Amper 2019
Google překladač: English Deutsch

Exkluzivní partner sekce

ORBIT
Bentley

GOPAS - CAD kurzy

Více kurzů

StreamTech.tv

streamtech tv-logo

Role kolaborativních robotů v Industry 4.0: spolupráce, nikoliv náhrada

Autor článku: Slavoj Musílek   

Tags: Industry 4.0 | Robotika | Universal Robots

kolaborativni roboti ilustracniPokud se podíváme na velké množství článků, materiálů, či dokonce katastrofických předpovědí pojednávajících o Industry 4.0, vždy v nich narazíme na robotické systémy jako na vrcholný okamžik čtvrté fáze průmyslové revoluce. Drtivá většina z nich pojednává o budoucnosti, kde – minimálně v odvětví průmyslové výroby – roboti plně nahradí lidskou práci. Ale bude tomu opravdu tak...?

V mnoha teoretických pojednáních je konečným cílem Industry 4.0 tzv. továrna se „zhasnutými světly“, tedy plně automatizované výrobní zařízení bez přítomnosti lidských pracovníků. Již dnes existují továrny, které se blíží tomuto ideálu. Jednou z nich je výrobní zařízení na elektrické holicí strojky společnosti Philips v Nizozemsku, jejímiž jedinými lidskými pracovníky je 9 specialistů výstupní kontroly. Pozoruhodné, avšak v Universal Robots si myslíme, že tímto směrem se Industry 4.0 vyvíjet nebude.

Spolupráce, nebo náhrada?

Zkušenosti, které jsme získali v projektech automatizace u českých a slovenských průmyslových podniků a i v dalších zemích, říkají, že firmy potřebují nejčastěji automatizovat místa ve výrobě s opakujícími se rutinními úkony, v ergonomicky obtížném prostředí či s požadavky na vysokou přesnost dílčích úkonů. Většinou tak nejde o nahrazování lidské pracovní síly, ale o spolupráci člověka a stroje, kdy výsledkem je vyšší produktivita a kvalita dané výrobní sekvence (viz vložený text o společnosti Linaset). Pozitivním vedlejším efektem je navíc nižší úroveň pracovních úrazů a nemocnosti vyplývající z dřívější práce v náročných podmínkách.

kolaborativni roboti 1

Úplné nahrazení lidí roboty není možné, protože lidé mají schopnosti, které roboti pravděpodobně nikdy mít nebudou. Brutálně řečeno, jsou to stále „hloupé“ stroje, které nedělají nic jiného, než že přijímají instrukce a generují data. Nemají znalost výrobních procesů, necítí přání zákazníků, nemají lidskou kreativitu a zkušenosti. Co dnes vidíme na trhu, je budoucnost spojená s kolaborativními roboty (coboty), kde se roboti a lidi vzájemně doplňují a eliminují slabé stránky toho druhého.

Přestože existuje řada názorů hovořících o zániku většiny pracovních míst průmyslu, například podle organizace International Federation of Robotics (IFR) vytvoří coboti v letech 2017 až 2020 jen v potravinářském průmyslu 70 000–90 000 nových pracovních míst.

kolaborativni roboti 2

Principy Industry 4.0

Aby tedy mohly výrobní společnosti správně identifikovat a implementovat scénáře Industry 4.0, je třeba se při návrhu provozů postavených na Industry 4.0 opřít o následující principy:

  • Vzájemná součinnost (interoperabilita): Tedy schopnost propojit stroje, zařízení, senzory a lidi s cílem vzájemné komunikace prostřednictvím IoT (Internet of Thins) či IoP (Internet of People) technologií.
  • Informační transparentnost: Schopnost informačních systémů vytvářet virtuální kopii fyzického světa obohacením digitálních modelů výrobních zařízení o senzorová data. To mj. vyžaduje konsolidaci prvotních senzorových dat do hodnotnějších kontextových informací.
  • Technická asistence: V první řadě je to schopnost asistenčních systémů podporovat lidské pracovníky s využitím agregace a vizualizace informací s cílem lepšího rozhodování a rychlejšího řešení akutních problémů. A za druhé je to schopnost kybernetických systémů převzít od pracovníků rutinní, vyčerpávající či ne zcela bezpečné úkony.
  • Decentralizovaná rozhodnutí: Zde se jedná o schopnost kybernetických systémů realizovat vlastní rozhodnutí a autonomně plnit své úkoly. Pouze ve výjimečných případech, konfliktních situacích či manuálním lidském zásahu delegují rozhodnutí na vyšší úroveň.

Universal Robots ve společnosti Linaset

Firma Linaset dodává plastové výlisky svým zákazníkům z oblasti automobilového průmyslu i dalších sektorů průmyslu. Po vylisování na vstřikovacím lisu se povrch každého kusu finalizuje jeho oboustranným otryskáním speciálním tryskacím médiem. Dříve se provádělo otryskávání výlisků ručně na speciálním stole s přípravky pro uchycení výrobků a aplikační pistolí.

Tato operace byla náročná nejen na čas, ale také na přesnost provedení, jelikož aplikátor je nutné držet kolmo nad výlisky, což bylo pro pracovníky fyzicky náročné. Pracoviště je navíc velmi prašné a hlučné. Manuální metoda otryskávání byla náročná na čas a docházelo při ní k nerovnoměrnému otryskání výrobků, které byly při finální kontrole před zabalením a odesláním zákazníkovi vraceny zpět k opakovanému zpracování. Kvůli časové náročnosti finalizační operace nebylo možné zpracovat denní produkci vstřikovacího lisu a docházelo k prodlevám ve výrobě.

Rozhodnutí vedení firmy Linaset pro pořízení robotu UR5 od Universal Robots bylo velmi rychlé, stejně jako nasazení robotického ramene do produkčního procesu. Již během jednoho týdne od objednání začal robot pracovat v testovacím provozu. Při úvodním naprogramování činnosti robotu UR5 asistovali specialisté společnosti EXACTEC, veškerou další konfiguraci robotu provádějí proškolení zaměstnanci firmy Linaset.

Robotické rameno UR5 nahradilo fyzicky náročnou a neergonomickou práci obsluhy tryskacího pracoviště a s absolutní přesností a v pevně daném čase finalizuje výlisky, které jeho lidský spolupracovník zasadí do přípravků. Tím se až o 30 % zkrátil čas zpracování jednoho dílu, a ve výsledku se tedy zvýšila produkce. Díky absolutně přesnému otryskání každého výlisku se rovněž zcela minimalizoval počet kusů, které se při výstupní kontrole vracejí zpět k otryskání. Díky robotu UR5 nyní Linaset dokáže finalizovat, zkontrolovat, zabalit a odeslat celou denní produkci vstřikovacího lisu.

„Pro robotické rameno UR5 jsme se rozhodli hned z několika důvodů. Předně jsme potřebovali robotické řešení, které bude moci bezpečně fungovat na společném pracovišti s lidmi. Dále pro nás byla důležitá variabilita nasazení robotu na různé úlohy ve výrobním procesu. Oba předpoklady naplňuje UR5 dokonale, jelikož splňuje bezpečnostní normy pro spolupráci s lidmi, a pokud bychom jej potřebovali nasadit na jiném pracovišti, prostě jej vytáhneme z elektrické zásuvky, přeneseme jinam a během chvilky přeprogramujeme,“ říká Petr Šromota, vedoucí hlavní výroby firmy Linaset.

Autor je General Manager společnosti Universal Robots v regionu CEE.


Úskalí

Samozřejmě nelze přehlížet úskalí, která v oblasti Industry 4.0 ještě před námi stojí. Kritici zejména poukazují na zvýšená rizika v oblasti bezpečnosti dat v případě integrace nových systémů a zvýšení počtu přístupových bodů. Tím se může dostat do ohrožení i výrobní know-how a duševní vlastnictví výrobního podniku.

Pro úspěšnou komunikaci s kybernetickými zařízeními je také potřeba poměrně vysoká úroveň spolehlivosti a stability, což je někdy obtížné dosáhnout a udržet. Určitou bariérou může být i údržba integrity výrobních procesů za snížené úrovně supervize ze strany lidí – případné technické problémy mohou způsobit vážnější výpadky výroby než za přítomnosti obvyklého lidského dozoru.

Další omezení v oblasti Industry 4.0 představuje vlastnictví procesů a potřebná znalost k jejich řízení. Automatizované systémy jsou často navrhovány, monitorovány a řízeny externími dodavateli. Pokud výrobní společnost outsourcuje řízení automatizovaných systémů, není to jen náročné na čas a peníze, ale zbavuje se tím vlastnictví jedinečných znalostí, které potřebuje pro úspěch na svém trhu.

kolaborativni roboti 3

Naopak v případě nasazení kolaborativních robotů, které jsou programovány, konfigurovány a řízeny lokálně v daném výrobním zařízení, si mohou společnosti udržet vlastnictví automatizovaných procesů a cenných znalostí potřebných pro jejich řízení. Výsledkem je vyšší provozní flexibilita, rychlost reakce na požadavky a konkurenceschopnost na světových trzích.

Jsme přesvědčeni, že koncept cobotů je odpovědí nejen na tyto, ale i na další výzvy Industry 4.0. V současné době reprezentuje obrovské technologické i obchodní příležitosti pro české a slovenské podniky ze všech odvětví.


Mohlo by vás zajímat:
 

Přidat komentář

Bezpečnostní kód
Obnovit