє, що інвестування в розумну автоматизацію — це не лише передове інженерне рішення, а й обґрунтована з бізнес-точки зору стратегія.

Вимірний бізнес-вплив роботизованої автоматизації

Скорочення тривалості циклу, запобігання травмам та підвищення точності в автозаводах першого рівня

Для автовиробників першого рівня роботи забезпечують реальні переваги в трьох основних сферах: прискорення виробництва, підвищення безпеки працівників та покращення точності. Коли машини братимуть на себе повторювані завдання, такі як зварювання, дозування матеріалів або переміщення деталей, тривалість циклів може скоротитися на 20–110 %. Це означає, що заводи випускають більше автомобілів, зберігаючи при цьому стабільну якість. Виведення людей із небезпечних зон — наприклад, ліній пресування чи фарбувальних камер — також сприяє підвищенню безпеки на робочих місцях. Дослідження показують, що після впровадження автоматизації рівень нещасних випадків знижується приблизно на 80 %, а витрати, пов’язані з безпекою праці, скорочуються на 20–60 %. Справжнім «ігровим змінювачем», однак, є надзвичайна точність роботів. Їхня точність на рівні менше одного міліметра під час виконання структурного зварювання та делікатних збіркових операцій зменшує кількість браку майже на 90 % порівняно з тим, що досягають людські працівники. Усі ці покращення посилюють один одного й мають вирішальне значення, особливо коли навіть незначні відхилення впливають на експлуатаційні характеристики автомобілів, кількість претензій за гарантією або репутацію виробника.

Терміни окупності інвестицій та підвищення продуктивності: дані Делойтівського глобального опитування з робототехніки за 2023 рік

Дослідження Deloitte за 2023 рік щодо глобальної робототехніки показує, що бізнес-аргумент на користь використання роботів на виробничих площах справді дозрів. Близько 76 % керівників промислових підприємств тепер вважають автоматизацію чимось абсолютно необхідним для своєї стратегії, головним чином тому, що вона тепер швидше окуповується й постійно зростає у вартості з часом. Більшість компаній повертають інвестиції лише за 1,5–3 роки, що значно краще, ніж очікувані понад 5 років, які спостерігалися десять років тому. Це покращення досягається завдяки збільшенню обсягу виконання базових виробничих завдань приблизно на 30–50 %. Що саме це забезпечує? По-перше, машини можуть працювати безперервно, не зважаючи на зміну змін; по-друге, вони майже не створюють відходів, оскільки виконують операції з максимальною стабільністю та точністю; по-третє, вони забезпечують приблизно на 25–45 % більший обсяг виробництва на один квадратний метр виробничої площі порівняно з традиційними методами. Цікаво, що працівники зовсім не замінюються. Натомість вони переходять на посади, пов’язані з моніторингом систем, усуненням несправностей та постійним поліпшенням процесів, тож людина й надалі відіграє життєво важливу роль, навіть коли машина бере на себе рутинні завдання.

Поза жорсткими лініями: гнучка й масштабована роботизована автоматизація

Співпрацюючі роботи (коботи), що забезпечують гнучке виробництво невеликими партіями й великою номенклатурою

Сьогодні роботизована автоматизація більше не вимагає всієї цієї важкої інфраструктури й не потребує безкінечного часу на налаштування. Ми спостерігаємо за легкими колаборативними роботами — тими самими, що відповідають стандартам ISO і які називають коботами, — які можна досить швидко переміщувати. Перемикання між різними завданнями займає лише кілька хвилин завдяки простим варіантам програмування та вбудованим інтелектуальним функціям. Традиційні системи автоматизації зовсім не схожі на такі рішення. Коботи працюють безпосередньо поруч із людьми без будь-яких проблем із безпекою й можуть обробляти різні продукти, не руйнуючи всю систему. Наприклад, автомобільні заводи вже почали використовувати ці адаптивні коботи на конвеєрних лініях, де одночасно збирають як седани, так і позашляховики (SUV). Час, необхідний для перемикання між моделями, скоротився драматично — приблизно на 85–90 %. Електронні компанії також застосовують подібні підходи: їхні коботи протягом одного робочого дня можуть переходити від виробництва смартфонів до виготовлення менших носівих пристроїв, зберігаючи при цьому достатню точність для відповідності суворим стандартам якості. Те, що справді робить це цікавим, — це відкриття нових можливостей для масового виробництва за індивідуальним замовленням. Компанії можуть починати з невеликих пробних партій, а потім нарощувати обсяги виробництва, не жертвуючи якістю продукції, ефективністю використання виробничих площ чи гнучкістю свого персоналу.

Еволюція робочої сили поряд з роботизованою автоматизацією

Щодо роботизованої автоматизації ми спостерігаємо трансформацію, а не заміну робочих місць. Монотонну й важку фізичну працю тепер виконують машини, що звільняє персонал для виконання більш інтелектуальних завдань — наприклад, контролю роботів, планування термінів їхнього технічного обслуговування, аналізу даних про якість продукції та вирішення питань взаємодії різних систем. Компанії виявляють, що сьогодні їм потрібні працівники з іншими навичками: уміння писати код, аналізувати цифрові дані та вирішувати міжгалузеві проблеми. Підприємства по всьому Середньому Заході США помітили цікавий факт: працівники, які переходять на технологічні посади, залишаються на роботі приблизно на 10–25 % довше, ніж раніше. Вони також виглядають задоволенішими, а кількість професійних травм скоротилася. Замість того щоб зробити людину непотрібною, ця технологія фактично робить бізнес сильнішим: вона допомагає компаніям подолати нестачу персоналу й зберігає кваліфікованих працівників у центрі інтелектуальних виробничих процесів, де люди й машини співпрацюють на виробничих лініях.

Часті запитання

Що таке Промисловість 4.0?

Індустрія 4.0 означає поступову автоматизацію традиційних виробничих і промислових процесів із застосуванням сучасних інтелектуальних технологій.

Як роботизована автоматизація покращує виробничі процеси?

Роботизована автоматизація підвищує ефективність виробництва за рахунок скорочення тривалості циклів, мінімізації помилок та підвищення точності, що в сукупності збільшує загальну ефективність і якість продукції.

Що таке колаборативні роботи?

Колаборативні роботи (коботи) розроблені для безпечного співпрацювання з людьми, зазвичай їх використовують у гнучких середовищах виробництва з високою номенклатурою продукції.

Скільки часу потрібно, щоб побачити повернення інвестицій від роботизованої автоматизації?

Згідно з Глобальним дослідженням робототехніки Deloitte за 2023 рік, більшість компаній отримують повернення інвестицій від роботизованої автоматизації протягом 1,5–3 років.