Robotizácia výroby vo svete: rozsah, príklady, klady a zápory

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Zlepšujúce sa, ľudstvo si to neustále uľahčuje a posúva to k umelej inteligencii. Robotizácia výroby umožnila zbaviť sa množstva profesií, napríklad telefonickú obsluhu dnes vykonáva len elektronika, hoci ešte začiatkom minulého storočia spájali telefonistky dve účastníčky. Dnes pokrok pokročil ešte ďalej a ľudia začali vytvárať skutočné umelé stroje schopné vykonávať určité mechanické operácie – roboty.

Čo je robotická výroba?

Tento proces by sa mal považovať za súčasť priemyselnej automatizácie, keď sú ľudské kapacity nahradené robotickými systémami v priemyselnom meradle. Veľké podniky sa najčastejšie snažia používať univerzálne roboty, ktoré môžu pozitívne ovplyvniťprevádzka celého komplexu. Ich hlavná výhoda spočíva v tom, že sa dajú kedykoľvek prekonfigurovať na výrobu úplne iných dielov a produktov, stačí do zariadenia zadať iný program. Použitím tohto druhu robotiky môže mnoho firiem dosiahnuť značné úspory.

Proces robotizácie výroby zohráva obrovskú úlohu v podnikoch zaoberajúcich sa spracovaním rôznych dielov. Až 50 % produktov sa tu vyrába v dosť malých sériách a ak na priemyselných linkách nie sú roboty, tak samotná tvorba produktov zaberie asi 5 % z celého pracovného dňa. Zvyšok času zaberie rekonfigurácia zariadení, výmena dielov a nástrojov. Takéto fungovanie výroby nie je prospešné pre žiadny podnik, keďže každý z nich sleduje cieľ zvyšovania produktivity. Automatizácia tvorby dielov má ešte jeden pozitívny efekt – roboty dokážu ušetriť veľké množstvo materiálov a surovín, tu však všetko závisí od racionálnej organizácie pracovného toku.

Aké druhy robotov sa používajú v podnikoch?

Vo výrobnom sektore existuje pojem „priemyselný robot“, ktorý označuje konkrétne zariadenie, ktoré má určitý počet funkcií a je schopné pracovať na 5 alebo viacerých programoch. Hlavnou úlohou robota je vykonávať zadané úlohy, a to: manipuláciu s nástrojmi, dielmi a prídavným materiálom.

Rozprávajú skúsení profesionáliexistenciu aspoň troch generácií takýchto zariadení. Prvá generácia obsahuje programovateľnú robotiku, ktorá dokáže vykonávať len daný program. Po druhé - adaptívne roboty, ktoré mali senzory a s ich pomocou mohli prijímať informácie z okolia, analyzovať ich a v prípade potreby korigovať vlastné úlohy a správanie. Tretia generácia pozostáva výlučne z inteligentných robotov, ktoré sú schopné rozlišovať medzi objektmi prostredia a samostatne vykonávať určité činnosti. Pri robotizácii výroby sa spravidla od spoločnosti, ktorá ju začala, očakáva nákup najmodernejších zariadení.

Priemyselné roboty sa zvyčajne delia aj podľa ich priamej funkčnosti. Niektorí vykonávajú úlohy pri výrobe produktov, iní vykonávajú prácu pri zdvíhaní a preprave produktov, iní udržiavajú hlavné výrobné zariadenia atď. Robotika môže v niektorých prípadoch vykonávať pomocné funkcie, najmä čistenie priestorov.

Všetky roboty zapojené do priemyslu sú základom robotických technologických komplexov (RTC). Posledne menované sú kombináciou zariadení a najčastejšie sa používajú na vykonávanie väčších operácií – zachytenie produktu, vykonávanie úloh v extrémnych podmienkach (napríklad pod vodou), poskytovanie informácií o postupe súvisiacich výrobných procesov atď.

Kde je potrebná automatizácia?

Robotizácia výroby by mala nahradiť ľudské zdroje, ktoré sú častejšiesa používajú na vytváranie produktov a ich presúvanie. Najčastejšie sú používaným mechanizmom pridelené najjednoduchšie úlohy, ktoré neustále vykonávajú niekoľkokrát denne. Použitie robotov je nevyhnutné pri balení produktov, nakladaní a vykladaní, ako aj pri prenášaní produktov medzi rôznymi výrobnými miestami. Doteraz existujú ťažkosti s vytváraním dielov, pretože len veľmi drahé zariadenie dokáže presne reprodukovať diely podľa výkresu a jeho použitie je pre mnohé podniky stále ekonomicky nerentabilné.

Ak hovoríme o tom, kde sa v minulosti úspešne zaviedla robotizácia výroby, príkladom môžu byť podniky zaoberajúce sa zváraním, rezaním, vykonávaním kontrolných skúšok a pod. Roboty sa aktívne využívajú aj na jednoduché montážne operácie, ťažšie procesy stále vykonávajú ľudia, pretože si vyžadujú ďalšie manipulácie. Kľúčovou úlohou priemyselnej automatizácie je dať technológii na milosť jednoduché procesy, ktoré sa niekoľkokrát opakujú. Ak je to možné, roboty sa kupujú často a vydržia veľmi dlho.

Aké sú výhody používania robotov?

Majitelia veľkých podnikov majú pozitívny vzťah k robotizácii výroby, obzvlášť starostlivo zvažujú klady a zápory tohto procesu, keďže majú priamy vplyv na zisky. Ak hovoríme o výhodách používania robotiky, tak v prvom rade stojí za zmienkuvýkon. Robotická spoločnosť má jednu nepopierateľnú výhodu – jej dielne môžu pracovať nepretržite celé hodiny.

Pri racionálnej organizácii automatizácie výroby môže byť množstvo mesačnej produkcie rádovo vyššie. Pri robotizácii je veľmi dôležité zabrániť častým výmenám zariadení, inak sa môže výrazne znížiť výška získaného zisku. Nahradením ľudských zdrojov robotikou sa navyše dá výrazne ušetriť na mzdách. Na vykonanie všetkých procesov stačí jeden operátor na ovládanie úplne všetkých systémov.

Potreba vytvárať vysokokvalitný tovar je ďalšou obchodnou potrebou, ktorá núti podniky uchýliť sa k robotizácii výroby, výhodami používania takýchto zariadení je vysoká presnosť získaných dielov. V upravenom procese výroby dielov sa výrazne zníži množstvo vyradeného materiálu, v mnohých ohľadoch je to možné vďaka eliminácii ľudského faktora.

Za zmienku stojí fakt, že práca v niektorých výrobných oblastiach je pre ľudský organizmus mimoriadne škodlivá a práve tu je robotika jednoducho nenahraditeľná. Hovoríme o zváraní, výrobe ocele, náterových materiáloch atď. Robot inštalovaný v dielni má svoj vlastný pracovný priestor, ktorý je vytvarovaný tak, aby sa doň človek nedostal.

Dosť častoštudenti píšuci WRC „Robotika priemyselnej výroby“si všímajú, že použitie umelej inteligencie môže výrazne zmenšiť pracovný priestor. V niektorých prípadoch môžu byť roboty zavesené alebo dokonca uložené vo vnútri až do ďalšieho použitia. Zariadenia používané v priemyselných prevádzkach majú moderné prevodovky a motory, na ich výrobu sú použité materiály odolné voči opotrebovaniu, a preto si vyžadujú minimálnu údržbu.

Aké nevýhody možno vidieť v tejto inovácii?

Pomerne vysoké náklady na zariadenia sú významným nedostatkom pri robotizácii výroby, príklady a nevýhody takejto zmeny výrobnej kapacity možno vysledovať takmer v každom podniku. Napríklad náklady na výmenu jedného stroja sa pohybujú od 500 tisíc rubľov do niekoľkých miliónov a tento proces si vyžaduje predbežnú finančnú prípravu. Ak sa zariadenie náhle pokazí, budete musieť urýchlene hľadať peniaze na opravu, čo nie je príliš pohodlné.

Ďalšou nevýhodou, s ktorou sa pri modernizácii výroby najčastejšie stretávame, je redukcia personálu. Roboty sú navrhnuté tak, aby vykonávali prácu s nízkou kvalifikáciou a nahradili ľudí na tomto poste, no nie vždy sú podniky schopné ponúknuť svojim zamestnancom adekvátnu náhradu v podobe novej pozície. Podľa odborníkov zo Svetového ekonomického fondu roboty v najbližších dvoch alebo troch rokoch „vytlačia“z práce viac ako 5 miliónov ľudí na planéte.roku. Takéto množstvo nezamestnaných bude treba niekde ubytovať a aj teraz sa najväčšie štáty planéty snažia nájsť najoptimálnejšie riešenia tohto problému.

Vyspelé krajiny aktívne zavádzajú robotizáciu výroby, neustále diskutujú o výhodách a nevýhodách tohto procesu na medzinárodných ekonomických fórach. Výsledkom týchto stretnutí sú nové možnosti automatizácie pracovných postupov, ako aj nápady zamerané na organizáciu nových pracovných miest pre zamestnancov, ktorí v dôsledku zavedenia umelej inteligencie zostali bez práce.

Aké sú fázy robotizácie?

Zavedenie umelej inteligencie do prevádzky v akomkoľvek podniku pozostáva zo štyroch etáp, z ktorých prvá je technická príprava na zmeny vo výrobných linkách. Tu je potrebné vziať do úvahy úplne všetky vlastnosti spoločnosti, ktoré budú mať určitý vplyv na nové vybavenie. Niektoré organizácie využívajú ekonomický a matematický dizajn, ktorého účelom je zavedenie počítačov pre technické matematické výpočty vo všetkých oddeleniach. Analýza činností potrebných na prípravu robotiky sa vykonáva ručne, preto nie je možné okamžite dosiahnuť úspory, kompetentnú optimalizáciu a vysokú kvalitu produktu. Ak je leví podiel na výrobe obsluhovaný umelou inteligenciou, potom je oveľa jednoduchšie dosiahnuť kombináciu všetkých vyššie uvedených vlastností.

Automatizácia a robotizácia výroby nie je nikdy úplná bez vytvorenia riadiaceho manažmentu, ktorý je vždypozostáva z troch komponentov: riadiacej štruktúry, komunikačného systému a organizácie merania a informácií. Toto oddelenie organizácie by malo byť dostatočne flexibilné a všestranné, malo by byť schopné rýchlo reagovať na meniace sa obchodné potreby a tiež monitorovať plnenie všetkých kritérií špecifikovaných v programe. Pri výbere systému, ktorý bude riadiť prácu robotiky, je potrebné vziať do úvahy jeho presnosť, cenu, univerzálnosť, ako aj množstvo ďalších parametrov.

Dbajte na to, že cena riadiaceho komponentu je približne 60% ceny priemyselného robota, a preto je potrebné k jeho výberu pristupovať obzvlášť opatrne. Niektoré podniky si, žiaľ, vyberajú najlacnejšie riadiace systémy - analógové a cyklické, čo sa ospravedlňuje iba vtedy, keď sa spoločnosť zaoberá výrobou hromadného tovaru a zriedka je potrebné preprogramovať zariadenie. Ak potrebujete vytvoriť dielce malého rozsahu, je lepšie použiť numerické a polohové riadiace systémy, ktoré sa dajú ľahko preprogramovať.

Nasleduje najdôležitejšia fáza – priame programovanie. Robotizácia modernej výroby poskytuje štyri stupne kontroly nad prácou umelej inteligencie: vytváranie cyklu, zapamätanie programu, reprodukciu a priame vykonávanie. Osobitná pozornosť sa musí venovať programovaniu, ktoré sa dnes vykonáva dvoma spôsobmi -analytické a vzdelávacie. Prvý zahŕňa výpočty a ladenie, po ktorých je algoritmus prevádzky zadaný do riadiaceho systému. Druhým je vytvorenie riadiaceho programu už v pracovnej miestnosti pomocou špeciálneho diaľkového ovládača, ktorý je súčasťou výbavy. Skúsení odborníci radia využiť obe možnosti na dosiahnutie čo najvyššej kvality efektu robotizácie.

Poslednou fázou je spustenie automatizovanej výroby na plnú kapacitu. Je veľmi dôležité zabezpečiť, aby výrobné linky fungovali čo najefektívnejšie, až po vykonaní všetkých potrebných testov môže byť robotika uvedená do prevádzky. Upozorňujeme, že v prvých hodinách je potrebné otestovať dostupné kapacity a vykonať potrebné úpravy.

Ako pomáhajú roboty pri zváraní?

Éra zavádzania umelej inteligencie začala robotizáciou zváracej výroby, s jej pomocou bolo možné dosiahnuť významné výsledky. Automatizované priemyselné stroje sa v 70. rokoch preorientovali na bodové zváranie a odvtedy sa to stalo ich hlavným predmetom podnikania. Od začiatku používania robotov sa kvalita zvárania niekoľkonásobne zvýšila, čo odvetviu prospelo. Profil, z ktorého sú diely vyrobené a spoj dnes nehrajú žiadnu rolu, umelá inteligencia je schopná prepojiť úplne všetko.

Robotizácia zváracej výroby v 21. storočí naďalej naberá na sile, dnes sa používazariadenia majú prídavné senzory schopné spracovať prichádzajúce hmatové a vizuálne údaje. Všetky roboty sú schopné zvárať dva kovové povrchy a získať vysoko kvalitný zvar v stabilnom oblúku. Priemyselníci veria, že v budúcnosti bude možné takéto zariadenia použiť na laserové zváranie, ako aj na dodatočné rezanie spracovávaného materiálu.

Dajú sa roboty použiť na výrobu jedla?

Keďže ľudstvo neustále rastie, otázka, ako nasýtiť každého, je čoraz naliehavejšia. Robotizácia výroby potravín môže prísť na záchranu, čo vám umožní vytvárať nové vysokokvalitné produkty v čo najkratšom čase. Medzi odborníkmi prevláda názor, že v tejto oblasti sa budú čoraz viac využívať roboty, ktoré skôr či neskôr nahradia aj profesionálnych kuchárov.

Pokrok pokročil tak ďaleko, že dnes je umelá inteligencia schopná samostatne spracovávať tvarohové produkty: krájať, triediť a dokonca aj baliť, pričom pri výrobe je dodržaná najprísnejšia sterilita. Cukrári obľubujú najmä robotiku, s jej pomocou je možné vytvárať originálne a presné kresby na koláče a pečivo, ako aj výsledné produkty baliť, čo šetrí veľa času. Roboty sa používajú aj v rybárskom priemysle, kde pomáhajú krájať úlovok na porciované kúsky, čo je veľmi výhodné pre kuchárov pracujúcich v gastronomickom priemysle.

Robotikavýroba potravín by mala zasiahnuť tie oblasti, kde sú zamestnanci podnikov vystavení nebezpečným a škodlivým vplyvom prostredia. Hovoríme o zmenách teploty, vlhkosti, hluku, zvýšených vibráciách a prašnosti. Odborníci však nevylučujú možnosť, že roboty vytvoria potravinové produkty úplne od začiatku, no takáto umelá inteligencia sa čoskoro nevyvinie.

Ako automatizujú prácu v našej krajine?

Ak hovoríme o robotizácii výroby v Rusku, tu to len začína naberať na obrátkach. Väčšina zariadení sa používa pri zváraní a nakladaní, ako aj v automobilovom priemysle. Počet spoločností využívajúcich umelú inteligenciu sa každým rokom zvyšuje, pretože ich majitelia si uvedomili všetky výhody implementácie automatizácie. Od roku 2018 pripadá v Rusku iba jeden robot na 10 000 ľudí, avšak do roku 2025 odborníci predpovedajú nárast počtu robotov v domácom priemysle o 20 %.

Osobitnú pozornosť si zaslúži fakt, že drvivá väčšina pracujúcich Rusov má negatívny vzťah k robotike. Na jednej strane sa dajú pochopiť, pretože používanie robotiky môže pre niekoho znamenať stratu zamestnania, no na druhej strane vedecko-technický pokrok má uľahčiť existenciu ľudstva a nemožno ho opustiť. Plná robotizácia výrobných kapacít v Rusku je však ešte ďaleko, takže úplná automatizácia v najbližších rokoch nenastane.

Vláda medzitým premýšľaAké výhody môže priniesť robotizácia výroby, Moskva teraz aktívne vyvíja novú generáciu umelej inteligencie, ktorá bude v budúcnosti vyslaná do vesmíru. Hlavné mesto každoročne hostí konferenciu „RoboSector“, kde sa každý môže zoznámiť s najnovším vývojom vedcov v oblasti automatizácie výroby a majitelia firiem môžu objaviť nové príležitosti.

Ako sa darí svetovému trhu?

Robotizácia výroby vo svete sa už dávno stala samozrejmosťou, podľa štatistík k januáru 2017 pripadá na 10 tisíc zamestnancov našej planéty viac ako 70 robotov. Najvyšší počet robotov sa používa v Južnej Kórei so 631 na 10 000 pracovníkov, v Singapure so 488 a v Nemecku s 309. Podľa analytikov sú automatizáciou pracovného toku najviac postihnuté Ázia a Amerika, pričom počet robotov sa každoročne zvyšuje o 9 a 7 percent.

Rekordérom v zavádzaní robotiky je Čína, ak v roku 2013 bola priemerná hustota zariadení 25 jednotiek na 10 tisíc pracovníkov, tak do konca roku 2016 toto číslo vzrástlo na 68 a naďalej sa zvyšuje. Do roku 2020 majú orgány Nebeského impéria v úmysle vstúpiť medzi popredných štátov v oblasti robotizácie. Južná Kórea je od roku 2010 krajinou s najvyššou hustotou robotov, pri výrobe áut a elektroniky sa bez nich nezaobídu.

Antirekordérmi v robotizácii výroby od roku 2018 sú Rusko, India a Filipíny. V týchtokrajinách sa trh s robotikou stále rozvíja, takže výrobcovia zariadení aktívne ponúkajú svoje služby potenciálnym zákazníkom. Zástupcovia strojárskeho a automobilového priemyslu prejavujú veľký záujem o využitie umelej inteligencie, keďže jej implementácia výrazne odbremení ľudské zdroje firiem.

Odborníci sa domnievajú, že úspech mnohých podnikov v budúcnosti bude závisieť od robotizácie výroby, rozsah automatických strojov sa neustále rozširuje a vyžaduje si stále viac vývoja a výskumu. Podľa ich názoru by automatizácia nemala byť samoúčelná, umelé stroje možno zaviesť len v situáciách, keď človek z toho či onoho dôvodu nemôže robiť prácu lepšie ako oni. Stabilizácia technického procesu, zvýšenie presnosti vyrábaných dielov a rýchlosť dosahovania cieľov sú len malou časťou dôvodov, ktoré nútia podniky na celom svete zavádzať roboty do výroby.