Революція колаборативних роботів: майбутнє розумної фабрики

(Ден Трі) - Гігантські машини більше не замкнені у скляних клітках, нове покоління роботів потрапляє на фабрики як "колеги".

Колаборативні роботи – новий важіль підвищення ефективності виробництва

Світ спостерігає тиху, але глибоку революцію у виробництві.

Не гігантські роботи, замкнені у скляних клітках, як раніше, а розумні роботи-«колеги», які можуть безпечно та ефективно працювати пліч-о-пліч з людьми. Це вже не наукова фантастика, а реальність, яка відбувається прямо на наших очах.

Згідно з останнім звітом McKinsey & Company, світовий ринок промислових роботів досяг рекордних 16,5 мільярдів доларів США за новою вартістю встановлених роботів, при цьому на заводах по всьому світу працює понад 4,28 мільйона роботів.

Ця цифра не лише відображає сильне зростання галузі, але й сигналізує про нову еру, в якій роботи більше не є розкішним рішенням, доступним лише великим корпораціям.

Найбільша відмінність між сучасною хвилею роботів та попередніми поколіннями полягає у здатності «співпрацювати» з людьми.

Ці «колаборативні» роботи розроблені для роботи разом із працівниками, не для повної заміни людської праці, а для підтримки та підвищення продуктивності. Завдяки вдосконаленим датчикам та інтелектуальним системам керування вони можуть виявляти присутність людей та відповідно коригувати їхні рухи, забезпечуючи абсолютну безпеку.

Ринок колаборативних роботів переживає вражаючий бум. З 2,14 мільярда доларів у 2024 році очікується, що до 2030 року ринок досягне 11,64 мільярда доларів, що еквівалентно складеному річному темпу зростання (CAGR) до 31,6%.

Ця цифра відображає зростаючий попит з боку бізнесу на гнучкі та прості у розгортанні рішення для автоматизації.

Від пілотного до повномасштабного

Одна з найбільших проблем, з якими стикаються підприємства, полягає не у впровадженні пілотних роботів, а у масштабуванні застосунку.

Згідно з опитуванням McKinsey, близько 40% керівників заявили, що хоча їхні пілотні проекти з робототехніки були захопливими та викликали великий інтерес у виробництві, фактична бізнес-цінність була незрозумілою.

Ринок колаборативних роботів переживає вражаючий бум (Фото: Genedge).

Це не означає, що роботи неефективні, а радше те, що підхід є саме таким. Замість того, щоб розглядати роботів як інструмент для купівлі та використання, підприємствам потрібно подумати про створення загальних можливостей автоматизації. Це суттєвий зсув мислення від інвестування в обладнання до розвитку операційних можливостей.

«Велика різниця полягає в тому, що традиційна автоматизація — це універсальне рішення для однієї програми», — каже Уджвал Кумар з Teradyne Robotics. «Нове покоління роботів на базі штучного інтелекту має стандартні продукти, які обслуговують кілька застосувань. Ви можете розгортати їх у кількох програмах за допомогою програмного забезпечення та деяких комплексних відмінностей у інструментах».

Це означає, що замість 100 000 різних конфігурацій, як у попередніх технологіях, Universal Robots тепер потребує лише 6 конфігурацій для обслуговування 100 000 установок колаборативних роботів по всьому світу.

Це ключ до значного зниження загальної вартості володіння автоматизацією нового покоління.

Штучний інтелект – душа нового покоління роботів

Тенденція інтеграції штучного інтелекту в роботів посилюється. Використовуючи різні технології штучного інтелекту, роботи можуть виконувати різноманітні завдання ефективніше.

Аналітичний штучний інтелект дозволяє роботам обробляти та аналізувати великі обсяги даних, зібраних їхніми датчиками. Це допомагає керувати мінливістю та непередбачуваністю у відкритому повітрі, у виробництві з високим/низьким обсягом продукції та у громадських місцях.

Наприклад, роботи, оснащені системами комп'ютерного зору, аналізують минулі завдання, щоб виявити закономірності та оптимізувати свої операції для більшої точності та швидкості.

Системи комп'ютерного зору відіграють важливу роль у виробництві роботів (Фото: New Ocean).

Виробники роботів та чіпів останнім часом інвестують у розробку спеціалізованого обладнання та програмного забезпечення, що імітують реальні середовища. Цей фізичний штучний інтелект дозволяє роботам навчатися у віртуальних середовищах та діяти на основі досвіду, а не жорсткого програмування.

«Наше бачення полягає у створенні універсальних роботів, які можуть рухатися куди завгодно, куди можуть потрапити люди, розуміти та маніпулювати своїм оточенням у гармонії», – пояснює Марк Тірманн з Boston Dynamics.

І лише коли вони можуть виконувати всі три ці речі, у вас справді є багатоцільовий робот. Протягом останніх 30 років ми працювали над частиною «йти куди завгодно», і ми досить добре в цьому впоралися. Тепер наші роботи можуть дістатися майже куди завгодно, куди може дістатися людина».

Наступні дві проблеми, які вони намагаються вирішити, – це семантичне розуміння та маніпулювання. Саме на цьому вони витрачають більшу частину свого часу.

Це основні будівельні блоки для масштабного розвитку, який люди прогнозують для цих типів роботів.

Технологія, що змінює правила гри

Ще одним важливим проривом у галузі робототехніки є технологія цифрових двійників.

Цифрові двійники – це віртуальні репліки фізичних систем, які відображають свої реальні аналоги в режимі реального часу. Ці моделі використовують дані з датчиків і машин для імітації поведінки та продуктивності своїх фізичних аналогів.

Надаючи детальне цифрове представлення, цифрові двійники дозволяють здійснювати безперервний моніторинг, аналіз та оптимізацію систем, які вони відтворюють. Ця технологія особливо цінна для зменшення ризиків розгортання роботів.

Як коментує Уджвал Кумар: «Завдяки цифровому двійнику деякі ризики, про які ви говорите, зникають. Тепер ви можете розгорнути нову автоматизовану систему у віртуальному світі, протестувати її, вдосконалити, а потім з того ж цифрового двійника завантажити код у виробниче середовище».

Цифровий двійник — це віртуальна копія фізичних систем, яка відображає їхні реальні аналоги в режимі реального часу (Фото: Future).

Це дозволяє компаніям моделювати та оптимізувати виробничі системи за допомогою цифрового двійника, перш ніж здійснювати фактичні капіталовкладення. Компанії можуть очікувати повернення інвестицій протягом одного-трьох років та мінімізувати ризик інтеграції з існуючими ІТ- та ОТ-системами, що робить впровадження робототехніки більш плавним.

Однією з тенденцій у робототехніці, яка продовжуватиме розвиватися цього року та в подальшому, є розробка мобільного маніпулятора, широко відомого як MoMa.

Ці промислові роботи є результатом поєднання завдань, що виконуються роботизованими руками, таких як захоплення, підйом або переміщення об'єктів, зі здатністю роботів орієнтуватися в просторі.

MoMa складається з автономного мобільного робота (AMR), інтегрованого з робототехнічною рукою, оснащеною відповідними інструментами.

Мобільні роботи-маніпулятори можуть виконувати заздалегідь визначені виробничі завдання на обладнанні або отримувати компоненти з виробничої лінії чи складу. Ця гнучкість дозволяє автоматизувати транспортування матеріалів у будь-яке місце, що забезпечує новий рівень ефективності в управлінні виробництвом та складським господарством.

Така мобільність не лише розширює робочий діапазон роботів, але й дозволяє їм адаптуватися до змін у плануванні заводів та задовольняти потреби гнучкого, мобільного виробництва.

Замість того, щоб бути зафіксованим в одному місці, MoMa можна гнучко розгортати відповідно до потреб бізнесу, оптимізуючи використання ресурсів та підвищуючи загальну ефективність.

Однією з найбільших перешкод для впровадження робототехніки завжди були високі початкові інвестиційні витрати, особливо для малого та середнього бізнесу (Фото: ITG Technology).

Однією з найбільших перешкод для впровадження робототехніки завжди були високі початкові інвестиційні витрати, особливо для малого та середнього бізнесу.

Роботи як послуга (RaaS) змінюють це, дозволяючи компаніям розгортати роботів за моделлю передплати або оренди, замість того, щоб купувати їх одразу.

Модель RaaS пропонує кілька переваг, включаючи масштабованість, стійкість та гнучкість, що робить її ідеальним вибором для пошуково-рятувальних місій, моніторингу навколишнього середовища, виробництва, сільського господарства та дослідження космосу.

RaaS допомагає компаніям масштабувати місцеве виробництво без великих капітальних ризиків, фактично «дозволяючи виробникам, які виробляють поблизу дому, перемістити виробництво ближче до своїх споживчих ринків без шкоди для економічної ефективності».

Виклики та можливості попереду

Незважаючи на позитивні перспективи, галузь робототехніки все ще стикається зі значними викликами. Однією з найбільших перешкод є дефіцит кваліфікованої робочої сили.

Поточна робоча сила не має досвіду для розгортання та управління автономними роботами. Хоча це призвело до дефіциту робочої сили, одним із способів вирішення цієї проблеми є підвищення доступності роботів за допомогою цільових освітніх та навчальних програм, щоб надати працівникам необхідні навички.

Технологічний прогрес випереджає сучасні системи освіти та навчання. Працівники часто виявляються непідготовленими до роботи з сучасними роботизованими системами, від програмування до технічного обслуговування.

Цей дисбаланс уповільнює впровадження автоматизації та загострює дефіцит робочої сили, оскільки компанії намагаються знайти кваліфікований персонал.

Вирішення цієї проблеми вимагає оновлення освітніх програм, щоб включити передові технології робототехніки та автоматизації.

Галузеві партнерства можуть забезпечити практичне навчання та реальний досвід через стажування та навчання. Як зазначає Ані Келкар з McKinsey: «Коли ми опитали керівників щодо перешкод, 61% з них повідомили, що однією з головних перешкод було те, що навіть якщо вони знайшли хороший бізнес-план, у них просто не було внутрішньої можливості його реалізувати».

Поточним працівникам бракує досвіду для розгортання та управління автономними роботами (Фото: Mecalux).

Для успішного впровадження роботів підприємствам необхідно змінити свій підхід від зосередження на чистій ефективності до пріоритету гнучкості.

Уджвал Кумар радить керівникам переосмислити автоматизацію крізь призму гнучкості, а не лише ефективності. Традиційні інструменти автоматизації були створені для виробничих середовищ з великими обсягами виробництва та низькою варіабельністю. Але сучасний ринок вимагає гнучкості.

Соціальний та трудовий вплив

Поширеною проблемою щодо роботів є їхня здатність замінити людську працю. Однак реальність така, що роботи, особливо колаборативні роботи, в першу чергу призначені для доповнення людської праці, а не для її повної заміни.

«Йдеться не про заміну людей», – наголошує Ані Келкар. «Йдеться про те, щоб зробити роботу безпечнішою, гнучкішою та змістовнішою; це звільняє працівників, щоб вони могли зосередитися на завданнях з вищою цінністю. Існує багато повторюваних завдань, які не використовують повною мірою навички наших працівників».

Автоматизація цих завдань з одночасним інвестуванням у нарощування потенціалу допомагає оновити робочу силу та підготуватися до майбутнього операційної діяльності.

Фактично, за даними Deloitte Consulting, до 2025 року може з'явитися 2 мільйони нових робочих місць у виробництві. Це відображає тенденцію, коли роботи створюють більше нових робочих місць, ніж ліквідують, особливо в галузях інженерії, технічного обслуговування, програмування та системної експлуатації.

Проблеми з робочою силою, включаючи старіння населення та зниження інтересу до роботи на заводах, стимулюють впровадження роботів.

Наприклад, у Сполучених Штатах не вистачає 400 000 зварювальників, тоді як у Європі у 2020 році було повідомлено про понад 200 000 вакансій у будівництві.

Роботи усувають ці прогалини, виконуючи повторювані, трудомісткі завдання, що робить їх цінними активами як для малого, так і для великого бізнесу.

Нові технологічні перспективи в майбутньому

Технології робототехніки рухаються до нових проривів. Генеративний штучний інтелект інтегрується в роботів для створення більш інтелектуальної та адаптивної поведінки.

Ці проекти мають на меті створити «момент ChatGPT» для фізичного ШІ, коли роботи зможуть розуміти навколишнє середовище та взаємодіяти з ним так само природно, як і люди.

Передова сенсорна технологія робить роботів чутливішими до навколишнього середовища.

Біонічні сенсори розробляються для забезпечення сенсорних можливостей, таких же ніжних, як людська шкіра. Досягнення в технології захоплення використовують біологію для досягнення високої сили захоплення практично без споживання енергії.

Роєва робототехніка відкриває можливості для розгортання багатьох малих роботів, які працюють разом для виконання складних завдань.

Такий підхід пропонує кілька переваг, включаючи масштабованість, стійкість та гнучкість, що робить ройову робототехніку ідеальним вибором для пошуково-рятувальних місій, моніторингу навколишнього середовища, виробництва, сільського господарства та дослідження космосу.

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