Tuottamisen robotisointi maailmassa: laajuus, esimerkit, plussat ja miinukset

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Parantuessaan ihmiskunta helpottaa jatkuvasti itseään siirtämällä sen tekoälyyn. Tuotannon robotisointi mahdollisti useista ammateista eroon, esimerkiksi puhelinpalvelua hoitaa nykyään vain elektroniikka, vaikka viime vuosisadan alussa naispuoliset puhelinoperaattorit yhdistivät kaksi tilaajaa. Nykyään kehitys on edennyt entisestään, ja ihmiset ovat alkaneet luoda todellisia keinotekoisia koneita, jotka pystyvät suorittamaan tiettyjä mekaanisia toimintoja – robotteja.

Mitä on robottivalmistus?

Tätä prosessia tulisi pitää osana teollisuusautomaatiota, kun ihmisen kapasiteetti korvataan teollisessa mittakaavassa robottijärjestelmillä. Useimmiten suuret yritykset yrittävät käyttää universaaleja robotteja, jotka voivat vaikuttaa positiivisestikoko kompleksin toimintaa. Niiden tärkein etu on se, että ne voidaan milloin tahansa konfiguroida uudelleen täysin erilaisten osien ja tuotteiden valmistukseen, riittää, kun syötät laitteeseen toisen ohjelman. Tällaista robotiikkaa käyttämällä monet yritykset voivat saavuttaa merkittäviä säästöjä.

Tuotannon robotisointiprosessilla on v altava rooli eri osien käsittelyyn osallistuvissa yrityksissä. Jopa 50% tuotteista valmistetaan täällä melko pienissä erissä, ja jos teollisuuslinjoilla ei ole robotteja, itse tuotteiden luominen vie noin 5% koko työpäivästä. Loput ajasta kuluu laitteiden uudelleenkonfigurointiin, osien ja työkalujen vaihtoon. Tällainen tuotannon toimivuus ei ole hyödyllistä millekään yritykselle, koska jokainen niistä pyrkii tuottavuuden lisäämiseen. Osien luomisen automatisoinnilla on toinen myönteinen vaikutus - robotit voivat säästää suuria määriä materiaaleja ja raaka-aineita, mutta tässä kaikki riippuu työnkulun järkevästä organisoinnista.

Millaisia robotteja yrityksissä käytetään?

Teollisuussektorilla on käsite "teollisuusrobotti", joka viittaa tiettyyn laitteeseen, jolla on tietty määrä toimintoja ja joka pystyy työskentelemään 5 tai useamman ohjelman kanssa. Robotin päätehtävänä on suorittaa sille määrätyt tehtävät, nimittäin: työkalujen, osien ja lisämateriaalien käsittely.

Kokeneet ammattilaiset puhuvatvähintään kolmen sukupolven tällaisten laitteiden olemassaolo. Ensimmäinen sukupolvi sisältää ohjelmoitavan robotiikan, joka pystyy suorittamaan vain tietyn ohjelman. Toiseksi mukautuvat robotit, joilla oli anturit ja niiden avulla saattoivat vastaanottaa tietoa ympäristöstä, analysoida sitä ja tarvittaessa korjata omia tehtäviään ja käyttäytymistään. Kolmas sukupolvi koostuu kokonaan älykkäistä roboteista, jotka pystyvät erottamaan ympäristön kohteet ja suorittamaan tiettyjä toimintoja itsenäisesti. Pääsääntöisesti tuotannon robotisoinnissa sen aloittaneen yrityksen odotetaan hankkivan uusimmat laitteet.

Teollisuusrobotit jaetaan yleensä myös niiden suorien toimintojen mukaan. Jotkut heistä suorittavat tuotteiden valmistukseen liittyviä tehtäviä, toiset suorittavat tuotteiden nosto- ja kuljetustöitä, toiset ylläpitävät päätuotantolaitteita jne. Robotiikka voi joissain tapauksissa suorittaa aputoimintoja, erityisesti tilojen siivoamista.

Kaikki teollisuudessa toimivat robotit ovat robottiteknologian kompleksien (RTC) perusta. Viimeksi mainitut ovat laitteiden yhdistelmä, ja niitä käytetään useimmiten suurempien toimintojen suorittamiseen - tuotteen sieppaamiseen, tehtävien suorittamiseen äärimmäisissä olosuhteissa (esimerkiksi veden alla), tietojen antamiseen liittyvien tuotantoprosessien edistymisestä jne.

Missä automaatiota tarvitaan?

Tuotannon robotisoinnin pitäisi korvata henkilöresurssit, joita on useamminkäytetään tuotteiden luomiseen ja siirtämiseen. Useimmiten käytetyille mekanismeille osoitetaan yksinkertaisimmat tehtävät, joita ne suorittavat jatkuvasti useita kertoja päivässä. Robottien käyttö on välttämätöntä tuotteiden pakkaamisessa, lastaamisessa ja purkamisessa sekä tuotteiden siirrossa eri tuotantolaitosten välillä. Toistaiseksi osien valmistamisessa on ollut vaikeuksia, koska vain erittäin kalliilla laitteilla voidaan toistaa tarkasti piirustuksen mukaisia osia, eikä niiden käyttö ole vieläkään taloudellisesti kannattavaa monille yrityksille.

Jos puhumme siitä, missä tuotannon robotisointi on onnistuneesti otettu käyttöön aiemmin, esimerkkinä tästä voivat olla yritykset, jotka harjoittavat hitsausta, leikkaamista, tarkastustestien tekemistä jne. Robotteja käytetään aktiivisesti myös yksinkertaisiin kokoonpanotoimintoihin, vaikeammat prosessit ovat edelleen ihmisten suorittamia, koska ne vaativat lisäkäsittelyjä. Teollisuusautomaation keskeinen tehtävä on antaa tekniikan armoille yksinkertaisia prosesseja, jotka toistetaan useita kertoja. Mikäli mahdollista, robotteja ostetaan usein ja ne kestävät hyvin pitkään.

Mitä hyötyä robottien käytöstä on?

Suurten yritysten omistajat suhtautuvat myönteisesti tuotannon robotisointiin, he pohdiskelevat erityisen tarkasti tämän prosessin hyvät ja huonot puolet, sillä niillä on suora vaikutus tulokseen. Jos puhumme robotiikan käytön eduista, on ensinnäkin syytä mainitaesitys. Robotiikkayrityksellä on yksi kiistaton etu - sen työpajat voivat työskennellä taukoamatta tuntikausia.

Jos tuotantoautomaatio on organisoitu järkevästi, kuukausituotannon määrä voi olla suuruusluokkaa suurempi. Robotisoinnissa on erittäin tärkeää estää toistuvia laitteiden vaihtoja, muuten saatava voitto voi pienentyä merkittävästi. Lisäksi henkilöresurssien korvaaminen robotiikalla voi säästää merkittävästi palkkoja. Kaikkien prosessien suorittamiseen riittää yksi operaattori ohjaamaan ehdottomasti kaikkia järjestelmiä.

Tarve luoda korkealaatuisia tavaroita on toinen liiketoiminnan tarve, joka pakottaa yritykset turvautumaan tuotannon robotisointiin, tällaisten laitteiden käytön etuja ovat saatujen osien korkea tarkkuus. Säädetyssä osien luomisprosessissa hylätyn materiaalin määrä vähenee merkittävästi, monessa suhteessa tämä on mahdollista inhimillisen tekijän eliminoinnin ansiosta.

On syytä huomata, että joillakin tuotantoalueilla työskentely on ihmiskeholle erittäin haitallista, ja tässä robotiikka on yksinkertaisesti korvaamatonta. Puhutaan hitsauksesta, teräksen valmistuksesta, maalausmateriaaleista jne. Pajaan asennetulla robotilla on oma työskentelyalue, joka on muotoiltu niin, ettei sinne pääse sisään.

Melko useinWRC:tä "Teollisen tuotannon robotiikka" kirjoittavat opiskelijat huomaavat, että tekoälyn käyttö voi vähentää merkittävästi työtilaa. Joissakin tapauksissa robotit voidaan ripustaa tai jopa varastoida sisätiloihin seuraavaan käyttöön asti. Teollisuuslaitoksissa käytetyissä laitteissa on nykyaikaiset vaihteistot ja moottorit, niiden luomiseen on käytetty kulutusta kestäviä materiaaleja ja siksi se vaatii vain vähän huoltoa.

Mitä haittoja tässä päivityksessä voi nähdä?

Melko korkeat laitekustannukset ovat merkittävä haitta tuotannon robotisoinnissa, esimerkkejä ja haittoja tällaisesta tuotantokapasiteetin muutoksesta löytyy melkein mistä tahansa yrityksestä. Esimerkiksi yhden koneen vaihtokustannukset vaihtelevat 500 tuhannesta ruplasta useisiin miljooniin, ja tämä prosessi vaatii alustavan taloudellisen valmistelun. Jos laite äkillisesti hajoaa, joudut etsimään rahaa korjauksiin kiireesti, mikä ei ole kovin kätevää.

Toinen tuotannon modernisoinnissa useimmiten kohtaava haitta on henkilöstön väheneminen. Robotit on suunniteltu suorittamaan vähän ammattitaitoa vaativaa työtä ja korvaamaan ihmisiä tässä tehtävässä, mutta yritykset eivät aina pysty tarjoamaan työntekijöilleen riittävää korvaavaa paikkaa uuden tehtävän muodossa. Maailman talousrahaston asiantuntijoiden mukaan robotit pakottavat yli 5 miljoonaa ihmistä planeetalla työstään seuraavien kahden tai kolmen vuoden aikana.vuoden. Tällainen työttömien määrä on majoitettava jonnekin, ja jo nyt planeetan suurimmat osav altiot yrittävät löytää optimaalisimpia ratkaisuja tähän ongelmaan.

Kehittyneet maat ottavat aktiivisesti käyttöön tuotannon robotisointia ja keskustelevat jatkuvasti tämän prosessin eduista ja haitoista kansainvälisillä talousfoorumeilla. Tapaamisten tuloksena muodostuu uusia vaihtoehtoja työnkulkujen automatisointiin sekä ideoita, joiden tavoitteena on järjestää uusia työpaikkoja tekoälyn käyttöönoton seurauksena työttömäksi jääneille työntekijöille.

Mitkä ovat robotisoinnin vaiheet?

Tekoälyn käyttöönotto missä tahansa yrityksessä koostuu neljästä vaiheesta, joista ensimmäinen on tekninen valmistautuminen tuotantolinjojen muutoksiin. Tässä on otettava huomioon ehdottomasti kaikki yrityksen ominaisuudet, joilla on tietty vaikutus uusiin laitteisiin. Jotkut organisaatiot käyttävät taloudellista ja matemaattista suunnittelua, jonka tarkoituksena on ottaa käyttöön tietokoneet teknisiä matemaattisia laskelmia varten kaikilla osastoilla. Robotiikan valmisteluun tarvittavien toimintojen analysointi tehdään manuaalisesti, joten säästöjä, asiantuntevaa optimointia ja korkeaa tuotteen laatua ei voida saavuttaa välittömästi. Jos leijonan osan tuotannosta palvelee tekoäly, niin kaikkien yllä olevien ominaisuuksien yhdistelmä on paljon helpompi saavuttaa.

Tuotannon automatisointi ja robotisointi ei ole koskaan täydellistä ilman ohjaavan johdon muodostumista, joka on ainakoostuu kolmesta osasta: johtamisrakenteesta, viestintäjärjestelmästä sekä mittaus- ja tietoorganisaatiosta. Tämän organisaatiojaon tulee olla riittävän joustava ja monipuolinen, pystyä reagoimaan nopeasti muuttuviin liiketoiminnan tarpeisiin sekä valvomaan kaikkien ohjelmassa määriteltyjen kriteerien noudattamista. Valittaessa järjestelmää, joka ohjaa robotiikan työtä, on otettava huomioon sen tarkkuus, hinta, monipuolisuus sekä monet muut parametrit.

On syytä kiinnittää huomiota siihen, että ohjauskomponentin hinta on noin 60 % teollisuusrobotin hinnasta, minkä vuoksi sen valintaan tulee suhtautua erityisen huolellisesti. Jotkut yritykset valitettavasti valitsevat halvimmat ohjausjärjestelmät - analogiset ja sykliset, tämä oikeuttaa itsensä vain silloin, kun yritys harjoittaa massatavaroiden tuotantoa ja laitteita on harvoin tarpeen ohjelmoida uudelleen. Jos haluat luoda pienimuotoisia osia, on parempi käyttää numeerisia ja paikkaohjausjärjestelmiä, jotka voidaan ohjelmoida helposti uudelleen.

Seuraavaksi tulee tärkein vaihe - suora ohjelmointi. Modernin tuotannon robotisointi mahdollistaa neljä tekoälyn työn hallinnan vaihetta: syklin muodostus, ohjelman muistaminen, toisto ja suora suoritus. Tässä on kiinnitettävä erityistä huomiota ohjelmointiin, joka nykyään suoritetaan kahdella menetelmällä -analyyttinen ja opettavainen. Ensimmäinen sisältää laskelmat ja virheenkorjauksen, jonka jälkeen toiminta-algoritmi syötetään ohjausjärjestelmään. Toinen on ohjausohjelman luominen jo työhuoneessa erityisellä kaukosäätimellä, joka on osa laitteistoa. Kokeneet asiantuntijat neuvovat käyttämään molempia vaihtoehtoja, jotta robotisaatiosta saadaan laadukkain vaikutus.

Viimeinen vaihe on automatisoidun tuotannon käynnistäminen täydellä kapasiteetilla. On erittäin tärkeää varmistaa, että tuotantolinjat toimivat mahdollisimman tehokkaasti, vasta kun kaikki tarvittavat testit on suoritettu, robotiikka voidaan ottaa käyttöön. Huomaa, että muutaman ensimmäisen tunnin aikana on tarpeen testata käytettävissä olevia kapasiteettia ja tehdä tarvittavat säädöt.

Miten robotit auttavat hitsauksessa?

Tekoälyn käyttöönoton aikakausi alkoi hitsaustuotannon robotisoinnilla, jonka avulla oli mahdollista saavuttaa merkittäviä tuloksia. Automaattiset teollisuuskoneet suunnattiin 1970-luvulla uudelleen pistehitsaukseen, ja siitä lähtien siitä on tullut niiden päätoimiala. Robottien käytön alusta lähtien hitsauksen laatu on parantunut useaan otteeseen, mikä on hyödyttänyt teollisuutta. Nykyään profiililla, josta osat valmistetaan, ja risteyksellä ei ole mitään roolia, tekoäly pystyy yhdistämään aivan kaiken.

Hitsaustuotannon robotisointi kiihtyy edelleen 2000-luvulla, nykyään käytetäänlaitteissa on lisäantureita, jotka pystyvät käsittelemään saapuvaa tunto- ja visuaalista tietoa. Kaikki robotit pystyvät hitsaamaan kaksi metallipintaa ja saavuttamaan korkealaatuisen hitsin vakaassa kaaressa. Teollisuusasiantuntijat uskovat, että tällaisia laitteita voidaan tulevaisuudessa käyttää laserhitsaukseen sekä käsiteltävän materiaalin lisäleikkaukseen.

Voidaanko robottien avulla luoda ruokaa?

Kun ihmiskunnan määrä kasvaa jatkuvasti, kysymys siitä, kuinka ruokkia kaikki, on yhä kiireellisempi. Ruoatuotannon robotisointi voi tulla apuun, jolloin voit luoda uusia korkealaatuisia tuotteita mahdollisimman lyhyessä ajassa. Asiantuntijoiden keskuudessa on näkemys, että tällä alueella käytetään yhä enemmän robotteja, jotka ennemmin tai myöhemmin jopa korvaavat ammattikokit.

Kehitys on edennyt niin pitkälle, että tekoäly pystyy nykyään itsenäisesti prosessoimaan rahkatuotteita: leikkaamaan, lajittelemaan ja jopa pakkaamaan, samalla kun tuotannossa noudatetaan tiukinta steriiliyttä. Konditorit ovat erityisen kiinnostuneita robotiikasta, jonka avulla on mahdollista luoda alkuperäisiä ja tarkkoja piirustuksia kakkuihin ja leivonnaisiin sekä pakata tuloksena olevat tuotteet, mikä säästää paljon aikaa. Robotteja käytetään myös kalastusteollisuudessa, jossa ne auttavat leikkaamaan saaliin paloiksi, mikä on erittäin kätevää ravintola-alalla työskenteleville kokkeille.

Robotiikkaelintarviketuotannon tulee vaikuttaa alueille, joilla yritysten työntekijät altistuvat vaarallisille ja haitallisille ympäristövaikutuksille. Puhumme lämpötilan muutoksista, kosteudesta, melusta, lisääntyneestä tärinästä ja pölystä. Asiantuntijat eivät kuitenkaan sulje pois mahdollisuutta, että robotit luovat ruokatuotteita tyhjästä, mutta sellaista tekoälyä ei kehitetä pian.

Miten he automatisoivat työn maassamme?

Jos puhumme tuotannon robotisoinnista Venäjällä, se on vasta alkamassa saada vauhtia. Suurin osa laitteista on käytössä hitsaus- ja lastaustoiminnoissa sekä autoteollisuudessa. Tekoälyä käyttävien yritysten määrä kasvaa vuosi vuodelta, sillä niiden omistajat ovat ymmärtäneet kaikki automaation käyttöönoton edut. Vuodesta 2018 lähtien Venäjällä on vain yksi robotti 10 000 ihmistä kohden, mutta vuoteen 2025 mennessä asiantuntijat ennustavat robotiikan määrän kasvavan kotimaisella teollisuudella 20%.

Erityisen huomion arvoinen seikka, että v altaosa työssäkäyvistä venäläisistä suhtautuu robotiikkaan kielteisesti. Toisa alta ne voidaan ymmärtää, koska robotiikan käyttö voi merkitä jollekin työpaikan menetystä, mutta toisa alta tieteen ja tekniikan kehitys on suunniteltu helpottamaan ihmiskunnan olemassaoloa, eikä sitä voi hylätä. Tuotantokapasiteetin täydellinen robotisointi Venäjällä on kuitenkin vielä kaukana, joten täyttä automaatiota ei tapahdu lähivuosina.

Hallitus miettii tällä välinMitä hyötyä tuotannon robotisoinnista voi olla, Moskova kehittää nyt aktiivisesti uuden sukupolven tekoälyä, joka lähetetään tulevaisuudessa avaruuteen. Pääkaupungissa järjestetään vuosittain RoboSector-konferenssi, jossa jokainen pääsee tutustumaan tuotantoautomaation alan tutkijoiden viimeisimpään kehitykseen ja yrittäjät voivat löytää uusia mahdollisuuksia.

Miten maailmanmarkkinoilla menee?

Maailman tuotannon robotisoinnista on tullut jo pitkään arkipäivää, tilastojen mukaan tammikuussa 2017 planeetallamme on yli 70 robottia jokaista 10 000 työntekijää kohden. Eniten robotteja käytetään Etelä-Koreassa, 631 10 000 työntekijää kohti, Singaporessa 488 ja Saksassa 309. Analyytikot sanovat, että Aasia ja Amerikka vaikuttavat eniten työnkulun automaatioon, ja robottien määrä lisääntyy vastaavasti 9 ja 7 prosenttia joka vuosi.

Robotiikan käyttöönoton ennätysmies on Kiina, jos vuonna 2013 laitteiden keskimääräinen tiheys oli 25 yksikköä 10 000 työntekijää kohti, niin vuoden 2016 loppuun mennessä luku oli kasvanut 68:aan ja jatkaa kasvuaan. Vuoteen 2020 mennessä taivaallisen imperiumin viranomaiset aikovat päästä robotisaation huippuv altioiden johtajiin. Etelä-Korea on ollut maa, jossa on eniten robotteja vuodesta 2010 lähtien, ja he eivät tule toimeen ilman niitä autoja ja elektroniikkaa luodessaan.

Vuodesta 2018 lähtien tuotannon robotisoinnin vastaiset ennätyksenh altijat ovat Venäjä, Intia ja Filippiinit. Näissämaissa robotiikkamarkkinat ovat edelleen kehittymässä, joten laitevalmistajat tarjoavat aktiivisesti palvelujaan potentiaalisille asiakkaille. Konepaja- ja autoteollisuuden edustajat ovat osoittaneet suurta kiinnostusta tekoälyn käyttöön, sillä sen käyttöönotto vähentää merkittävästi yritysten henkilöstöresursseja.

Asiantuntijat uskovat, että monien yritysten menestys tulevaisuudessa riippuu tuotannon robotisoinnista, automaattisten koneiden valikoima laajenee jatkuvasti ja vaatii yhä enemmän kehitystä ja tutkimusta. Heidän mielestään automaatiota ei pidä asettaa itsetarkoitukseksi, keinotekoisia koneita voidaan ottaa käyttöön vain niissä tilanteissa, joissa ihminen ei syystä tai toisesta pysty tekemään työtä paremmin kuin hän. Teknisen prosessin vakauttaminen, valmistettujen osien tarkkuuden kasvu ja tavoitteiden saavuttamisen nopeus ovat vain pieni osa syistä, jotka pakottavat yritykset ympäri maailmaa ottamaan käyttöön robotteja tuotantoon.