Меню Закрыть

Грядущие перспективы от внедрения современных роботов и систем автоматизации

В скором времени мир ждет новая волна внедрения роботов и систем автоматизации на производствах. И от того, насколько российский бизнес не будет отставать от мира, зависит его конкурентоспособность и эффективность.

Внедрение роботов и систем автоматизации

Рост автоматизированных производственных мощностей ускоряется, благодаря тому, что технологии становятся эффективнее и дешевле. В это же время компании начинают задумываться о том, как лучше использовать собственные мощности.

Так, например, на заводе компании Fanuc в Японии, промышленные роботы производят других промышленных роботов, которые контролируются только четырьмя рабочими в смену. А на заводе компании Philips, производящем электробритвы в Нидерландах, количество роботов превышает штат рабочих более чем в 14 раз.

Концепция, когда производственная деятельность и материальные потоки обрабатываются полностью автоматически — становится все более распространенным атрибутом современных производств. Новая волна автоматизации вызвана теми же целями, которые и привнесли робототехнику и автоматизацию в промышленность: освободить людей от грязной или опасной работы, улучшить качество за счет устранения ошибок и сократить производственные затраты, заменив дорогих людей на дешевые машины. Но помимо всего перечисленного самые современные системы автоматизации обладают дополнительными возможностями, позволяющими использовать их в средах, которые до сих пор не подходили для автоматизации, и получать абсолютно новые источники дохода.

За последние 30 лет средняя цена робота уменьшилась вдвое в реальном выражении и даже больше, если сравнивать с затратами на рабочую силу. Поскольку спрос со стороны стран с развивающейся экономикой побуждает производство роботов перемещаться в более дешевые регионы, цена на них станет еще меньше.

Всё чаще можно встретить людей с навыками, необходимыми для проектирования, установки, эксплуатации и обслуживания роботизированных производственных систем. Инженеры робототехники когда-то были дорогими специалистами, а сегодня эти предметы преподаются в школах и колледжах по всему миру, на специальных курсах по технологиям производства или инженерного промышленного проектирования. Доступность программного обеспечения, такого как пакеты моделирования и автономные системы программирования, которые могут тестировать роботизированные приложения, сократило время проектирования и риски. Это также сделало задачу программирования роботов проще и дешевле.

Поскольку стоимость и сложность автоматизации задач с роботами снижаются, вполне вероятно, что те компании, которые уже используют роботов, будут использовать их еще больше. Однако в ближайшие пять- десять лет ожидается более фундаментальные изменения в типах задач, для которых роботы становятся технически и экономически жизнеспособными.

Достижения в области методов разработки программного обеспечения и сетевых технологий сделали сборку, установку и обслуживание роботов быстрее и дешевле. Например, в то время как датчики и исполнительные механизмы когда-то должны были индивидуально подключаться к контроллерам роботов с помощью специальной проводки через клеммные стойки, разъемы и распределительные коробки, теперь можно подключать с помощью более простой сетевой проводки. В технологии plug-and-play компоненты автоматически идентифицируют себя с системой управления, значительно сокращая время настройки. Эти датчики и исполнительные механизмы могут также контролировать себя и сообщать о своем состоянии в систему управления, чтобы помочь в управлении процессом и собирать данные для технического обслуживания, а также для постоянного улучшения и устранения неисправностей.

Роботы также становятся умнее. Там, где ранние роботы слепо следовали по одному и тому же пути, а на более поздних итерациях использовались лазеры или системы наблюдения для определения ориентации деталей и материалов, последние поколения роботов могут интегрировать информацию с нескольких датчиков и адаптировать свои движения в режиме реального времени. Это позволяет им, например, использовать обратную связь по силе, чтобы
имитировать мастерство мастера в шлифовании, снятии заусенцев или полировке. Они также могут использовать более мощные компьютерные технологии и анализ больших данных. Например, они могут использовать спектральный анализ для проверки качества сварного шва в процессе его изготовления, что значительно сокращает количество необходимых проверок после изготовления.

Достижения в области искусственного интеллекта и сенсорных технологий позволяют роботам справляться с гораздо большей степенью изменчивости от задачи к задаче. Способность адаптировать свои действия в ответ на изменения в среде создаёт возможности для автоматизации в таких областях, как переработка сельскохозяйственной продукции, где существует значительная частичная изменчивость. В Японии испытания уже продемонстрировали, что роботы могут сократить время, необходимое для сбора клубники, до 40 процентов, используя стереоскопическую систему визуализации, чтобы определить местонахождение плода и оценить его зрелость.

Компании также будут иметь гораздо большую свободу решать, какие задачи автоматизировать с помощью роботов, а какие выполнять вручную. Усовершенствованные системы безопасности означают, что роботы могут занять места на производствах рядом со своими коллегами — людьми. Если датчики указывают на риск столкновения с оператором, робот автоматически замедлится или изменит свой путь, чтобы избежать аварии. Эта технология позволяет использовать роботов для отдельных задач на сборочных линиях, которые в противном случае выполняются вручную. Возможность помещать роботов и людей рядом друг с другом и перераспределять задачи между ними также способствует повышению производительности, поскольку позволяет компаниям балансировать производственные линии по мере изменения спроса.

В свою очередь системы автоматизации становятся все более гибкими и интеллектуальными, автоматически адаптируя свое поведение для максимизации производительности или минимизации затрат. Экспертные системы, используемые на линиях розлива и упаковки напитков, могут автоматически регулировать скорость всей производственной линии в соответствии с тем, какая активность является критическим ограничением для данной партии. В автомобильном производстве экспертные системы могут автоматически вносить небольшие изменения в скорость линии, чтобы улучшить общий баланс отдельных линий и максимально повысить эффективность всей производственной системы.

В то время как подавляющее большинство используемых сегодня роботов по-прежнему работают в высокоскоростных и массовых производственных приложениях, самые передовые системы могут вносить изменения на лету, беспрепятственно переключаясь между типами продуктов без необходимости останавливать линию для изменения программ или перенастройки инструментов.

Более дешевые, интеллектуальные и адаптируемые системы автоматизации уже преобразуют производство различными способами. В то время как технология становится проще в реализации, бизнес-решения стоят на месте. Чтобы в полной мере использовать возможности, предоставляемые этими новыми системами, компаниям необходимо применять целостный и системный подход, тесно связывая свою стратегию автоматизации с текущими и будущими потребностями бизнеса.