Будущее автоматизации в производственном секторе уже наступило?

На производственных предприятиях будущего будет развернута чрезвычайно простая в использовании, безопасная, гибкая и доступная автоматизация, поддерживаемая искусственным интеллектом и стандартизированными программными и аппаратными интерфейсами. В некоторых ключевых аспектах преобразующие технологии, необходимые для того, чтобы все это произошло, уже существуют, движимые спросом внутри самого производственного сектора. Эти технологии позволяют заглянуть в будущее автоматизации производства.

Перспектива производства

Производственный сектор сталкивается с кризисом квалифицированной и неквалифицированной рабочей силы, который будет продолжаться еще долго. Согласно недавнему исследованию, проведенному Deloitte и Производственным институтом, к 2030 году из-за нехватки производственных навыков только в Соединенных Штатах может остаться неиспользованными до 2,1 млн рабочих мест, что обойдется национальной экономике в 1 триллион долларов США.

Эта модель повторяется во всем мире и способствует росту внедрения автоматизации. В отдельном отчете Deloitte Global Resilience Report за 2021 г. указано, что 57 % респондентов из числа производственных компаний уже использовали передовые технологии для изменения рабочих задач, включая автоматизацию ранее выполняемых вручную задач.

В то же время производители сталкиваются с растущим спросом на свою продукцию, обусловленным быстро развивающимся сектором электронной коммерции. И вдобавок ко всему этому меняются запросы клиентов. Существует заметная тенденция к еще большей настройке конечного продукта, что стимулирует спрос на гибкую автоматизацию, которую можно быстро и легко перепрограммировать и повторно развернуть. Связанная с этим тенденция к производству с большим ассортиментом/малообъемным производством уже наступила и будет расти в будущем.

В будущем производителям потребуется больше автоматизации. Это данность. Но, как мы увидим, им все больше будет нужна автоматизация со специфическими характеристиками; а именно автоматизация с высоким удобством использования, безопасностью, гибкостью, стандартизацией и доступностью.

Назад в будущее

Двадцать лет назад традиционная промышленная автоматизация была единственной игрой в городе, и только крупные компании были приглашены играть из-за связанных с этим затрат и сложности. Традиционная промышленная автоматизация лучше всего подходит для мелкосерийного/крупносерийного производства, требует дорогостоящих специалистов для программирования и занимает много места. Это также требует обширных защитных ограждений и ограждений для защиты людей.

Традиционная промышленная автоматизация остается крупнейшим сегментом мирового рынка промышленной робототехники. Но самым быстрорастущим сегментом рынка промышленных роботов являются коллаборативные роботы (или коботы), и здесь мы получаем важную информацию о том, в каком направлении движется автоматизация производства.

Появление коботов и легких промышленных роботов за последние 15 лет, характеризующееся простотой использования, низкими капиталовложениями, небольшой занимаемой площадью, гибкостью и безопасностью при работе с людьми, позволяет малым и средним компаниям (МСП) извлекать выгоду из автоматизации для первый раз. Он также продемонстрировал компаниям, занимающимся автоматизацией всех типов, важность предоставления своим клиентам решений, отличающихся высокой безопасностью, удобством использования и гибкостью.

Прежде чем мы углубимся в ключевые особенности будущей автоматизации производства, зададимся вопросом:«Насколько близки к будущему современные технологии?» по пути — обратите внимание, что коботы не являются решением всех проблем автоматизации производства, особенно когда требуются чрезвычайно высокие скорости и большие полезные нагрузки. И хотя популярность коботов быстро растет, они остаются нишевым сегментом рынка промышленной автоматизации.

Тем не менее, с точки зрения преодоления барьеров, связанных с доступностью, удобством использования, безопасностью и гибкостью, преобразующий эффект коботов ощущается во всех типах роботов и формирует будущий ландшафт автоматизации.

Безопасность

Современные технологии, такие как световые завесы и датчики приближения, позволяют производителям сделать почти любой тип автоматизированной ячейки безопасным для использования рядом с людьми (при условии оценки рисков). Это означает, что безопасность больше не является исключительной прерогативой коллаборативных роботов, поскольку она также включает в себя безопасное развертывание традиционных промышленных роботов. Когда дело доходит до безопасной работы, будущее уже наступило.

Удобство использования

Аналитики рынка и эксперты предсказывают бум приложений для роботов, но для этого нам нужно минимизировать время развертывания каждого приложения, упростив развертывание автоматизации.

Что касается программного обеспечения, это означает программное обеспечение с интуитивно понятным интерфейсом, которое может быть развернуто операторами с минимальной подготовкой, что позволяет сэкономить время и деньги на программировании и проектировании. Что касается аппаратного обеспечения, это означает возможность подключения по принципу plug-and-play и простоту взаимодействия между различными типами роботов и компонентов роботов. Это также означает защелкивающиеся концевые эффекторы и отказ от инструментов, которые крепятся на месте с помощью 60 маленьких винтов.

Все производители средств автоматизации думают об этих вещах, но среди доступных предложений есть много вариаций. Например, уже сейчас можно найти простые в использовании готовые компоненты автоматизации, которые можно использовать на самых разных типах промышленных роботов. Но такое предложение по принципу «одного окна» является скорее исключением, чем правилом.

В будущем эти функции станут правилом для всех предложений по автоматизации. И одним из ключевых катализаторов этого изменения будет растущая стандартизация как аппаратного, так и программного обеспечения.

Стандартизация

Зачем интеграторам тратить время на изобретение велосипеда с помощью индивидуальных решений, если они могут покупать стандартные продукты? Стандартизированная автоматизация обеспечивает широкое взаимодействие между компонентами, дешевле, чем проектирование систем с нуля, и позволяет интеграторам сосредоточиться на развертывании роботов и обеспечении работы приложений.

Сегодня все больше и больше интеграторов заключают пакетные сделки со стандартизированными продуктами. Это означает экономию средств для производственных заказчиков на установку и техническое обслуживание. По мере распространения стандартизации это также будет означать, что интегратор, который сегодня может установить пять проектов, вскоре сможет установить 50. Интегратор будет взимать меньшую плату за установку, снижая затраты и делая автоматизацию доступной для нуждающихся в деньгах МСП, а также позволяя интеграторам, чтобы заработать больше денег, чем это было возможно раньше.

Стандартизированные продукты доступны уже сегодня, и предпринимаются усилия по разработке стандартов программного и аппаратного обеспечения для робототехники, но отрасли еще предстоит пройти определенный путь для достижения чего-то вроде универсальной стандартизации.

Гибкость:меняющаяся роль интегратора

Гибкость — это много вещей, но, по сути, это набор инструментов, позволяющих убедиться, что ваше производство является экономичным, гибким и способным быстро перераспределять и изменять.

Будущее автоматизации производства означает гибкую автоматизацию, предназначенную для удовлетворения индивидуальных потребностей клиентов производственной компании. Это также означает гибкие, легко настраиваемые производственные установки и автоматизацию, которые легко программировать и легко (повторно) развертывать, сводя к минимуму время простоя и снижая затраты при смене производственного процесса.

Предоставление производителям возможности самим контролировать развертывание, включая большую часть обслуживания и программирования, расширяет возможности конечного пользователя. И автоматизация быстро движется в этом направлении. По мере расширения возможностей конечных пользователей за счет повышения удобства использования изменится и роль интеграторов. Интеграторы смогут больше и больше сосредоточиться на развертывании автоматизации, а не на разработке и программировании приложений.

Трудно программируемые, в основном одноцелевые, традиционные промышленные роботы остаются крупнейшим сегментом сегодняшнего рынка промышленной робототехники. Таким образом, несмотря на некоторые исключения, особенно в сегментах быстрорастущих коботов и легких промышленных роботов, отрасли есть куда стремиться, когда дело доходит до обеспечения необходимой производителям гибкости.

Однако в будущем, когда все больше компаний будут использовать гибкость в разработке своих роботов и компонентов роботов, производители, конечно же, смогут (повторно) развертывать автоматизацию быстро и легко.

Развитие интеллекта

Ожидайте увидеть больше функций искусственного интеллекта (ИИ), встроенных во всю производственную линию, в том числе в каждый робот и исполнительный орган. ИИ – это важнейший инструмент сбора и анализа данных, поддерживающий Индустрию 4.0.

ИИ уже можно использовать для предоставления возможностей удаленного мониторинга, обеспечивая прозрачность проблем, возникающих, когда по какой-либо причине ваш робот не работает или не работает на уровне эффективности, необходимом для вашего приложения. В будущем эта прозрачность станет стандартным компонентом каждой установки. Ожидайте, например, что приложения для удаленного мониторинга с поддержкой ИИ станут стандартом в течение следующих нескольких лет, наряду с массовым ростом приложений для удаленного обслуживания и проверки на основе ИИ с поддержкой ИИ.

Со временем программирование будет выполняться платформами ИИ, построенными поверх универсального программного интерфейса, используемого во всех роботах.

Автоматизация как услуга

По мере развития бизнес-модели «как услуга», основанной на предложениях «роботы как услуга» и «приборы как услуга», которые мы видим сегодня, мы можем рассчитывать на возможность использования простых, подобных Uber приложения для смартфонов для заказа технологий, необходимых для автоматизации конкретных частей производственного процесса. Например, возможность платить за автоматизацию по ставке за произведенную деталь устраняет первоначальные капитальные вложения, позволяет более эффективно управлять затратами и устраняет еще один барьер для внедрения автоматизации. В ближайшие годы ожидается значительный рост числа предложений «как услуга» — тенденция, которая еще больше расширит возможности малых и средних предприятий по внедрению решений по автоматизации.

Будущее автоматизации в производственном секторе уже наступило? Да и нет. Мы мельком видим это в появлении коботов, легких промышленных роботов-манипуляторов, а также в некоторых предложениях по концевым рабочим органам и инструментальным средствам на конце манипулятора. В других отношениях со стороны сектора автоматизации потребуются значительные усилия, чтобы воплотить обещания будущей автоматизации в реальность, особенно в отношении усилий по стандартизации. Одно можно сказать наверняка:синергия между производственным сектором и сектором автоматизации будет усиливаться, что приведет к развитию технологий последнего и повышению производительности и увеличению прибыли первого.

Эта статья была написана Кристианом Халгардом, генеральным директором американского подразделения OnRobot, Ирвинг, Техас. Для получения дополнительной информации посетите здесь .