Rozmowa z przedstawicielami Universal Robots

Na zdjęciu tytułowym od lewej strony: Slavoj Musilek, Esben Østergaard oraz Stefan Stubgaard

• Zacznijmy od kluczowego pytania - dlaczego roboty współpracujące zamiast tych tradycyjnych, już od kilku dekad wykorzystywanych w przemyśle?

Esben Østergaard: Ideą stojącą za stworzeniem Universal Robots było zapewnienie dostępności robotów dla szerokiej rzeszy osób. Określamy to u nas mianem "demokratyzacji robotów" - stworzenia maszyn nowej generacji, które będą łatwe do wykorzystania, elastyczne aplikacyjnie i bezpieczne dla ludzi. Nasze roboty może wyglądają podobnie do tradycyjnych, ale koncepcja za nimi stojąca jest zupełnie inna.

Jeżeli spojrzymy na ostatnią dekadę i wydarzenia na rynku przemysłowym, to obserwować można było przede wszystkim migrację produkcji na Daleki Wschód, w szczególności do Chin, a także późniejszy, przeciwstawny trend. Od niedawna w krajach europejskich i Stanach Zjednoczonych coraz popularniejsza jest inicjatywa reshoringu, czyli powrotu produkcji do krajów jej pochodzenia. Praca w Chinach stała się droga, dodatkowo coraz więcej osób zdaje sobie sprawę, że przemysł produkcyjny ma fundamentalne znaczenie dla lokalnych gospodarek.

Drugim ważnym trendem jest dzisiaj Industry 4.0. Następuje zmiana w kulturze przemysłowej i coraz częściej mówi się o potrzebie tzw. mass-customization, czyli produkcji towarów wysoce personalizowanych, ale przy zachowaniu kosztów zbliżonych do wytwarzania masowego. Takie coś wymaga zupełnie innej logistyki i sposobów produkcji. Zamiast standardowych maszyn czy robotów przemysłowych, potrzeba nowych rozwiązań, które zapewnią możliwość częstych i efektywnych kosztowo zmian asortymentu. Do tego konieczna będzie większa interakcja z ludźmi, a więc też zapewnianie tym ostatnim bezpieczeństwa.

Hala produkcyjna - każdy z robotów podlega kilkudziesięciogodzinnemu testowi w ruchu

Wierzę, że produkty Universal Robots dobrze wpasowują się w mającą miejsce rewolucję przemysłową. Są one przede wszystkim przyjazne dla użytkowników - do ich programowania nie trzeba specjalisty robotyka, gdyż czynność tę wykonywać mogą operatorzy maszyn lub inni pracownicy zakładów. W zamierzeniu robot ma być dla nich narzędziem, z którego korzystają w codziennej pracy, a nie niedostępną maszyną stojącą za wygrodzeniem. Nasze roboty można dodatkowo łatwo przenosić na nowe stanowiska pracy i szybko konfigurować, a dzięki wbudowanym funkcjom bezpieczeństwa nie ma potrzeby projektowania całej aplikacji. Wszystko to skraca czas uruchomienia z tygodni do pojedynczych godzin.

Roboty współpracujące są szczególnie atrakcyjnym rozwiązaniem dla mniejszych firm oraz tych przedsiębiorstw, które o tradycyjnej robotyzacji albo nie myślały, albo nie było ich na nią stać. Średni czas zwrotu inwestycji wynosi w przypadku maszyn Universal Robots jedynie 195 dni, co daje nowe możliwości w zakresie lokalnej produkcji w krajach o wysokich kosztach pracowniczych. Dodatkowo nasze roboty wychodzą poza typowe zastosowania takich maszyn - szczególnie w przypadku robotyki usługowej.

• Jak rozwijała się firma i technologie robotów współpracujących?

EØ: Wyróżnić tu można dwa etapy - powstania koncepcji robotów współpracujących i ich rozwoju oraz aktywności komercyjnej, którą rozpoczęliśmy w 2009 roku. Ten pierwszy związany jest z moją działalnością na lokalnej uczelni, gdzie robiłem doktorat w obszarze robotów mogących dowolnie zmieniać swój kształt. Wykonywaliśmy wtedy również inne zadania - m.in. tworzyliśmy łatwo programowalne roboty mobilne dla szkolnych uczniów.

W zespole, w skład którego wchodzili również Kasper Støy i Kristian Kassow, zrobiliśmy istotny dla naszej obecnej działalności projekt dla duńskiego przemysłu spożywczego. Dotyczył on możliwości rekonfiguracji linii produkcyjnych, tak aby z wykorzystaniem jednego robota elastycznie zmieniać produkowany asortyment. Problemem firmy było to, że wykorzystany robot ważył blisko 100 kg, zaś cała maszyna i moduł sterujący - kolejne 400 kg. Taki zestaw musiał być nie tylko regularnie przemieszczany w obrębie zakładu, ale i przeprogramowany, przez co ważne było maksymalne skrócenie czasu jego rekonfiguracji.

Wszystkie te pomysły i doświadczenia przenieśliśmy na nowy grunt - stworzenia lekkiego, zintegrowanego ramienia robotycznego, z którego mogliby korzystać nie tylko specjaliści. Universal Robots powstało w 2005 roku, a dwa lata później pierwsze urządzenia były gotowe do zastosowania w realnych aplikacjach. Pierwszym sprawdzianem było wykonane przez nas wdrożenia w szklarni, gdzie robot układał doniczki z ziemią. Pamiętam, jak przywieźliśmy robota w bagażniku samochodu, a jego uruchomienie zajęło nam tylko cztery godziny!

W owym czasie pojawiły się też problemy finansowe, które nie pozwoliły nam na dalszy rozwój. Szczęśliwie w 2008 roku potencjał firmy dostrzegł nasz rząd, który zainwestował w przedsiębiorstwo poprzez Duński Państwowy Fundusz Inwestycyjny. W ten sposób mogliśmy uruchomić pełną produkcję i sprzedaż. Wtedy również dołączył do nas Enrico Krog Iversen, obecny prezes Universal Robots.

Rok później rozpoczęliśmy budowanie sieci dystrybucyjnej w Danii, a w kolejnych latach w Europie i Azji. Jednocześnie następował rozwój produktów - obecnie oferujemy trzy modele, koncepcyjnie podobne do siebie. Naszym najnowszym produktem jest wersja o udźwigu 3 kg, zaś tym, na który jest obecnie największe zapotrzebowanie - model największy, dziesięciokilowy.

• Spotykamy się w nowej siedzibie - kiedy rozpoczęliście w niej działalność?

EØ: Było to w 2014 roku. W siedzibie w Odense odbywa się produkcja oraz testowanie naszych wyrobów, mają również miejsce procesy R&D oraz sprzedaż. W przypadku tych ostatnich, jak się niedawno okazało, chyba nie oszacowaliśmy dobrze naszych potrzeb. Obydwa działy rozwijają się bardzo szybko, podobnie jak sam rynek. W ostatnich latach podwajaliśmy co 12 miesięcy liczbę pracowników - dzisiaj zatrudniamy tutaj na miejscu ponad 200 osób!

Niecały rok temu udziały w Universal Robots zostały kupione przez amerykańską firmę Theradyne - producenta m.in. systemów testowych i pomiarowych. Pomimo zmiany właściciela mamy zapewnioną dużą niezależność działania. W tym samym czasie zajęliśmy również 25. miejsce na liście najbardziej innowacyjnych przedsiębiorstw w rankingu MIT Technology Review - 50 Smartest Companies 2015.

• Jakie roboty dostarczacie?

Stanowisko do kalibracji ustawień robotów

Stefan Stubgaard: Oferujemy sześcioosiowe ramiona robotyczne UR3, UR5 oraz UR10 - różniące się zasięgiem, wagą i przede wszystkim udźwigiem. Temu ostatniemu odpowiadają cyfry w oznaczeniach produktów, przy czym udźwig dotyczy pracy z pełnym wysięgiem i maksymalną prędkością ruchu.

Jeżeli chodzi o zasięg roboczy, to wynosi on od 500 do 1300 mm - zależnie od modelu robota, przy czym możliwe jest działanie w całej przestrzeni dookoła stanowiska, a więc również z tyłu robota. Maszyny UR cechują się niską wagą. Najmniejszy z robotów waży jedynie 11 kg, dzięki czemu można montować go na maszynach, przenośnikach i w innych miejscach niedostępnych dla innych robotów - np. na stołach roboczych bezpośrednio przy pracownikach.

Z innych ważnych parametrów należy wymienić powtarzalność, która wynosi ±0,1 mm, a więc analogicznie jak w przypadku wielu robotów tradycyjnych. Jeżeli chodzi o prędkości ruchu, to są one o około 30% mniejsze - przykładowo dla UR3 jest to około 1 m/s w przypadku końcówki oraz ±360°/s dla przegubów nadgarstka. W wymienionym modelu robota ostatni z przegubów może kręcić się bez ograniczenia liczby obrotów, co pozwala na realizację aplikacji wkręcania śrub czy wiercenia, wykorzystując bezpośrednio możliwości wymienionego przegubu.

Wszystkie roboty mogą pracować 24/7 w typowych środowiskach przemysłowych. Jeżeli trzeba zastosować je w trudniejszych warunkach niż te wymagające stopnia ochrony IP54/IP64, należy wykorzystać okrycia ochronne.

• Rozmawialiśmy o parametrach technicznych - jak przekładają się one na korzyści dla użytkowników i integratorów systemów?

SS: Tradycyjna robotyzacja daje przede wszystkim możliwość zapewniania jakości i wydajności produkcji, a także pozwala na zastępowanie pracowników tam, gdzie wykonywane są zadania powtarzalne oraz niebezpieczne. Zasadniczo to samo dotyczy produktów Universal Robots, przy czym nasze roboty, jak sądzimy, mają dodatkowe, wyróżniające je cechy.

Maszyny UR zapewniają przede wszystkim bardzo szybkie programowanie i uruchomienie. Robota wystarczy podłączyć do zasilania sieciowego, zrobić jego ramieniem kilka ruchów i w tym momencie jest już właściwie gotowy do wykonywania zadań. W przeciwieństwie do konwencjonalnych robotów, gdzie panel operatora ma kilkadziesiąt przycisków i obsługiwać go musi specjalista, u nas użytkownik korzysta z intuicyjnego ekranu dotykowego, a zaprogramowanie ruchu robota może odbywać się poprzez jego prowadzenie. Otwiera to zupełnie nowe możliwości rekonfiguracji urządzenia, a proces uruchomienia aplikacji zrobotyzowanej zajmuje użytkownikom typowo kilka godzin!

Roboty współpracujące cechują się dużą elastycznością, jeżeli chodzi o zastosowania. Można je praktycznie dowolnie przemieszczać po obszarze zakładu produkcyjnego, wykorzystując zależnie od bieżących potrzeb firmy. Znamy przedsiębiorstwa, które używają pojedynczego robota do obsługi kilku aplikacji! Oferowane maszyny mogą być sterowane poprzez interfejs operatora lub sieć Ethernet, co pozwala na zdalną kontrolę pracy, z użyciem języka skryptowego. To ostatnie wykorzystywane jest m.in. w jednej z aplikacji w branży nuklearnej, gdzie operator nie może znajdować się w bezpośrednim sąsiedztwie działającego robota.

• Co z kwestiami bezpieczeństwa? Jak wygląda to od strony prawnej?

EØ: Roboty współpracujące są cały czas na tyle nowe, że nie powstały jeszcze odpowiednie normy, które opisywałyby ich działanie oraz wymogi w zakresie bezpieczeństwa funkcjonalnego. Oczywiście pod względem prawodawstwa obowiązuje nas, podobnie jak innych producentów, dyrektywa maszynowa, która wymusza wykonywanie oceny ryzyka. Istnieje ponadto norma ISO 10218-1, która została stworzona dla tradycyjnych, większych robotów przemysłowych. Z tą ostatnią roboty współpracujące zazwyczaj nie są zgodne, bo nie wyposaża się ich m.in. w dodatkowy system bezpieczeństwa.

Ostatni z powodów skłonił komitet ISO do rozpoczęcia prac nad nową normą, która ma dotyczyć właśnie robotów współpracujących. Prace są prowadzone przez komitet techniczny ISO 184 i w grudniu 2015 powstała specyfikacja techniczna ISO TS 15066, która opublikowana została w styczniu 2016 roku i stała się nowym standardem dla robotów współpracujących. Zawiera ona takie elementy jak: omówienie funkcji bezpieczeństwa kluczowych dla ochrony ludzi, sposoby oznaczania robotów oraz obszary zastosowania normy. W trakcie jej opracowywania, w czym również współuczestniczyliśmy, szczególnie dużo uwagi poświęcono dwóm głównym zagrożeniom - możliwości uderzenia człowieka przez robota oraz zaciśnięciu części ciała przez chwytak maszyny.

Montaż robotów - na razie manualny; firma bazuje na produkowanych na zlecenie podzespołach mechatronicznych

Projektując roboty UR, musieliśmy wdrożyć jak najlepszy system zabezpieczający operatora i inne osoby mające kontakt z robotem. Wykorzystujemy rozwiązanie z piętnastoma funkcjami bezpieczeństwa, które pozwalają ograniczać m.in. moment siły, prędkość ruchu, siłę działania chwytaka i orientację narzędzia. Kontroler robota ma też złącza dla zewnętrznych urządzeń bezpieczeństwa, zaś maszyny UR są zgodne z normą ISO 13849-1 (PL-d) oraz certyfikowane przez TÜV Nord.

• Jaki jest koszt wdrożenia robota - przykładowo UR5 wraz z chwytakiem oraz usługą integracji?

SS: W przypadku prostszej, typowej aplikacji będzie to kwota około 30 tys. euro. Jej połowę stanowił będzie koszt zakupu robota, resztę zaś - cena chwytaka i integracji. Sądzę, że jest to mniej niż dla tradycyjnej robotyzacji, szczególnie że w jej przypadku płaci się nie tylko za same roboty, ale też stworzenie całego systemu, a więc zabezpieczeń i konieczność zatrudnienia programistów. W tym przypadku dłuższy czas uruchomienia przekłada się na proporcjonalnie wyższe koszty całej aplikacji.

Jest jeszcze drugi, mniej widoczny aspekt związany z robotyzacją. Wielu odbiorców skupia się na cenie samego robota, bez odniesienia jej do przyszłych korzyści. Dzięki robotom można natomiast skracać czas cyklu całej linii technologicznej, a także zwiększać jej wydajność. Dodatkowo zapewniona jest stała jakość wytwarzania, co w wielu przypadkach jest nawet ważniejsze. Uważam, podsumowując, że temat wdrożenia robota należy rozpatrywać całościowo, a nie tylko przez pryzmat kosztów zakupu.

Daniel Friis: Warto zauważyć, że liczbowo około 97% firm produkcyjnych na świecie to przedsiębiorstwa małe i średniej wielkości. Jeżeli zaś chodzi o liczbę zatrudnionych w przemyśle osób, to właśnie w tej grupie pracuje około połowa z nich, podobnie ma się z sumarycznym wolumenem produkcyjnym wymienionych przedsiębiorstw. Tworzy to dla dostawców automatyki tzw. długi ogon, czyli rynek duży, ale silnie rozproszony. Z naszych doświadczeń wynika, że dla mniejszych firm niskie koszty i krótki czas wdrażania systemu zrobotyzowanego są krytyczne. Również ważne jest, aby użyta maszyna była jak najbardziej elastyczna pod względem zastosowań.

• Jakie są typowe aplikacje Waszych robotów, a jakie nowe zastosowania pojawiły się ostatnio na rynku?

SS: Myśląc o potencjalnych sektorach rynku, naturalnym było dla nas rozpoczęcie od branż tradycyjnie najbardziej zrobotyzowanych. Takimi są w Europie przede wszystkim przemysł motoryzacyjny oraz maszynowy i ogólnoprodukcyjny. Nasze roboty wykorzystywane są dzisiaj m.in. przez firmę Renault, która korzysta z około 70 maszyn wykonujących m.in. zadania montażu bloków silników. Roboty współpracujące testuje także koncern Volkswagen. Omawiana branża jest jednak trudna dla dostawców takich jak UR, bowiem proces sprzedażowy jest długi - trwa średnio dwa lata, a wdrożenia poprzedzają testy, konieczność zmian logistycznych, itd. Nieco inaczej jest w przypadku poddostawców dla motoryzacji, bowiem tam nie istnieją aż tak duże ograniczenia związane z listami preferowanych dostawców automatyki.

Jeżeli chodzi generalnie o produkcję, to zastosowań robotów i wdrożeń jest o wiele więcej. Nasze urządzenia stosowane są do umieszczania elementów i odbierania ich z maszyn produkcyjnych - w szczególności obrabiarek numerycznych, do manipulowania towarami, montażu, nakładania kleju oraz czyszczenia. W przemyśle metalowym ich użycie dotyczy również spawania i różnego rodzaju obróbki.

Widzimy ponadto duży potencjał w sektorach dla robotyki mniej typowych - takimi są medycyna, rehabilitacja oraz pomoc osobom starszym. Roboty są coraz częściej stosowane również w logistyce i magazynach, mamy też trochę aplikacji na uczelniach i w instytutach B+R. Zachęcam zresztą do zapoznania się z referencjami, które znajdują się na naszej stronie internetowej.

Co ciekawe, regularnie pojawiają się zastosowania biegunowo odległe od przemysłu, które nieraz zadziwiają nas samych. Tak było z wykorzystaniem robota w pracach budowlanych oraz do manipulowania kamerą w studiu telewizyjnym. Widzieliśmy również maszynę UR wykonującą buty na zamówienie bezpośrednio w sklepie, zaś w jednym z barów w Holandii jest nasz robot podający drinki. Jestem pewien, że w przyszłości liczba takich aplikacji będzie rosła, a roboty będą trafiały do kolejnych zastosowań usługowych.

• Jak wygląda to w Polsce i okolicznych krajach? W przypadku jakich obszarów widzicie główne obszary rozwoju rynku robotyki?

Slavoj Musilek: Do takich należą sektory dla robotyzacji tradycyjne - motoryzacja, branża spożywcza i generalnie produkcyjna. W naszym regionie istnieją kraje o silnie rozwiniętym przemyśle, takie jak Czechy, Polska, Węgry czy Słowacja, jak te z naszej perspektywy rozwijające się - m.in. państwa bałkańskie czy Rumunia. Cechą szczególną Europy Środkowo-Wschodniej jest bardzo duża różnorodność rynków. Przykładowo w Czechach zdecydowana większość przemysłu związana jest z branżą samochodową, natomiast na Węgrzech i w Rumunii branża jest bardziej zdywersyfikowana i obejmuje m.in. przemysł gumowy i oponiarski, elektroniczny i inne. W regionie jest również dosyć silna branża metalowa, chemiczna oraz elektroniczna.

Chcemy, aby firma Universal Robots działała globalnie, ale była też obecna blisko klientów końcowych. Dlatego rozbudowujemy strukturę partnerów - dystrybutorów i integratorów systemów, którzy świadczą usługi wsparcia dla klientów końcowych. Są to zarówno przedsiębiorstwa działające w branży robotyki, jak też specjalizujące się w innych dziedzinach, które chcą rozszerzyć swoją ofertę o rozwiązania zrobotyzowane. Innymi słowy, tworzymy ekosystem firm zapewniający odbiorcom jak największą wartość dodaną.

Stefan Stubgaard omawia komunikację robotów z systemami zewnętrznymi i prezentuje podłączanie dodatkowych akcesoriów

Chciałbym w tym miejscu dodać, że przez długi czas Polska i okoliczne kraje postrzegane były jako rynki emerging. Uważam, że takimi już nie jesteśmy - osiągnęliśmy poziom rozwoju przemysłu, który przybliża nas do Europy Zachodniej, oddalając od standardów pracy manualnej. Jeżeli jednak tutejsze firmy chcą nadal rozwijać się lub po prostu przetrwać, to muszą starać się osiągnąć poziom i jakość tych pierwszych, przy zachowaniu elastyczności tych ostatnich. Jest to wyzwanie, bowiem oznacza możliwość produkcji towarów o wysokiej jakości, zachowując niskie koszty i możliwość częstych zmian asortymentu. Sądzę, że robotyzacja jest jednym z głównych czynników to umożliwiających.

• Z kim współpracujecie poza dystrybutorami i firmami integratorskimi?

SS: Lokalnie współpracujemy z uniwersytetem w Odense, skąd pochodzi wielu pracowników naszego działu R&D. Wsparcie zapewnia również Rada Miasta, która chce powstania klastra robotycznego w regionie. To ostatnie zresztą już się dzieje, bowiem w Odense swoje biura utworzyły niedawno m.in. Fanuc oraz KUKA Roboter.

Ważną grupą naszych partnerów są firmy wykonujące różnego rodzaju akcesoria do robotów i produkty powiązane. Mogą być to obiekty fizyczne - np. pokrowce czy chwytaki, ale też oprogramowanie i koncepcje rozwiązań. Firmy takie są często zakładane przez byłych pracowników Universal Robots, zaś dla nas ich działalność jest bardzo istotna, bowiem sami nie zajmujemy się wytwarzaniem dodatków do robotów czy tworzeniem wersji specjalizowanych. Wspieramy partnerów, kontaktując ich z klientami, stworzyliśmy również dostępną na naszej stronie internetowej platformę URCaps, gdzie prezentowane są akcesoria do robotów i propozycje rozwiązań.

• Wróćmy do rozwoju kanałów sprzedaży - jakie są Wasze plany w tym zakresie? Czy oprócz sprzedaży pośredniej planujecie też rozwój tej bezpośredniej - np. do firm OEM?

DF: Sądzę, że to ostatnie czeka nas w niedalekiej przyszłości, a nasze roboty staną się integralnymi częściami maszyn. Obecnie jednak skupiamy się na rozwoju działalności poprzez partnerów. Pewnym wyjątkiem jest grupa naszych inżynierów aplikacyjnych, których zadaniem jest odwiedzanie klientów i przedstawianie im, jak można wykorzystywać roboty w ich potencjalnych zastosowaniach. Takie spotkania zazwyczaj odbywają się wraz z integratorami systemów, którym chcemy pomagać w rozwoju ich biznesu. Również nasi partnerzy mają własne roboty do celów demonstracyjnych i mogą próbnie implementować je w aplikacjach swoich klientów. Uważamy, że ten rodzaj marketingu jest zdecydowanie lepszy, niż np. prezentacje odbywające się w salach szkoleniowych.

SM: Kluczem do stworzenia skutecznej siatki partnerów jest ich specjalizacja branżowa. Ponieważ nasza strategia bazuje na sprzedaży tylko poprzez lokalnych dystrybutorów i integratorów, ci ostatni muszą być blisko klientów końcowych i mieć wiedzę popartą doświadczeniami w określonej branży. Jesteśmy zainteresowani rozwojem sieci firm partnerskich i zapraszamy do kontaktów z nami.

• Czy to zaproszenie jest również adresowane do polskich przedsiębiorstw?

SM: Jak najbardziej! Zresztą w Polsce już od pewnego czasu prowadzimy rozmowy z wieloma firmami i widzimy duże zainteresowanie współpracą z nami, szczególnie w zakresie integracji systemów. To ostatnie cieszy nas szczególnie, bowiem klienci końcowi zainteresowani są zwykle kompletnymi systemami zrobotyzowanymi.

Chciałbym przy tym zaznaczyć, że zwiększanie liczby firm partnerskich odbywa się w zależności od ich specjalizacji. Można wyobrazić sobie, że zbyt duża liczba firm działających w jednym segmencie przełożyłaby się na rywalizację cenową - a nie o to chodzi. Zależy nam, aby konkurencja dotyczyła raczej wartości dodanej, zaś dystrybutorzy i integratorzy działali w swoich obszarach specjalizacji, zapewniając klientom unikalne know-how oraz kompletną ofertę usług.

• Dziękujemy za rozmowę.