Trendy w robotyce: Prosta i elastyczna aplikacja, niezbędna do osiągnięcia pełnego potencjału

Od nosiciela ładunku, przez kolegę, po gracza zespołowego: rola robotów zmieniła się diametralnie w ciągu ostatnich siedmiu dekad. Sztuczna inteligencja stwarza coraz więcej możliwości, ale czynnikiem decydującym pozostaje człowiek. 

Autor: Peter Lange, kierownik ds. rozwoju biznesu w dziale robotyki w firmie Omron Electronics GmbH

Roboty czy ludzie – kto będzie decydował o produkcji w przyszłości? Przedstawiciele przemysłu i biznesu dyskutują o tym od wielu lat, od czasu, gdy amerykański wynalazca George Devol złożył patent na programowalny manipulator w 1954 roku, zwiastując tym samym narodziny robotyki przemysłowej. Robot Unimate opracowany przez firmę Devol był używany w fabryce General Motors do usuwania gorących części metalowych z maszyny do odlewania ciśnieniowego – było to niebezpieczne zadanie, które wcześniej wykonywali ludzie. Patrząc wstecz na ostatnie 70 lat robotyki przemysłowej, jasne jest, że nie chodzi o to, aby roboty występowały "przeciwko" ludziom, ani wtedy, ani teraz. Zamiast tego zawsze skupiano się na równaniu zespołowym "robot + człowiek = wydajność". To, co się jednak zmieniło, to wymagania producentów, rynku i środowiska: elastyczność, skalowalność, zdolność adaptacji i zrównoważony rozwój nigdy nie były tak ważne jak obecnie. Ważne jest jednak to, że zadania, które wykonują roboty, są zawsze zadaniami wtórnymi, które pozwalają pracownikom skupić się na rzeczach ważniejszych.

Co czwarta firma przemysłowa planuje inwestycję w automatyzację

Aby zobrazować znaczenie nowoczesnej robotyki przemysłowej, warto przyjrzeć się aktualnym opracowaniom. Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda obliczyli, że obecnie na świecie istnieje ponad 3,4 miliona robotów przemysłowych. Według analiz globalny stosunek robotów do ludzi w branży produkcyjnej wynosi od 1 do 71. Firmy przemysłowe planują również zainwestować jedną czwartą swojego kapitału w automatykę przemysłową w ciągu najbliższych pięciu lat. Rozwój robotyki przemysłowej charakteryzuje się licznymi postępami technologicznymi, szerszym zastosowaniem w różnych branżach oraz integracją nowych podejść, takich jak sztuczna inteligencja (AI) i uczenie maszynowe.

Koboty stają się kolegami

Jednocześnie można zaobserwować zmianę paradygmatu: podczas gdy we wczesnych latach roboty były postrzegane przede wszystkim jako użyteczne urządzenia, które mogą wykonywać w szczególności powtarzalne i ciężkie zadania, idea robota jako kolejnego kolegi w zespole – bez wymaganych wcześniej ogrodzeń ochronnych – stała się coraz ważniejsza wraz z pojawieniem się robotów współpracujących (kobotów). Zasada działania cobotów została opracowana w latach 90., pierwsze modele pojawiły się na rynku na początku nowego tysiąclecia, od około 2010 roku koboty stały się nieodzowne w wielu dziedzinach produkcji. Ponadto, produkty i procesy produkcyjne muszą być w coraz większym stopniu identyfikowalne. Dzięki robotyce procesy produkcji, pakowania i kontroli mogą być śledzone i określane ilościowo w sposób znacznie bardziej przejrzysty i niezawodny niż wcześniej.

Powtarzalne zadania są przydzielane kobotom

Historia sukcesu robotyki współpracującej rozpoczęła się w Skandynawii, zwłaszcza w Danii i Szwecji – krajach, które od dłuższego czasu musiały starać się pokryć wsparciem technicznym brak wykwalifikowanych pracowników, którzy są również bardzo kosztowni. Paletyzacja jest w tym kontekście doskonałym przykładem robotyki współpracującej – powtarzalnego i niekreatywnego zadania, które może być łatwo przejęte przez technologię.  

Trend w robotyce kognitywnej: NEURA Robotics i OMRON nawiązały współpracę

Ten nowy rodzaj interakcji między człowiekiem a technologią poszedł jeszcze dalej w ostatnich latach, wraz z rosnącą harmonizacją w automatyzacji produkcji. Integracja sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego tworzy stopniowo adaptacyjne i uczące się roboty, które zdobywają wiedzę na podstawie swoich doświadczeń, a tym samym optymalizują zadania. Umożliwia to elastyczne dostosowanie do różnych wymagań produkcyjnych. Ponadto, robotyka jest coraz częściej szkolona przy wsparciu sztucznej inteligencji w celu naśladowania ludzkich zmysłów i połączeń poznawczych. W tej dziedzinie firma OMRON współpracuje z firmą NEURA Robotics, światowym pionierem w dziedzinie robotyki kognitywnej. Partnerstwo ma na celu przekształcenie branży produkcyjnej poprzez wprowadzenie robotów kognitywnych w automatyce przemysłowej i zaawansowanych funkcji sztucznej inteligencji w celu poprawy wydajności, elastyczności i bezpieczeństwa. W przeciwieństwie do konwencjonalnych robotów przemysłowych, roboty kognitywne mogą uczyć się na podstawie otoczenia, podejmować niezależne decyzje i dostosowywać się do dynamicznych scenariuszy produkcyjnych. Otwiera to nowe możliwości zastosowań, w tym skomplikowane zadania montażowe, szczegółową kontrolę jakości lub adaptacyjną obsługę materiałów.

Klucz do sukcesu: zdolność adaptacji

Nowoczesne koboty pracują ramię w ramię z ludzkimi pracownikami w bezpieczniejszy, bardziej naturalny i bezproblemowy sposób. Postęp w technologii czujników i oprogramowaniu bezpieczeństwa umożliwił i rozpowszechnił tę interakcję. Internet rzeczy (IoT) w Przemyśle 4.0 doprowadził do połączenia robotów i zakładów produkcyjnych w sieć, umożliwiając kompleksową automatyzację i monitorowanie w czasie rzeczywistym. Nie można zapomnieć o ulepszeniach w zakresie sprzętu i precyzji, które korzystnie wpływają na niezawodność i wydajność. Nowoczesna robotyka przemysłowa jest prostsza w programowaniu niż kiedykolwiek, co ułatwia jej wdrożenie i użytkowanie w mniejszych firmach. Musi być w stanie łatwo i elastycznie dostosować się do różnych zastosowań, aby szybko reagować na zmieniające się wymagania produkcyjne.

Potencjał a wyzwania

Postęp technologiczny i innowacje znacznie zwiększyły wydajność i elastyczność produkcji w ostatnich latach. Jednocześnie jednak istnieje wiele wyzwań, którym należy sprostać, aby w pełni wykorzystać potencjał robotyki. Obejmują one zoptymalizowaną integrację z istniejącymi procesami, przemyślane połączenie IT i OT, skalowalność, efektywność kosztową, bezpieczeństwo danych, kompleksowe szkolenie pracowników oraz wyjaśnienie kwestii organizacyjnych i strukturalnych.

Wniosek: ludzie muszą pozostać u władzy

Niedawne badanie przeprowadzone przez Uniwersytet Techniczny w Berlinie sugeruje, że ludzie, którzy ściśle i często współpracują z robotami, z czasem coraz bardziej polegają na ich wydajności i w konsekwencji tego nie dostrzegają już błędów i niedokładności. Jednocześnie  potrzeba  robotyki, aby działała bardziej produktywnie i wydajnie, aby złagodziła rosnący niedobór wykwalifikowanych pracowników, jest coraz bardziej widoczna. Aby to się udało, przyszłe roboty muszą być w stanie zachowywać się bardziej jak ludzie, a jednocześnie bardziej elastyczne. Nie oznacza to, że zastąpieni zostaną pracownicy. Zamiast tego zmienią się ich zadania: dzisiejszy operator zakładu stanie się operatorem robota. Robot przejmuje ciężkie, a często także otępiające zadania, podczas gdy człowiek pozostaje kontrolerem. Dla decydentów oznacza to, że wszystkie ważne strony, IT, operatorzy itd., muszą być zaangażowane od samego początku, aby nie storpedować udanego wprowadzenia innowacyjnej robotyki.