Role kolaborativních robotů v Industry 4.0: spolupráce, nikoliv náhrada

Tags: Industry 4.0 | Robotika | Universal Robots

Pokud 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.

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.

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.

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.

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.