Robotizacija proizvodnje v svetu: obseg, primeri, prednosti in slabosti

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Izboljševanje, človeštvo si nenehno olajša delo in ga preusmeri na umetno inteligenco. Robotizacija proizvodnje je omogočila, da se znebite številnih poklicev, na primer telefonsko storitev danes izvaja le elektronika, čeprav so na začetku prejšnjega stoletja telefonistke povezale dva naročnika. Danes je napredek stopil še dlje in ljudje so začeli ustvarjati prave umetne stroje, ki so sposobni izvajati določene mehanske operacije – robote.

Kaj je robotska proizvodnja?

Ta proces je treba obravnavati kot sestavni del industrijske avtomatizacije, ko človeške zmogljivosti nadomestijo robotski sistemi v industrijskem obsegu. Najpogosteje velika podjetja poskušajo uporabiti univerzalne robote, ki lahko pozitivno vplivajodelovanje celotnega kompleksa. Njihova glavna prednost je v tem, da jih je mogoče kadar koli prekonfigurirati za izdelavo popolnoma različnih delov in izdelkov, dovolj je le vnos drugega programa v opremo. Z uporabo tovrstne robotike lahko mnoga podjetja dosežejo znatne prihranke.

Proces robotizacije proizvodnje igra veliko vlogo v podjetjih, ki se ukvarjajo s predelavo različnih delov. Tukaj se proizvede do 50% izdelkov v dokaj majhnih serijah, in če na industrijskih linijah ni robotov, bo samo ustvarjanje izdelkov trajalo približno 5% celotnega delovnega dneva. Preostali čas bo porabljen za ponovno konfiguracijo opreme, zamenjavo delov in orodja. Takšno delovanje proizvodnje ni koristno za nobeno podjetje, saj vsako od njih zasleduje cilj povečanja produktivnosti. Avtomatizacija izdelave delov ima še en pozitiven učinek - roboti lahko prihranijo veliko količino materialov in surovin, vendar je tukaj vse odvisno od racionalne organizacije poteka dela.

Kakšne vrste robotov se uporabljajo v podjetjih?

V proizvodnem sektorju obstaja koncept "industrijskega robota", ki se nanaša na določeno napravo, ki ima določeno število funkcij in je sposobna delati na 5 ali več programih. Glavna naloga robota je izvajanje dodeljenih nalog, in sicer: manipulacija z orodji, deli in dodatnimi materiali.

O katerih govorijo izkušeni strokovnjakiobstoj vsaj treh generacij takšne opreme. Prva generacija vključuje programabilno robotiko, ki lahko izvaja samo določen program. Drugi - prilagodljivi roboti, ki so imeli senzorje in so z njihovo pomočjo lahko sprejemali informacije iz okolja, jih analizirali in po potrebi popravljali svoje naloge in vedenje. Tretjo generacijo v celoti sestavljajo inteligentni roboti, ki so sposobni razlikovati med okoljskimi predmeti in sami izvajati določena dejanja. Praviloma se pri robotizaciji proizvodnje pričakuje, da bo podjetje, ki jo je začelo, nabavilo najsodobnejšo opremo.

Industrijski roboti so običajno razdeljeni tudi glede na njihovo neposredno funkcionalnost. Nekateri med njimi opravljajo naloge za izdelavo izdelkov, drugi opravljajo delo dviganja in transporta izdelkov, tretji vzdržujejo glavno proizvodno opremo itd. Robotika lahko v nekaterih primerih opravlja pomožne funkcije, zlasti čiščenje prostorov.

Vsi roboti, vključeni v industrijo, so osnova robotskih tehnoloških kompleksov (RTC). Slednji so kombinacija opreme in se najpogosteje uporabljajo za izvajanje večjih operacij – zajemanje izdelka, opravljanje nalog v ekstremnih razmerah (na primer pod vodo), zagotavljanje informacij o napredku povezanih proizvodnih procesov itd.

Kje je potrebna avtomatizacija?

Robotizacija proizvodnje bi morala nadomestiti človeške vire, ki so pogostejšise uporabljajo za ustvarjanje izdelkov in njihovo premikanje. Najpogosteje so uporabljenim mehanizmom dodeljene najpreprostejše naloge, ki jih nenehno izvajajo večkrat na dan. Uporaba robotov je nepogrešljiva pri pakiranju izdelkov, nakladanju in razkladanju ter pri prenosu izdelkov med različnimi proizvodnimi lokacijami. Zaenkrat obstajajo težave pri ustvarjanju delov, saj lahko le zelo draga oprema natančno reproducira dele po risbi, njena uporaba pa za številna podjetja še vedno ni ekonomsko upravičena.

Če govorimo o tem, kje je bila v preteklosti uspešno uvedena robotizacija proizvodnje, so primer tega lahko podjetja, ki se ukvarjajo z varjenjem, rezanjem, izvajanjem kontrolnih testov itd. Roboti se aktivno uporabljajo tudi za enostavne montažne operacije, težje procese še vedno izvajajo ljudje, saj zahtevajo dodatne manipulacije. Ključna naloga industrijske avtomatizacije je prepustiti tehnologiji na milost in nemilost preproste procese, ki se večkrat ponavljajo. Kjer je mogoče, se roboti kupujejo pogosto in trajajo zelo dolgo.

Kakšne so prednosti uporabe robotov?

Lastniki velikih podjetij imajo pozitiven odnos do robotizacije proizvodnje, še posebej natančno upoštevajo prednosti in slabosti tega procesa, saj neposredno vplivajo na dobiček. Če govorimo o prednostih uporabe robotike, potem je najprej vredno omenitiizvedba. Robotično podjetje ima eno nesporno prednost - njegove delavnice lahko delajo neprekinjeno ure in ure.

Z racionalno organizacijo avtomatizacije proizvodnje je lahko količina mesečne proizvodnje za red večja. Zelo pomembno je pri robotizaciji preprečiti pogoste menjave opreme, sicer se lahko znesek prejetega dobička občutno zmanjša. Poleg tega lahko zamenjava človeških virov z robotiko občutno prihrani pri plačah. Za izvajanje vseh procesov je dovolj en operater za nadzor popolnoma vseh sistemov.

Potreba po ustvarjanju visokokakovostnega blaga je še ena poslovna potreba, ki sili podjetja, da se zatečejo k robotizaciji proizvodnje, prednosti uporabe takšne opreme so visoka natančnost pridobljenih delov. V prilagojenem procesu izdelave delov se količina zavrženega materiala znatno zmanjša, v mnogih pogledih je to mogoče zaradi odprave človeškega faktorja.

Omeniti velja dejstvo, da je delo na nekaterih proizvodnih območjih izjemno škodljivo za človeško telo, pri čemer je robotika preprosto nenadomestljiva. Govorimo o varjenju, jeklarstvu, barvanju itd. Robot, nameščen v delavnici, ima svoj delovni prostor, ki je oblikovan tako, da človek vanj ne more vstopiti.

Precej pogostoštudenti, ki pišejo WRC "Robotika industrijske proizvodnje", opažajo, da lahko uporaba umetne inteligence znatno zmanjša delovni prostor. V nekaterih primerih lahko robote obesite ali celo pospravite v zaprtih prostorih do naslednje uporabe. Oprema, ki se uporablja v industrijskih obratih, ima sodobne menjalnike in motorje, za izdelavo so uporabljeni materiali, odporni proti obrabi, zato zahteva minimalno vzdrževanje.

Katere slabosti je mogoče opaziti pri tej nadgradnji?

Precej visoki stroški opreme so pomembna pomanjkljivost pri robotizaciji proizvodnje, primere in slabosti takšne spremembe proizvodne zmogljivosti je mogoče zaslediti v skoraj vsakem podjetju. Na primer, stroški zamenjave enega stroja se gibljejo od 500 tisoč rubljev do več milijonov, ta postopek pa zahteva predhodno finančno pripravo. Če se oprema nenadoma pokvari, boste morali nujno poiskati denar za popravila, kar ni zelo priročno.

Druga pomanjkljivost, s katero se najpogosteje srečujemo pri modernizaciji proizvodnje, je zmanjševanje kadra. Roboti so zasnovani tako, da opravljajo nizkokvalificirana dela in nadomeščajo ljudi na tem delovnem mestu, vendar podjetja svojim zaposlenim ne morejo vedno ponuditi ustrezne zamenjave v obliki novega položaja. Po mnenju strokovnjakov Svetovnega gospodarskega sklada bodo roboti v naslednjih dveh ali treh letih "izgnali" več kot 5 milijonov ljudi na planetu z dela.leta. Tolikšno število brezposelnih bo treba nekje namestiti in tudi zdaj se največje države planeta trudijo najti najbolj optimalne rešitve tega vprašanja.

Razvite države aktivno uvajajo robotizacijo proizvodnje, na mednarodnih gospodarskih forumih nenehno razpravljajo o prednostih in slabostih tega procesa. Kot rezultat teh srečanj se oblikujejo nove možnosti za avtomatizacijo delovnih tokov in ideje za organizacijo novih delovnih mest za zaposlene, ki so zaradi uvedbe umetne inteligence ostali brez dela..

Kakšne so faze robotizacije?

Uvajanje umetne inteligence v delovanje v katerem koli podjetju je sestavljeno iz štirih stopenj, od katerih je prva tehnična priprava na spremembe v proizvodnih linijah. Tukaj je treba upoštevati absolutno vse značilnosti podjetja, ki bodo imele določen vpliv na novo opremo. Nekatere organizacije uporabljajo ekonomsko-matematično načrtovanje, katerega namen je uvedba računalnikov za tehnično matematične izračune v vse oddelke. Analiza dejavnosti, potrebnih za pripravo robotike, se izvaja ročno, zato ni mogoče takoj doseči prihrankov, kompetentne optimizacije in visoke kakovosti izdelkov. Če levji delež proizvodnje servisira umetna inteligenca, potem je kombinacijo vseh zgoraj navedenih lastnosti veliko lažje doseči.

Avtomatizacija in robotizacija proizvodnje ni nikoli popolna brez oblikovanja nadzornega vodstva, ki je vednosestoji iz treh komponent: vodstvene strukture, komunikacijskega sistema ter organizacije meritev in informacij. Ta razdelitev organizacije mora biti dovolj prilagodljiva in vsestranska, biti sposobna hitro odgovoriti na spreminjajoče se poslovne potrebe in spremljati izpolnjevanje vseh meril, določenih v programu. Pri izbiri sistema, ki bo nadzoroval delo robotike, je treba upoštevati njegovo natančnost, ceno, vsestranskost, pa tudi številne druge parametre.

Bodite pozorni na dejstvo, da je strošek krmilne komponente približno 60% cene industrijskega robota, zato je treba k njegovi izbiri pristopiti še posebej previdno. Nekatera podjetja na žalost izberejo najcenejše krmilne sisteme - analogne in ciklične, to se opraviči le, če se podjetje ukvarja s proizvodnjo množičnega blaga in je le redko potrebno reprogramirati opremo. Če morate ustvariti manjše dele, je bolje uporabiti numerične in pozicijske krmilne sisteme, ki jih je mogoče enostavno reprogramirati.

Naslednja je najpomembnejša faza - neposredno programiranje. Robotizacija sodobne proizvodnje predvideva štiri stopnje nadzora nad delom umetne inteligence: oblikovanje cikla, pomnjenje programa, reprodukcijo in neposredno izvajanje. Pri tem je treba posebno pozornost nameniti programiranju, ki se danes izvaja na dva načina -analitično in izobraževalno. Prvi vključuje izračune in odpravljanje napak, po katerem se algoritem delovanja vnese v krmilni sistem. Drugi je izdelava nadzornega programa že v delovni sobi s posebnim daljinskim upravljalnikom, ki je del opreme. Izkušeni strokovnjaki svetujejo uporabo obeh možnosti za doseganje najvišje kakovosti učinka robotizacije.

Zadnja faza je zagon avtomatizirane proizvodnje s polno zmogljivostjo. Zelo pomembno je zagotoviti, da proizvodne linije delujejo čim bolj učinkovito, šele potem, ko so opravljeni vsi potrebni testi, lahko robotika začne delovati. Upoštevajte, da je treba v prvih urah preizkusiti razpoložljive zmogljivosti in izvesti potrebne prilagoditve.

Kako roboti pomagajo pri varjenju?

Doba uvedbe umetne inteligence se je začela z robotizacijo varilne proizvodnje, z njeno pomočjo je bilo mogoče doseči pomembne rezultate. Avtomatizirani industrijski stroji so se v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja preusmerili na točkovno varjenje in od takrat je to postalo njihova glavna dejavnost. Od začetka uporabe robotov se je kakovost varjenja večkrat povečala, kar je koristilo industriji. Danes profil, iz katerega so izdelani deli in spoj, ne igrata nobene vloge, umetna inteligenca je sposobna povezati popolnoma vse.

Robotizacija proizvodnje varjenja še naprej pridobiva zagon v 21. stoletju, danes se uporabljanaprave imajo dodatne senzorje, ki lahko obdelujejo vhodne taktilne in vizualne podatke. Vsi roboti so sposobni zvariti dve kovinski površini in pridobiti visokokakovosten zvar v stabilnem loku. Industrijalci verjamejo, da bo takšno opremo v prihodnosti mogoče uporabiti za lasersko varjenje, pa tudi za dodatno rezanje materiala, ki se obdeluje.

Ali je mogoče robote uporabiti za ustvarjanje hrane?

Ker se človeštvo nenehno povečuje, postaja vprašanje, kako nahraniti vse, vse bolj in bolj pereče. Na pomoč lahko priskoči robotizacija proizvodnje hrane, ki vam omogoča ustvarjanje novih visokokakovostnih izdelkov v najkrajšem možnem času. Med strokovnjaki obstaja stališče, da se bodo roboti na tem področju vse pogosteje uporabljali in bodo slej ko prej zamenjali celo profesionalne kuharje.

Napredek je tako daleč, da je danes umetna inteligenca sposobna samostojno obdelati skute: rezati, razvrščati in celo pakirati, pri proizvodnji pa je opazna najstrožja sterilnost. Slaščičarji še posebej radi uporabljajo robotiko, z njeno pomočjo je mogoče ustvariti izvirne in natančne risbe na tortah in pecivih, pa tudi pakirati nastale izdelke, kar prihrani veliko časa. Roboti se uporabljajo tudi v ribiški industriji, kjer pomagajo razrezati ulov na porcionirane kose, kar je zelo priročno za kuharje, ki delajo v gostinstvu.

Robotikaproizvodnja hrane bi morala vplivati na območja, kjer so zaposleni v podjetjih izpostavljeni nevarnim in škodljivim vplivom okolja. Govorimo o spremembah temperature, vlažnosti, hrupa, povečanih vibracijah in prahu. Strokovnjaki pa ne izključujejo možnosti, da bodo roboti ustvarjali prehranske izdelke iz nič, a takšna umetna inteligenca ne bo kmalu razvita.

Kako avtomatizirajo delo pri nas?

Če govorimo o robotizaciji proizvodnje v Rusiji, tukaj šele začenja pridobivati zagon. Večina naprav se uporablja pri varjenju in nakladanju, pa tudi v avtomobilski industriji. Število podjetij, ki uporabljajo umetno inteligenco, se vsako leto povečuje, saj so njihovi lastniki spoznali vse prednosti implementacije avtomatizacije. Od leta 2018 je v Rusiji le en robot na 10.000 ljudi, vendar strokovnjaki do leta 2025 napovedujejo povečanje števila robotov v domači industriji za 20%.

Posebno pozornost si zasluži dejstvo, da ima velika večina zaposlenih Rusov negativen odnos do robotike. Po eni strani jih je mogoče razumeti, saj lahko uporaba robotike za nekoga pomeni izgubo službe, po drugi strani pa je znanstveno-tehnološki napredek zasnovan tako, da olajša obstoj človeštva in ga ni mogoče opustiti. Vendar je do popolne robotizacije proizvodnih zmogljivosti v Rusiji še daleč, tako da do popolne avtomatizacije v prihodnjih letih ne bo prišlo.

Vlada medtem razmišlja oKakšne koristi lahko prinese robotizacija proizvodnje, Moskva zdaj aktivno razvija novo generacijo umetne inteligence, ki jo bodo v prihodnosti poslali v vesolje. Prestolnica vsako leto gosti konferenco "RoboSector", kjer se lahko vsi seznanijo z najnovejšimi dosežki znanstvenikov na področju avtomatizacije proizvodnje, lastniki podjetij pa lahko odkrijejo nove priložnosti.

Kako je na svetovnem trgu?

Robotizacija proizvodnje v svetu je že dolgo postala običajna, po statističnih podatkih je od januarja 2017 na vsakih 10 tisoč zaposlenih na našem planetu več kot 70 robotov. Največ robotov se uporablja v Južni Koreji s 631 na 10.000 delavcev, Singapurju s 488 in Nemčiji s 309. Analitiki pravijo, da sta zaradi avtomatizacije delovnega procesa najbolj prizadeti Azija in Amerika, saj se roboti vsako leto povečajo za 9 oziroma 7 odstotkov.

Rekorderka za uvedbo robotike je Kitajska, če je bila leta 2013 povprečna gostota naprav 25 enot na 10 tisoč delavcev, je do konca leta 2016 ta številka narasla na 68 in se še naprej povečuje. Do leta 2020 nameravajo oblasti Nebeškega cesarstva vstopiti v vrh držav, ki so vodilne v robotizaciji. Južna Koreja je država z največjo gostoto robotov od leta 2010, brez njih ne morejo pri ustvarjanju avtomobilov in elektronike.

Protirekorderji za robotizacijo proizvodnje od leta 2018 so Rusija, Indija in Filipini. V tehdržavah se trg robotike še razvija, zato proizvajalci opreme aktivno ponujajo svoje storitve potencialnim strankam. Predstavniki inženirske in avtomobilske industrije kažejo veliko zanimanje za uporabo umetne inteligence, saj bo njena uvedba močno razbremenila kadre podjetij.

Strokovnjaki menijo, da bo uspeh mnogih podjetij v prihodnosti odvisen od robotizacije proizvodnje, obseg avtomatskih strojev se nenehno širi in zahteva vedno več razvoja in raziskav. Avtomatizacija po njihovem mnenju ne bi smela biti sama sebi namen, umetne stroje je mogoče uvesti le v tistih situacijah, ko človek iz takšnih ali drugačnih razlogov ne more opravljati dela bolje od njih. Stabilizacija tehničnega procesa, povečanje natančnosti izdelanih delov in hitrosti doseganja ciljev so le majhen del razlogov, zaradi katerih podjetja po svetu silijo k uvajanju robotov v proizvodnjo.