Robotyzacja lekarstwem na kryzys gospodarczy?
| TechnikaWiele osób mówi i pisze o nadchodzącym kryzysie w gospodarce światowej, europejskiej i polskiej. Wiele osób zastanawia się na sposobami ograniczenia jego skutków. W niniejszym artykule chcielibyśmy zaprosić czytelników do zastanowienia się, czy robotyzacja i automatyzacja produkcji może być jednym z takich sposobów.
CZYM JEST ROBOT?
Odpowiedź na to pytanie można odnaleźć w wielu źródłach. Najprostszą i najcelniejszą definicją jest stwierdzenie, że robot to przyrząd automatycznie wykonujący pracę w sposób dokładniejszy, bezpieczniejszy dla zdrowia i przede wszystkim wydajniejszy, niż zrobiłby to człowiek.
Dodatkowo, robot w dzisiejszych czasach może do pewnego stopnia samodzielnie adaptować swój sposób pracy ze względu na zmieniające się warunki otoczenia – na przykład kształt spawanych blach lub miejsce pobrania czekoladek z poruszającej się taśmy produkcyjnej.
JAK ROBOT WPŁYWA NA WYDAJNOŚĆ PRODUKCJI?
Bardzo często spotykamy się z wymogiem potencjalnego użytkownika robota w rodzaju: „Panie, ja nie potrzebuję, żeby robot pracował szybciej niż człowiek. Ja bym chciał, żeby on pracował bez zbędnych przerw”.
Produkcja zautomatyzowana lub zrobotyzowana przebiega wydajniej nie tylko przez samo przyspieszenie poszczególnych procesów, ale przede wszystkim przez skrócenie przerw. Jest wiele czynników mogących spowodować powstanie przerw w produkcji.
Przerwy mogą powstać, gdy następuje konieczność kontroli jakości wykonanej pracy. Ma to miejsce na przykład w procesie spawania. Spawacz, aby sprawdzić wynik swojej pracy, musi przerwać spawanie – robot może badać wynik swojej pracy podczas procesu spawania, śledząc na przykład prąd spawania.
Przerwa pomiędzy operacjami może też wynikać z powodu „zamyślenia się” lub „zagadania” pracownika. Ma to miejsce na przykład na stanowisku kontroli szczelności.
Pracownik obsługujący maszynę do badania szczelności produktów nie ma wpływu na prędkość pracy testera, jednak to on decyduje, w którym momencie rozpocząć wyjęcie gotowego detalu, jak szybko wstawić kolejny detal i kiedy wcisnąć przycisk uruchamiający test.
Wykorzystanie robota eliminuje w tym wypadku wszelkie zbędne przerwy; robot rozpoczyna wyjmowanie gotowego detalu natychmiast po zakończeniu testowania.
Przerwa między operacjami może wynikać z niewłaściwego zorganizowania stanowiska pracy. Ma to na przykład miejsce przy obsłudze prasy.
Pracownik obsługujący prasę może odkładać pędzel do smarowania blach w niewłaściwym miejscu i potem w poszukiwaniu pędzla traci sumarycznie kilka minut na zmianę. Robot nie musi szukać pędzla i nie czuje zmęczenia monotonną pracą. Dodatkowo, praca przy obsłudze prasy należy do najbardziej niebezpiecznych.
Przerwy w pracy mogą być również zaplanowane (np. przerwy na regenerację, toaletę, śniadanie itd.).
DOWOLNE ZMIANY WIELKOŚCI PRODUKCJI
Po zakupie zrobotyzowanego stanowiska produkcji można sobie łatwiej pozwolić na szybkie zmiany wolumenu produkcji. Dziś można produkować dużo, jutro mało bez ponoszenia dużych dodatkowych kosztów osobowych.
Przykładem ciekawej aplikacji z robotami, której wdrożenie miało na celu zapewnienie możliwości dokonywania elastycznych zmian w wielkości produkcji, jest niedawno zakończony projekt w fabryce sałaty El Dulze w Hiszpanii. Zastosowane tam roboty Fanuc nie tylko paletyzują gotowe pudełka zawierające liście sałaty, ale również przycinają, przenoszą i układają pojedyncze liście sałaty do pudełek.
Wdrożenie 69 robotów w fabryce El Dulze miało na celu zwiększenie elastyczności produkcji tak, aby w razie dobrej koniunktury móc szybko zrealizować zamówienia dużych marketów, a w przypadku nieurodzaju ograniczyć produkcję. Dodatkowym rezultatem wdrożenia było poprawienie jakości produkcji, gdyż każdy liść jest odpowiednio przycinany ze względu na swój kształt i wagę. Przydała się tu unikalna funkcjonalność robotów Fanuc: trójwymiarowy system wizyjny.
ZROBOTYZOWANI MAJĄ WIĘKSZE SZANSE PRZETRWAĆ KRYZYS
Kiedy w firmie pojawia się kryzys? Najprostszą odpowiedzią jest sytuacja, w której zaczyna brakować pieniędzy na spłacanie swoich zobowiązań. Może tak się stać, gdy firma ma większe koszty niż przychody lub gdy kupujący przestają płacić za produkty.
Kupujący przestają płacić za produkty, gdy są niezadowoleni z jakości produkcji lub gdy sami nie mają środków na spłacenie swoich zobowiązań. Jeśli poprawnie zrobotyzujemy produkcję, mamy szanse zarówno na zapewnienie właściwej jakości produkcji, jak i na zmniejszenie kosztów stałych.
Wynika z tego, że stosując roboty, jesteśmy w stanie wyeliminować przynajmniej część czynników wpływających na kryzys przedsiębiorstw.
ROBOTYZACJA POZWALA ZACHOWAĆ PRODUKCJĘ W POLSCE
Dlaczego produkcja jest przenoszona do Rosji, Chin lub na Ukrainę? Przez niższe koszty surowców, transportu, kosztów pracy, energii, a może innych mediów? W większości przypadków wymienia się znacząco niższe koszty pracy. Produkcja jest przenoszona do krajów o niższych pensjach, niższych kosztach ubezpieczenia społecznego oraz do krajów, w których bardzo często w ogóle zaniedbywane są kosztowne prawa pracowników.
Można tu odnieść wrażenie, że robotyzacja zmniejsza liczbę pracowników w polskich zakładach produkcyjnych. Ja natomiast odpowiem, że robotyzacja i automatyzacja jest jedynym długoterminowym środkiem prowadzącym do zachowania miejsc pracy w Polsce. Przykładem może być firma Fanuc, która całą swoją produkcję prowadzi w Japonii.
Fanuc produkuje silniki elektryczne (serwonapędy), obrabiarki i roboty wyłącznie w fabrykach w Japonii. Dzięki prawie całkowitej automatyzacji i robotyzacji, koszty produkcji od kilkudziesięciu lat zachowywane są na minimalnym poziomie. Zachowując produkcję maszyn i komponentów w swoim kraju, Fanuc uzyskuje niższe koszty kontroli produkcji, niższe koszty transportu komponentów oraz większe środki na finansowanie działu rozwoju nowych produktów.
ROBOTYZACJA POZWALA NA PRODUKCJĘ W CORAZ KRÓTSZYCH SERIACH
W latach siedemdziesiątych roboty znajdowały zastosowanie jedynie w produkcji wielkoseryjnej. Przystosowanie stanowisk zrobotyzowanych do produkcji było bardzo kosztowne i czasochłonne.
W dzisiejszych czasach roboty mają bardzo rozwinięte możliwości samodzielnej zmiany swojego działania pod wpływem zmian otoczenia. Na przykład roboty Fanuc już od dawna potrafią czuć, a od ponad roku potrafią samodzielnie widzieć.
„Czucie” jest realizowane przez zastosowanie czujnika siły Fanuc i sterowanie ruchem robota ze względu na zadaną siłę. „Widzenie” jest realizowane przez wykorzystanie zintegrowanego z robotem systemu wizyjnego Fanuc iRVision.
Czucie i widzenie robota jest najbardziej zaawansowaną formą sensoryki. Roboty są od dawna wyposażane w różnego rodzaju czujniki i oprogramowanie pozwalające na szybsze przezbrojenie robota lub nawet samoczynne przezbrojenie robota. Dzięki tego typu technologiom opłaca się stosować roboty nie tylko przy produkcji wielkoseryjnej – po kilka tysięcy sztuk.
Coraz częściej spotyka się aplikacje robotyki, gdzie produkty zmieniają się co kilkadziesiąt sztuk lub w skrajnym wypadku za każdym razem. Przykładem zastosowania robota w produkcji jednostkowej może być aplikacja w fabryce Teleskop w Kostrzyniu nad Odrą.
Fabryka Teleskop produkuje elementy żurawi dźwigów. Bardzo często poszczególne żurawie są produkowane według specjalnej specyfikacji. Produkcja odbywa się głównie przez spawanie dużych gabarytów blach. Często zdarza się, że kolejno produkowane żurawie składają się z blach o różnych rozmiarach. Dzięki zastosowaniu systemu śledzenia spoiny oraz automatycznego wykrywania spoiny, roboty Fanuc mogą samodzielnie dostosować swój program działania do każdego kolejnego spawanego detalu.
ZROBOTYZOWANA PRODUKCJA JEST ZAWSZE ZGODNA ZE SPECYFIKACJĄ
Im bardziej zrobotyzujemy lub zautomatyzujemy produkcję, tym bardziej możemy być pewni, że założenia technologa planującego produkcję będą precyzyjniej realizowane. Technolog, który udoskonala proces produkcji, zakłada, że jego wytyczne dotyczące zmian w produkcji są w 100% realizowane. Na podstawie kontroli jakości produktu może teoretycznie wyciągać wnioski co do kolejnych działań optymalizacyjnych.
W rzeczywistości technolog bardzo często wyciąga wnioski na podstawie nieprawdziwych przesłanek. Dzieje się tak np. dlatego, że jego wytyczne co do zmian w produkcji są ignorowane lub nie w pełni realizowane. Zdarza się też, że technolog nie ma możliwości realizacji wszystkich swoich zamierzeń w krótkim czasie, ponieważ przeszkolenie pracowników działu produkcji trwa zbyt długo.
Niejednokrotnie zdarza się, że pracownicy wykonujący monotonną pracę, często się zmieniają i szkolenie musi następować od nowa. Przykładem rozwiązania tego problemu jest zastosowanie robotów Fanuc w przemyśle ceramiki budowlanej w Polsce.
Większość zautomatyzowanych cegielni firmy Wienerberger w Polsce używa robotów Fanuc do automatycznego ustawienia lub rozładunku cegieł na wozy piecowe w odpowiednie stosy. Stos taki wjeżdża następnie do pieca na wozie piecowym, gdzie następuje wypalenie cegieł.
Każdy rodzaj cegły wymaga ułożenia według innego wzoru. Zastosowanie odpowiedniego wzoru stosu zapewnia odpowiednie wypalenie każdej z cegieł, a co za tym idzie zapewnia odpowiednią jakość każdej cegły. Ponieważ każda cegielnia produkuje przynajmniej kilkanaście rodzajów cegieł, trudno jest nauczyć pracowników układania odpowiednich wzorów.
Każdy błąd w ułożeniu stosu może spowodować spadek jakości produktu, a w skrajnym wypadku bardzo kosztowne w skutkach samoczynne przewrócenie się stosu wewnątrz pieca. Ponadto, nie mniej ważnym problemem jest trudność we wprowadzaniu zmian we wzorach ułożenia stosu.
Robotyzacja procesu układania cegieł opracowana przez firmę ZUEIM spod Radomia pozwala na elastyczne dostosowanie wzorca stosu zawsze w 100% zgodnie z zaleceniami technologa.
JAKOŚĆ PRODUKCJI ZROBOTYZOWANEJ W POLSCE JEST NIE GORSZA NIŻ W JAPONII
Jeśli całkowicie zrobotyzujemy produkcję, uniezależniamy się całkowicie od czynnika ludzkiego.
Śmiałe inwestycje japońskich firm w Polsce w ostatnich latach wskazują na to, że produkcję przemysłową możemy realizować na najwyższym poziomie. Jednym z najważniejszych czynników zapewniających wysoką i powtarzalną jakość jest robotyzacja. Przykładem zastosowania robotów Fanuc w japońskich fabrykach w Polsce są fabryki firmy Toyota, a w Europie Suzuki (Węgry) lub Honda (Anglia).
Nasuwa się pytanie: co stoi na przeszkodzie, żeby produkty polskich firm charakteryzowały się najwyższą jakością?
ZROBOTYZOWANA PRODUKCJA WZBUDZA ZAUFANIE
Znane są przypadki zdobywania zaufania klientów przez prezentację zrobotyzowanej produkcji. Robot jest elementem, który wyróżnia się zwykle w parku maszynowym. Firmy wstawiają sekwencje ruchu robotów do filmów lub prezentacji.
Na stronach internetowych lub w artykułach prasowych o fabrykach można znaleźć zdjęcia robotów. Nawet w reklamach samochodów niektóre firmy pokazują urywki filmów z działów produkcyjnych. Oglądając filmy, na których poruszają się roboty, warto zwracać uwagę na ich kolor. Żółty kolor jest zarezerwowany dla robotów Fanuc.
KONKURENCYJNOŚĆ I NIE TYLKO
Wykorzystując roboty do spawania łukowego, jesteśmy w stanie zapewnić odpowiednią jakość produkcji, wysoką wydajność spawania, a także zaoszczędzić na zużyciu materiału. Robotyzując stanowiska zgrzewania punktowego, dostosowujemy się do wymogów przemysłu motoryzacyjnego, a także utrzymujemy stałą jakość i wydajność produkcji.
Wykorzystując roboty do obsługi obrabiarek, zwiększamy wydajność ich pracy dobowej i zapobiegamy powstawaniu przestojów. Zastosowanie robotów w przemyśle spożywczym pozwala na zapewnienie odpowiednich warunków higieny i wydajności pracy.
Robotyka zastosowana przy paletyzacji pozwala na zwiększenie wydajności, a także uwalnia ludzi od ciężkiej i niebezpiecznej dla zdrowia pracy.
LEKARSTWO?
Czy robotyzacja może być lekarstwem na kryzys w przedsiębiorstwie? Na to pytanie muszą sobie odpowiedzieć sami przedsiębiorcy na podstawie swojej najlepszej wiedzy. Niniejszy artykuł ma jedynie zasygnalizować niektóre szanse związane z robotyzacją produkcji.
Konrad Grohs
Autor jest szefem polskiego oddziału Fanuc Robotics
