Den kollaborativa robotrevolutionen: Den smarta fabrikens framtid

(Dan Tri) – Inte längre jättemaskiner inlåsta i glasburar, en ny generation robotar kommer in i fabriker som "kollegor".

Samarbetande robotar – En ny hävstång för produktionseffektivitet.

Världen bevittnar en tyst men djupgående revolution inom tillverkningsindustrin.

Det här är inte gigantiska robotar instängda i glasburar som tidigare, utan intelligenta robot"kollegor" som kan arbeta tillsammans med människor säkert och effektivt. Det här är inte längre science fiction, utan en verklighet som utspelar sig mitt framför våra ögon.

Enligt den senaste rapporten från McKinsey & Company har den globala marknaden för industriell robotik nått rekordhöga 16,5 miljarder dollar i nya installationer, med mer än 4,28 miljoner robotar i drift i fabriker världen över.

Denna siffra återspeglar inte bara branschens starka tillväxt utan signalerar också en ny era där robotik inte längre är en lyxlösning reserverad för stora företag.

Den största skillnaden mellan den nuvarande robotvågen och tidigare generationer är deras förmåga att "samarbeta" med människor.

Dessa "samarbetande" robotar är utformade för att arbeta tillsammans med arbetare, inte för att helt ersätta mänsklig arbetskraft, utan för att stödja och öka produktiviteten. Med avancerade sensorer och intelligenta styrsystem kan de upptäcka människors närvaro och justera deras rörelser därefter, vilket garanterar absolut säkerhet.

Marknaden för kollaborativ robotik blomstrar med imponerande tillväxttakt. Från 2,14 miljarder dollar år 2024 förväntas denna marknad nå 11,64 miljarder dollar år 2030, vilket motsvarar en genomsnittlig årlig tillväxttakt (CAGR) på 31,6 %.

Denna siffra återspeglar den växande efterfrågan från företag på flexibla och lättanvända automationslösningar.

Från pilot till fullskala

En av de största utmaningarna företag står inför är inte pilotutplaceringen av robotar, utan snarare att skala upp deras applikationer.

Enligt en McKinsey-undersökning uppgav cirka 40 % av cheferna att även om deras robotpilotprojekt var spännande och genererade ett betydande intresse för tillverkning, förblev deras faktiska affärsvärde oklart.

Marknaden för kollaborativa robotar blomstrar med imponerande tillväxttakter (Bild: Genedge).

Det här betyder inte att robotar inte är effektiva; problemet ligger i tillvägagångssättet. Istället för att se robotar som bara verktyg som ska köpas och användas, måste företag tänka på att bygga upp övergripande automatiseringskapacitet. Detta representerar ett avgörande skifte i tankesättet från att investera i utrustning till att utveckla operativ kapacitet.

Ujjwal Kumar från Teradyne Robotics delade: ”Den stora skillnaden är att traditionell automatisering är en perfekt lösning gjord specifikt för en applikation. Den nya generationen av AI-integrerade robotar har standardprodukter som betjänar ett brett spektrum av applikationer. Du kan distribuera dem för många applikationer genom programvara och vissa skillnader i slutanvändarverktyg.”

Det betyder att istället för att behöva 100 000 olika konfigurationer som den tidigare tekniken, behöver Universal Robots nu bara 6 konfigurationer för att hantera 100 000 kollaborativa robotinstallationer världen över.

Detta är nyckeln till att drastiskt minska den totala ägandekostnaden för nästa generations automatisering.

AI - Själen i den nya generationens robotar

Trenden att integrera artificiell intelligens i robotar blir allt starkare. Genom att utnyttja olika AI-tekniker kan robotar utföra en mängd olika uppgifter mer effektivt.

Analytisk AI gör det möjligt för robotar att bearbeta och analysera stora mängder data som samlas in av deras sensorer. Detta hjälper till att hantera variation och oförutsägbarhet i externa miljöer, i produktion med hög/låg volym och i offentliga utrymmen.

Robotar utrustade med datorseendesystem analyserar till exempel tidigare uppgifter för att identifiera mönster och optimera sin drift för större noggrannhet och hastighet.

Datorseendesystem spelar en avgörande roll i tillverkningen av robotar (Foto: New Ocean).

Robot- och chiptillverkare har nyligen investerat i att utveckla specialiserad hårdvara och mjukvara som simulerar verkliga miljöer. Denna fysiska artificiella intelligens gör det möjligt för robotar att träna sig själva i virtuella miljöer och arbeta baserat på erfarenhet snarare än stel programmering.

Marc Theermann från Boston Dynamics förklarar: ”Vår vision är att skapa mångsidiga robotar som kan ta sig vart människor än kan gå, förstå och interagera harmoniskt med sin omgivning.”

Och först när de kan göra alla tre sakerna har man verkligen en mångsidig robot. Under de senaste 30 åren har vi arbetat med att "ta sig vart som helst", och vi har blivit ganska bra på det. Nu kan våra robotar ta sig nästan vart som människor kan."

De två nästa utmaningarna de försöker ta itu med är semantisk förståelse och manipulation. Det är där de tillbringar större delen av sin tid.

Dessa är de grundläggande byggstenarna för den massiva skala som folk förväntar sig för den här typen av robotar.

Tekniken förändrar spelet.

Ett annat betydande genombrott inom robotikområdet är den digitala tvillingtekniken.

Digitala tvillingar är virtuella replikor av fysiska system som speglar sina verkliga motsvarigheter i realtid. Dessa modeller använder data från sensorer och maskiner för att simulera beteendet och prestandan hos deras respektive fysiska enheter.

Genom att tillhandahålla en detaljerad digital representation möjliggör Digital Twin kontinuerlig övervakning, analys och optimering av de system den replikerar. Denna teknik är särskilt viktig för att minska riskerna med robotutplacering.

Som Ujjwal Kumar kommenterade: ”Med Digital Twin försvinner några av de risker du pratar om. Nu kan du driftsätta ett nytt automationssystem i den virtuella världen, testa det, förfina det, och sedan från just den Digital Twin kan du ladda ner koden till produktionsmiljön.”

Digitala tvillingar är virtuella replikor av fysiska system som speglar sina verkliga motsvarigheter i realtid (Bild: Framtiden).

Detta gör det möjligt för företag att simulera och optimera produktionssystem med hjälp av Digital Twin innan de gör faktiska kapitalinvesteringar. Företag kan prognostisera en avkastning på investeringen inom ett till tre år och minimera integrationsrisker med befintliga IT- och OT-system, vilket gör robotimplementeringen smidigare.

En växande trend inom robotik som kommer att fortsätta utvecklas i år och framöver är utvecklingen av mobila manipulatorer, ofta kallade MoMa.

Dessa industrirobotar är resultatet av att kombinera uppgifter som utförs av robotarmar, såsom att gripa, lyfta eller flytta föremål, med robotarnas förmåga att navigera genom rymden.

MoMa består av en autonom mobil robot (AMR - autonomous moving robot) integrerad med en robotarm utrustad med lämpliga verktyg.

Mobila hanteringsrobotar kan utföra fördefinierade produktionsuppgifter på utrustning eller hämta komponenter från produktionslinjen eller lagret. Denna flexibilitet möjliggör automatisering av materialhantering till vilken plats som helst, vilket introducerar en ny effektivitetsnivå inom tillverkning och lagerhantering.

Denna mobilitet utökar inte bara robotarnas arbetsområde utan gör det också möjligt för dem att anpassa sig till förändrade fabrikslayouter och möta kraven från mobil, flexibel tillverkning.

Istället för att vara fixerat på en enda plats kan MoMa distribueras flexibelt efter arbetsbehov, vilket optimerar resursanvändningen och förbättrar den totala effektiviteten.

Ett av de största hindren för robotanvändning har alltid varit den höga initiala investeringskostnaden, särskilt för små och medelstora företag (Bild: ITG Technology).

Ett av de största hindren för robotanvändning har alltid varit den höga initiala investeringskostnaden, särskilt för små och medelstora företag.

Robot-as-a-Service (RaaS)-robotar förändrar detta genom att låta företag driftsätta robotar på prenumerations- eller hyresbasis istället för att köpa dem direkt.

RaaS-modellen erbjuder flera fördelar, inklusive skalbarhet, motståndskraft och flexibilitet, vilket gör den till ett idealiskt val för sök- och räddningstjänst, miljöövervakning, tillverkning, jordbruk och rymdutforskningsuppdrag.

RaaS hjälper företag att skala upp lokal produktion utan betydande kapitalrisk, vilket i huvudsak "gör det möjligt för producenter som tillverkar nära hemmet att flytta produktionen närmare konsumentmarknaderna utan att offra kostnadseffektiviteten".

Utmaningar och möjligheter framöver

Trots sina positiva utsikter står robotindustrin fortfarande inför betydande utmaningar. Ett av de största hindren är kompetensgapet i den nuvarande arbetskraften.

Den nuvarande arbetskraften saknar expertis för att driftsätta och hantera automatiserade robotar. Även om detta har lett till arbetskraftsbrist är ett sätt att åtgärda detta att göra robotar mer tillgängliga genom riktade utbildningsprogram som utrustar arbetstagare med rätt kompetens.

Tekniska framsteg har vida överträffat nuvarande utbildnings- och fortbildningsramverk. Arbetare är ofta oförberedda på att hantera moderna robotsystem, från programmering till underhåll.

Denna asymmetri saktar ner införandet av automatisering och förvärrar arbetskraftsbristen eftersom företag kämpar med att hitta kvalificerad personal.

För att ta itu med detta problem krävs en uppdatering av läroplanen så att den inkluderar avancerad robotik och automationsteknik.

Branschpartnerskap kan ge praktisk utbildning och praktisk erfarenhet genom praktikplatser och lärlingsplatser. Som Ani Kelkar från McKinsey noterade: ”När vi frågade chefer om hinder, rapporterade 61 % av dem att ett av de största hindren var att även om de hittade en bra affärsplan, så saknade de helt enkelt den interna kapaciteten att genomföra den.”

Den nuvarande arbetsstyrkan saknar expertis för att driftsätta och hantera automatiserade robotar (Foto: Mecalux).

För att framgångsrikt kunna driftsätta robotar måste företag ändra sin strategi från att enbart fokusera på effektivitet till att prioritera flexibilitet.

Ujjwal Kumar råder ledare att ompröva automatisering utifrån flexibilitet, inte bara effektivitet. Traditionella automatiseringsverktyg är byggda för produktionsmiljöer med hög volym och låg variabilitet. Men dagens marknad kräver flexibilitet.

Sociala och arbetsrelaterade effekter

En vanlig oro kring robotar är deras potential att ersätta mänsklig arbetskraft. Verkligheten är dock att robotar, särskilt kollaborativa robotar, främst kompletterar mänsklig arbetskraft snarare än att helt ersätta den.

Ani Kelkar betonade: ”Det här handlar inte om att ersätta människor. Det handlar om att göra arbetet säkrare, mer flexibelt och mer meningsfullt; det frigör arbetstagarnas tid att fokusera på uppgifter med högre värde. Det finns så många repetitiva uppgifter som inte fullt ut utnyttjar våra medarbetares kompetens.”

Att automatisera dessa uppgifter samtidigt som man investerar i kapacitetsuppbyggnad hjälper till att stärka arbetsstyrkan och förbereda den för verksamhetens framtid.

Enligt Deloitte Consulting kan faktiskt 2 miljoner nya jobb uppstå inom tillverkningssektorn fram till 2025. Detta återspeglar trenden att robotar skapar fler jobb än de eliminerar, särskilt inom teknik, underhåll, programmering och systemdrift.

Arbetskraftsutmaningar, inklusive en åldrande befolkning och minskande intresse för fabriksarbete, driver på införandet av robotar.

Till exempel har USA brist på 400 000 svetsare, medan Europa rapporterade mer än 200 000 lediga jobb inom byggbranschen under 2020.

Robotar fyller dessa luckor genom att utföra repetitiva, fysiskt krävande uppgifter, vilket gör dem till värdefulla tillgångar för både små och stora företag.

Framtida utsikter för nya teknologier.

Robottekniken går mot nya genombrott. Generativ AI integreras i robotar för att skapa mer intelligenta och adaptiva beteenden.

Dessa projekt syftar till att skapa "ChatGPT-ögonblick" för fysisk AI, där robotar kan förstå och interagera med sin omgivning lika naturligt som människor.

Avancerad sensorteknik gör robotar mer känsliga för sin omgivning.

Bioniska sensorer utvecklas för att ge en känsla av subtilitet liknande den hos mänsklig hud. Framsteg inom gripteknik använder biologi för att uppnå hög gripkraft med praktiskt taget ingen energiförbrukning.

Svärmrobotik öppnar upp möjligheten att använda många små robotar som arbetar tillsammans för att utföra komplexa uppgifter.

Denna metod erbjuder flera fördelar, inklusive skalbarhet, motståndskraft och flexibilitet, vilket gör svärmobotar till ett idealiskt val för sök- och räddningsuppdrag, miljöövervakning, tillverkning, jordbruk och rymdutforskning.

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