Revoluția roboților colaborativi: Viitorul fabricii inteligente

(Dan Tri) - Nu mai sunt mașini gigantice închise în cuști de sticlă, o nouă generație de roboți intră în fabrici ca „colegi”.

Roboți colaborativi – o nouă pârghie pentru eficiența producției.

Lumea este martora unei revoluții silențioase, dar profunde, în industria prelucrătoare.

Aceștia nu mai sunt roboți gigantici închiși în cuști de sticlă ca înainte, ci „colegi” roboți inteligenți care pot lucra alături de oameni în siguranță și eficient. Nu mai este vorba de science fiction, ci de o realitate care se desfășoară chiar sub ochii noștri.

Conform celui mai recent raport al McKinsey & Company, piața globală de robotică industrială a atins un record de 16,5 miliarde de dolari în instalații noi, cu peste 4,28 milioane de roboți operând în fabrici din întreaga lume.

Această cifră nu numai că reflectă creșterea puternică a industriei, ci semnalează și o nouă eră în care robotica nu mai este o soluție de lux rezervată marilor corporații.

Cea mai mare diferență dintre valul actual de roboți și generațiile anterioare este capacitatea lor de a „coopera” cu oamenii.

Acești roboți „colaborativi” sunt concepuți să lucreze alături de lucrători, nu pentru a înlocui complet munca umană, ci pentru a sprijini și îmbunătăți productivitatea. Cu senzori avansați și sisteme de control inteligente, aceștia pot detecta prezența umană și își pot ajusta mișcările în consecință, asigurând siguranță absolută.

Piața roboticii colaborative este în plină expansiune, cu rate de creștere impresionante. De la 2,14 miliarde de dolari în 2024, se așteaptă ca această piață să ajungă la 11,64 miliarde de dolari până în 2030, echivalentul unei rate anuale compuse de creștere (CAGR) de 31,6%.

Această cifră reflectă cererea tot mai mare din partea companiilor pentru soluții de automatizare flexibile și ușor de implementat.

De la pilot la scară completă

Una dintre cele mai mari provocări cu care se confruntă companiile nu este implementarea pilot a roboților, ci mai degrabă extinderea aplicației lor.

Conform unui sondaj McKinsey, aproximativ 40% dintre directori au declarat că, deși proiectele lor pilot de robotică au fost interesante și au generat un interes semnificativ în industria prelucrătoare, valoarea lor reală în afaceri a rămas neclară.

Piața roboților colaborativi este în plină expansiune, cu rate de creștere impresionante (Imagine: Genedge).

Asta nu înseamnă că roboții nu sunt eficienți, ci mai degrabă că abordarea este una dintre chei. În loc să privească roboții ca pe un instrument de cumpărat și utilizat, companiile trebuie să se gândească la dezvoltarea unor capacități generale de automatizare. Aceasta este o schimbare semnificativă de mentalitate, de la investițiile în echipamente la dezvoltarea unor capacități operaționale.

„Marea diferență este că automatizarea tradițională este o soluție universală, adaptată pentru o singură aplicație”, spune Ujjwal Kumar de la Teradyne Robotics. „Noua generație de roboți bazați pe inteligență artificială are produse standard care acoperă o gamă largă de aplicații. Le puteți implementa în mai multe aplicații prin intermediul software-ului și al unor diferențe complete de instrumente.”

Aceasta înseamnă că, în loc să necesite 100.000 de configurații diferite, așa cum era cazul tehnologiei anterioare, Universal Robots are nevoie acum de doar 6 configurații pentru a deservi 100.000 de instalații de roboți colaborativi la nivel mondial.

Acest lucru este esențial pentru reducerea drastică a costului total de proprietate pentru următoarea generație de automatizări.

IA - Sufletul noii generații de roboți

Tendința de integrare a inteligenței artificiale în roboți este din ce în ce mai puternică. Prin valorificarea diverselor tehnologii de inteligență artificială, roboții pot îndeplini o gamă largă de sarcini mai eficient.

Inteligența artificială analitică permite roboților să proceseze și să analizeze cantități mari de date colectate de senzorii lor. Acest lucru ajută la gestionarea variabilității și imprevizibilității în mediile exterioare, producția cu mix mare/volum redus și mediile publice.

Roboții echipați cu sisteme de viziune computerizată, de exemplu, analizează sarcinile anterioare pentru a identifica tipare și a optimiza operațiunile lor pentru o precizie și o viteză mai mari.

Sistemele de viziune computerizată joacă un rol crucial în fabricarea roboților (Foto: New Ocean).

Producătorii de roboți și cipuri au investit recent în dezvoltarea de hardware și software specializat care simulează medii din lumea reală. Această inteligență artificială fizică permite roboților să se antreneze singuri în medii virtuale și să funcționeze pe baza experienței, mai degrabă decât pe baza programării rigide.

Marc Theermann de la Boston Dynamics explică: „Viziunea noastră este să creăm roboți versatili care pot merge oriunde pot merge oamenii, să înțeleagă și să interacționeze armonios cu mediul înconjurător.”

Și numai atunci când pot face toate aceste trei lucruri, ai cu adevărat un robot versatil. În ultimii 30 de ani, am lucrat la partea de „mergere oriunde” și am devenit destul de buni la asta. Acum, roboții noștri pot merge aproape oriunde pot merge oamenii.”

Următoarele două provocări pe care încearcă să le abordeze sunt înțelegerea semantică și manipularea. Aici își petrec cea mai mare parte a timpului.

Acestea sunt elementele de bază pentru scara masivă pe care oamenii o anticipează pentru aceste tipuri de roboți.

Tehnologia schimbă regulile jocului.

O altă descoperire semnificativă în domeniul roboticii este tehnologia Digital Twin.

Gemenii digitali sunt replici virtuale ale sistemelor fizice care oglindesc omologii lor din lumea reală în timp real. Aceste modele utilizează date de la senzori și mașini pentru a simula comportamentul și performanța dispozitivelor lor fizice respective.

Prin furnizarea unei reprezentări digitale detaliate, Digital Twin permite monitorizarea, analiza și optimizarea continuă a sistemelor pe care le reproduce. Această tehnologie este deosebit de importantă în atenuarea riscurilor implementării robotice.

După cum comentează Ujjwal Kumar: „Cu un Geamăn Digital, unele dintre riscurile despre care vorbiți dispar. Acum puteți implementa un nou sistem automatizat într-o lume virtuală, îl puteți testa, îl puteți perfecționa și apoi, din același Geamăn Digital, puteți descărca codul în mediul de producție.”

Gemenii digitali sunt replici virtuale ale sistemelor fizice care oglindesc omologii lor din lumea reală în timp real (Imagine: Viitor).

Acest lucru permite companiilor să simuleze și să optimizeze sistemele de fabricație folosind Digital Twin înainte de a face o investiție de capital reală. Companiile se pot aștepta la o recuperare a investiției în unu până la trei ani și pot minimiza riscul de integrare cu sistemele IT și OT existente, facilitând adoptarea roboticii.

O tendință în creștere în robotică, care va continua să se dezvolte în acest an și nu numai, este evoluția manipulatoarelor mobile, adesea denumite MoMa.

Acești roboți industriali sunt rezultatul combinării sarcinilor îndeplinite de brațele robotice, cum ar fi apucarea, ridicarea sau mutarea obiectelor, cu capacitatea roboților de a naviga prin spațiu.

MoMa constă dintr-un robot mobil autonom (AMR - autonomous movement robot) integrat cu un braț robotic echipat cu instrumente adecvate.

Roboții manipulatori mobili pot efectua sarcini de fabricație predefinite pe echipamente sau pot prelua componente de pe linia de producție sau de pe depozit. Această flexibilitate permite transportul automat al materialelor către orice locație, introducând un nou nivel de eficiență în producție și în gestionarea depozitului.

Această mobilitate nu numai că extinde raza de operare a roboților, dar le permite și să se adapteze la configurațiile fabricilor în schimbare și să îndeplinească cerințele unei producții mobile și flexibile.

În loc să fie fixat într-o singură locație, MoMa poate fi implementat flexibil în funcție de nevoile de lucru, optimizând utilizarea resurselor și îmbunătățind eficiența generală.

Una dintre cele mai mari bariere în calea adoptării roboților a fost întotdeauna costul inițial ridicat al investiției, în special pentru întreprinderile mici și mijlocii (Imagine: ITG Technology).

Una dintre cele mai mari bariere în calea adoptării roboților a fost întotdeauna costul inițial ridicat al investiției, în special pentru întreprinderile mici și mijlocii.

Roboții „Roboți ca serviciu” (RaaS) schimbă această situație, permițând companiilor să implementeze roboți pe bază de abonament sau închiriere, în loc să îi cumpere direct.

Modelul RaaS oferă mai multe avantaje, inclusiv scalabilitate, reziliență și flexibilitate, ceea ce îl face o alegere ideală pentru misiuni de căutare și salvare, monitorizare a mediului, producție, agricultură și explorare spațială.

RaaS ajută companiile să extindă producția locală fără riscuri semnificative de capital, practic „permițând producătorilor care produc în apropierea casei să mute producția mai aproape de piețele de consum fără a sacrifica eficiența costurilor”.

Provocări și oportunități viitoare

În ciuda perspectivei sale pozitive, industria roboticii se confruntă încă cu provocări semnificative. Unul dintre cele mai mari obstacole este deficitul de competențe din forța de muncă actuală.

Forța de muncă actuală nu are expertiza necesară pentru a implementa și gestiona roboți autonomi. Deși acest lucru a dus la o lipsă de forță de muncă, o modalitate de a remedia acest lucru este de a face roboții mai accesibili prin programe de educație și formare specifice, pentru a dota lucrătorii cu competențele potrivite.

Progresele tehnologice au depășit cu mult cadrele educaționale și de formare actuale. Lucrătorii se trezesc adesea nepregătiți să manipuleze sisteme robotice moderne, de la programare la întreținere.

Această asimetrie încetinește adoptarea automatizării și exacerbează deficitul de forță de muncă, deoarece companiile se luptă să găsească personal calificat.

Abordarea acestei probleme necesită actualizarea programei de învățământ pentru a include tehnologii avansate de robotică și automatizare.

Parteneriatele din industrie pot oferi instruire practică și experiență practică prin stagii și ucenicii. După cum notează Ani Kelkar de la McKinsey, „Când am chestionat directorii cu privire la bariere, 61% dintre aceștia au raportat că unul dintre principalele bariere era că, chiar dacă găseau un plan de afaceri bun, pur și simplu nu aveau capacitatea internă de a-l executa.”

Forța de muncă actuală nu are expertiza necesară pentru a implementa și gestiona roboți automatizați (Foto: Mecalux).

Pentru a implementa cu succes roboți, companiile trebuie să își schimbe abordarea de la concentrarea exclusiv pe eficiență la prioritizarea flexibilității.

Ujjwal Kumar îi sfătuiește pe lideri să regândească automatizarea prin prisma flexibilității, nu doar a eficienței. Instrumentele tradiționale de automatizare au fost create pentru medii de producție cu volum mare și variabilitate redusă. Însă piața de astăzi necesită agilitate.

Impact social și profesional

O preocupare comună cu privire la roboți este potențialul lor de a înlocui munca umană. Cu toate acestea, realitatea este că roboții, în special roboții colaborativi, completează în primul rând munca umană, mai degrabă decât să o înlocuiască complet.

„Nu este vorba despre înlocuirea oamenilor”, subliniază Ani Kelkar. „Este vorba despre a face munca mai sigură, mai flexibilă și mai semnificativă; îi eliberează pe lucrători pentru a se concentra pe sarcini cu valoare mai mare. Există o mulțime de sarcini repetitive care nu utilizează pe deplin competențele forței noastre de muncă.”

Automatizarea acestor sarcini, concomitent cu investiții în consolidarea capacităților, ajută la îmbunătățirea forței de muncă și la pregătirea acesteia pentru viitorul operațiunii.

De fapt, potrivit Deloitte Consulting, până în 2025 ar putea exista 2 milioane de noi locuri de muncă în domeniul producției. Aceasta reflectă tendința roboților de a crea mai multe locuri de muncă decât elimină, în special în domeniile ingineriei, mentenanței, programării și operațiunilor de sistem.

Provocările legate de forța de muncă, inclusiv îmbătrânirea populației și scăderea interesului pentru munca în fabrici, determină adoptarea roboților.

De exemplu, Statele Unite au o lipsă de 400.000 de sudori, în timp ce Europa a raportat peste 200.000 de locuri de muncă vacante în industria construcțiilor în 2020.

Roboții umple aceste goluri prin efectuarea de sarcini repetitive, solicitante din punct de vedere fizic, ceea ce îi face active valoroase atât pentru întreprinderile mici, cât și pentru cele mari.

Perspective pentru noile tehnologii în viitor.

Tehnologia robotică se îndreaptă spre noi descoperiri. Inteligența artificială generativă este integrată în roboți pentru a crea comportamente mai inteligente și adaptive.

Aceste proiecte își propun să creeze „momente ChatGPT” pentru inteligența artificială fizică, unde roboții pot înțelege și interacționa cu mediul lor la fel de natural ca oamenii.

Tehnologia avansată a senzorilor face ca roboții să fie mai sensibili la mediul înconjurător.

Senzori bionici sunt dezvoltați pentru a oferi o senzație de subtilitate similară cu pielea umană. Progresele în tehnologia dispozitivelor de prindere utilizează biologia pentru a obține o putere de prindere ridicată, practic fără consum de energie.

Robotica Swarm deschide posibilitatea implementării mai multor roboți mici care lucrează împreună pentru a îndeplini sarcini complexe.

Această abordare oferă mai multe avantaje, inclusiv scalabilitate, reziliență și flexibilitate, ceea ce face ca roboții de tip roi să fie o alegere ideală pentru misiuni de căutare și salvare, monitorizare a mediului, producție, agricultură și explorare spațială.

Sursă: https://dantri.com.vn/cong-nghe/cuoc-cach-manh-robot-hop-tac-tuong-lai-cua-nha-may-thong-minh-20250905101445097.htm