Робототехника: круглый стол экспертов по тенденциям автоматизации

По мере того как производственные объекты становятся более автоматизированными, роботы играют всё большую роль. И хотя коллаборативные роботы и другие роботизированные системы могут помогать человеческим работникам, остается много открытых вопросов о стоимости, безопасности и других факторах. Motion Design адресовал некоторые из этих вопросов панели лидеров индустрии робототехники.

Участники круглого стола

В экспертную панель вошли: доктор Фрэнк Мельцер, технический директор Festo SE; Скотт Саммервилл, президент и CEO Mitsubishi Electric Automation; Марк Сейди, вице-президент по маркетингу Omron Automation Americas; Энрико Крог Иверсен, CEO OnRobot; и Джим Лоутон, вице-президент по управлению продуктами и маркетингу Universal Robots.

Коллаборативные роботы: улучшения и барьеры

Motion Design: Коллаборативные роботы изначально разрабатывались для помощи рабочим в сборочных задачах; сегодня у них гораздо больше применений. Хотя многие видят в коботах благодетельных помощников людей, они несут в себе инherentные опасности. Как коботы были улучшены и какие аспекты все еще препятствуют раскрытию их полного потенциала?

Доктор Фрэнк Мельцер: Коллаборативные роботы изначально разрабатывались для помощи рабочим в сборочных задачах; сегодня у них гораздо больше применений. Функции вроде безопасного ограничения скорости, ограничения силы и возможности определения безопасных рабочих зон поставляются почти с каждым коботом сегодня. ISO/TS 15066 и необходимость специфицировать каждое отдельное приложение с точки зрения безопасности являются ограничивающими факторами на данный момент в плане барьеров для более широкого внедрения коботов.

Джим Лоутон: Коботы не только для сборочных задач и доказали себя в широком спектре приложений. Традиционные роботы имеют большой габарит. В отличие от них, коботы — низкобюджетные, легко внедряемые, компактные и безопасные для работы в непосредственной близости к людям. Для того чтобы машина была inherently безопасной, значит, что нет риска травмы во всех ситуациях. Это не существует. Даже крошечный робот с очень малой грузоподъемностью может держать шприц с смертельным ядом или вирусом, представляя риск вреда человеку из-за приложения, но не робота. Только приложение кобота может быть оценено как безопасное или нет.

Энрико Крог Иверсен: Коллаборативные роботы улучшаются феноменальными темпами, грузоподъемность выросла, повторяемость улучшилась, и возникла огромная экосистема сторонних разработчиков компонентов и инструментов для коботов. Все эти улучшения, включая способность обрабатывать большие полезные нагрузки, достигнуты без жертвования функциями безопасности, позволяющими развертывать коботов в непосредственной близости к людям.

Скотт Саммервилл: Как и все роботы, коботы прошли улучшения и уточнения с момента внедрения. Барьеры для внедрения коботов могут включать их скорость работы и повторяемость. Коботы должны двигаться на пониженной скорости в непосредственной близости к людям, и повторяемость многих коботов tends to be меньше, чем у стандартных промышленных роботов, что также ограничивает их возможное использование. Системы с коботами часто проектируются неопытными пользователями роботов. Многие неудачные внедрения коботов вызваны не ограничениями самого кобота, а неопытностью системного архитектора.

Марк Сейди: Коллаборативные роботы сейчас предлагают безопасность в отношении силы и скорости робóticoруки, позволяя людям работать в гармонии с машинами в непосредственной близости. Существуют возможности для коботов понять безопасность, требуемую для задачи, которую выполняет рука, и инструментов, которые она использует. Области для улучшения включают сертифицированные по безопасности концевики инструментов, такие как захватные механизмы.

Влияние Промышленного интернета вещей (IIoT)

Motion Design: Как Промышленный интернет вещей (IIoT) повлиял на то, насколько «умными» могут быть роботы, и как они соединяются друг с другом и с операторами?

Сэммервилл: Роботы всегда могли общаться друг с другом, с операторами и внешними устройствами, поэтому эта связность не нова. IIoT позволяет этому общению быть быстрее и легче в настройке; однако большинство производителей не хотят, чтобы их данные передавались через Интернет. Если определение IIoT больше касается данных, то хост-системы внутри завода теперь программируются для использования этих данных для принятия осмысленных решений и оповещения операторов о потенциальных проблемах до того, как производство будет затронуто. Эта потребность позволила производителям роботов оправдать затраты, связанные с разработкой дополнительной аналитики данных для приложений, таких как предупредительное обслуживание.

Сейди: IIoT позволил роботам расширить основную ценность, которую они приносят в гибкую автоматизацию. Умные роботы могут интегрироваться с системами цеха и корпоративными IT-системами, а также с изменениями заказов на автоматизацию, изменениями продуктов, инструментов и конфигураций продукции. Интегрированное робототехническое зрение также расширило эту способность, делая робота умнее для целей поддержания точного расположения машин, инструментов и деталей, поскольку они могут перемещаться от задания к заданию.

Мельцер: Подключенные роботы, пожалуй, наиболее релевантное развитие для преодоления ограничений, накладываемых спецификациями ISO/TS 15066. Подключенные носимые устройства, например, могут помочь обмениваться информацией между коботами и операторами; носимые устройства могут обнаруживать намерение следующего движения оператора более удобно и, возможно, точно или даже точнее, чем любая внешняя лазерная сканерная или камерная система.

Лоутон: IIoT приносит беспрецедентные уровни детализации в развертывания автоматизации, позволяя пользователям получать детальную информацию о производительности их роботов. Например, удаленные мониторные периферийные устройства позволяют отслеживать и программировать коботов удаленно, что особенно ценно учитывая появление COVID-19 и волну директив работы из дома, правил социального дистанцирования и проблем с прогулами, последовавших за этим.

Доступность для малых и средних производителей

Motion Design: Достигла ли стоимость точки, где робототехника может использоваться большим количеством малых и средних производителей?

Мельцер: Традиционная робототехника поддерживалась в основном автомобильной промышленностью, поэтому производительность этих устройств адаптировалась к потребностям транспортных производителей. Представляя более компактные и легкие роботизированные решения, проектировщики поняли, что коботы могут использоваться для миллионов сборочных задач, сейчас выполняемых людьми. Продажи коботов для сборки снизили стоимость этих роботов до уровня, где малые и средние производители начали их применять. Помимо снижения стоимости, простота использования стимулирует внедрение коботов в малых и средних компаниях.

Сейди: Стоимость абсолютно достигла точки, где малые и средние компании могут и должны инвестировать. В прошлом типичная ячейка высокоскоростной роботизированной автоматизации могла легко стоить в шестизначных диапазонах и выше. Сейчас коллаборативные роботизированные ячейки автоматизации обычно стоят существенно меньше, предлагая отличную окупаемость инвестиций для пользователя. Коллаборативные мобильные роботы могут перемещаться к разным приложениям и заданиям по мере необходимости внутри завода, добавляя ценность в гибком производстве.

Сэммервилл: Да, стоимость покупки робота снизилась по мере роста возможностей роботов и объемов выпуска. Это положительно сказывается на расчетах ROI. Роботы также более долговечны, чем в любой момент в прошлом, что еще больше позитивно влияет на ROI. Коботы обычно имеют иконно-ориентированные среды программирования, которые очень легко понять новым пользователям, что приводит к более коротким временам сборки и быстрой перепрограммировке, если кобот перемещается в другую зону производственного процесса. Также требуется меньше оборудования безопасности с коботами, снижая стоимость и сложность рабочей ячейки (ограждения, световые шторки и подобные устройства).

Лоутон: Помимо низкой стоимости входа, коллаборативные роботы легко программируются даже людьми с малым или нулевым опытом в робототехнике. Это еще больше снижает затраты на внедрение коботов, поскольку устраняет необходимость привлекать экспертов по роботам каждый раз, когда нужно перепрограммировать кобот.

Иверсен: Никогда не было так легко для малых и средних производителей внедрять автоматизацию быстро и дешево. Недавний отчет Международной федерации робототехники показал, что установки коботов выросли на 11% в 2019 году. Мы считаем, что низкая стоимость входа и простота использования — два фактора, движущие этот удивительный рост.

Универсальная связность концевиков

Motion Design: Было несколько достижений в концевиках, обеспечивающих роботам большую ловкость и гибкость; однако многие захватывающие и хватающие инструменты все еще не имеют универсальной связности. Что нужно сделать, чтобы любой концевик мог подключиться к любому роботу?

Иверсен: Обеспечение того, что «любой концевик может подключиться к любому роботу» — большая просьба, особенно учитывая, что новые роботы и концевики выходят на рынок каждый год, некоторые из которых неизбежно будут заперты в проприетарном ПО, железе и коммуникационных интерфейсах.

Сейди: Как и в других продуктах автоматизации, технология концевиков должна развиться для поддержки сетей автоматизации и предоставления файла для загрузки в контроллер робота для универсальных интерфейсных управлений. Сегодня многие продукты концевиков имеют пользовательские драйверы и программную интеграцию в конкретные роботы. У них есть специальные преимущества, которые мы не хотим терять в погоне за универсальной связностью.

Мельцер: Дальнейший успех коботов зависит в первую очередь от гибкости концевиков инструментов (EOAT); это должно быть приоритетом национальных и международных комитетов по стандартизации. Нет сомнений: движение к стандартизированному интерфейсу EOAT — соблазнительная перспектива. Но универсальный интерфейс должен учитывать больше нескольких функций захвата. Именно эта сложность делает стандартизацию амбициозной и трудной целью для достижения.

Сэммервилл: Отсутствие общих механических и контрольных интерфейсов всегда сдерживало внедрение роботов и увеличивало стоимость общих решений. Я не вижу, чтобы производители роботов согласились на общий набор интерфейсов в ближайшее время; однако производители роботов очевидно заинтересованы в том, чтобы как можно больше компаний по механическим интерфейсам адаптировали продукты к их роботам. Это, вероятно, будет путем на предвидения будущего в вопросах совместимости.

Лоутон: Из-за огромного разнообразия роботов, концевиков и различных аппаратных и программных интерфейсов, используемых разными брендами, маловероятно, что мы когда-либо будем иметь ситуацию, где «любой концевик может подключиться к любому роботу», по крайней мере, в краткосрочной перспективе.

Автономные мобильные роботы (AMR) в пост-COVID мире

Motion Design: С COVID-19 автономные мобильные роботы (AMR) стали полезны в больничных условиях и для доставки еды, предоставляя способ транспортировки предметов с соблюдением социальной дистанции. Какие еще применения вы видите для мобильных роботов в ближайшем будущем?

Сейди: Вдохновляюще видеть творческие решения, которые требует пост-COVID среда. Возможности бесконечны для будущих приложений и объединения автономной мобильной технологии с коллаборативными роботами еще больше увеличивает потенциал во многих рыночных сегментах, включая производство, безопасность, гостеприимство, логистику и коммерческие приложения.

Сэммервилл: По мере роста возможностей AMR, системы, интегрирующие роботов и AMR, медленно становятся более рентабельными и легкими во внедрении. Использование стационарных роботов также увеличилось из-за пандемии, специально для социального дистанцирования рабочих, сборщиков, упаковщиков и контролеров на производственных объектах, особенно в пищевой промышленности, а также в электронике, медицинских приборах и общем производстве.

Мельцер: Сервисная робототехника определенно сфера, где опыт пандемии стимулировал осознание того, что новые возможности коботов нужны и будут приветствоваться рядом приложений. Персональный уход, внутрилогстика и складское хозяйство заметны своей потребностью в AMR.

Лоутон: COVID-19 создал всплеск интереса к автоматизации в целом, но это особенно верно для коллаборативных роботов и мобильных роботизированных платформ. Когда эти платформы объединяются для создания мобильного кобота, потенциальные применения обеих технологий растут экспоненциально. Мы видели мобильные коботов, развернутых для дезинфекции в больницах и даже для тестирования на COVID-19.

Для дополнительной информации

Festo 

Mitsubishi Electric Automation 

Omron Automation Americas 

OnRobot 

Universal Robots