Продвинутая робототехника 101

Manufacturing Global подробно рассказывает о применении передовой робототехники в обрабатывающей промышленности.

По сравнению с их аналогами — обычной робототехникой — возможности «продвинутой робототехники» обеспечивают производителям «превосходное восприятие, интегрируемость, адаптируемость и мобильность». Эти усовершенствования обеспечивают более быструю настройку, ввод в эксплуатацию и реконфигурацию, а также более эффективную и стабильную работу», — поясняет BCG.

Таким образом, производители, реализующие стратегии «фабрики будущего» и «индустрии 4.0», внедряют передовую робототехнику как неотъемлемую часть передовой автоматизации. Те, кто использует передовую робототехнику, получают выгоду от усовершенствованных заводских структур и процессов, повышения производительности и гибкости на заводе и в цепочке поставок. «Анализ показал, что использование передовых роботов может снизить затраты на конверсию до 15 %, а сочетание передовой робототехники с другими технологиями, усовершенствованием процессов и структурными изменениями может дать экономию до 40 %», — отмечает BCG.

Что же делает робототехнику «передовой»?

BCG определяет расширенную автоматизацию как «децентрализованный интеллект, который позволяет устройствам и оборудованию принимать решения и выполнять действия автономно, без вмешательства человека». BCG добавляет, что технология состоит из четырех основных элементов: 

1. Целостные модели данных (цифровые двойники) :обеспечение цифрового представления продуктов и производственной системы. «Производственное оборудование (например, передовые роботы) может получить доступ к моделям, например, для планирования требуемого пути на лету».

2. Первичная облачная инфраструктура: перенести вычислительную мощность и хранилище на границы производственной сети, объединив ИТ и операционные технологии. «Это позволяет производителям собирать данные и передавать их в облачные сервисы для обработки. Кроме того, он позволяет процессам в цеху автономно приспосабливаться к изменениям окружающей среды».
3. Технологии обработки данных: для преобразования данных различного размера, типа и скорости в значимую информацию. «Последние достижения в области технологий обработки данных позволяют производителям постоянно оптимизировать процессы (например, планирование пути)».
4. Система управления рабочим процессом: для синхронизации всех задач, выполняемых людьми или оборудованием. «Для эффективного управления всем рабочим процессом требуется цифровое соединение или интеграция как машин, так и людей. Конфигурации систем управления рабочими процессами, скорее всего, превратятся из централизованных архитектур в децентрализованные».

Почему производители должны внедрить передовую робототехнику?

При текущей рыночной стоимости передовой робототехники в производстве в размере 16,6 млрд долларов США в 2020 году, которая, как ожидается, вырастет еще на 2 млрд долларов США до 18,6 млрд долларов США в 2021 году, становится ясно, что цифровизация операций обеспечивает ценность для мировых производителей.

Некоторые из многих преимуществ, которые можно получить от внедрения передовой робототехники в производство, включают:

• Восприятие: по сравнению с обычной робототехникой, передовые роботы используют обработку естественного языка, компьютерное зрение и датчики для повышения автономности, ловкости и точности. В результате продвинутая робототехника может выполнять более сложные задачи.
• Интегрируемость: Благодаря сервисно-ориентированной архитектуре, улучшенным возможностям подключения, доступу к целостным моделям данных, а также улучшениям интерфейса и программирования продвинутая робототехника быстрее настраивается и требует меньше времени для обучения выполнению задач.
• Адаптируемость: расширенная обработка данных и облачные сервисы позволяют продвинутым роботам учиться и автономно адаптироваться к среде для улучшения рабочего процесса.
• Мобильность: Используя машинное обучение и компьютерное зрение, продвинутая робототехника способна самостоятельно управлять окружающей средой.
• Эффективность: Дополняя передовую робототехнику сложными задачами, гибкая автоматизация может помочь сократить дорогостоящее время переналадки и повысить эффективность.
• Производительность: Подобно эффективности, с повышенной гибкостью и возможностями решения проблем в реальном времени передовая робототехника может повысить производительность.
• Безопасность: Используя усовершенствованные датчики и связь с малой задержкой, безопасность значительно повышается благодаря усовершенствованной робототехнике благодаря лучшему пониманию окружающей среды и способности адаптироваться и реагировать на события.
• Качество: Благодаря совместному использованию данных в сети усовершенствованная робототехника сокращает разрозненность, упрощая выявление проблем с качеством и отслеживание основных причин.
• Ловкость: независимо адаптируясь, передовая робототехника позволяет выполнять производственные операции более гибко без длительной подготовки.

Преодоление проблем с усыновлением

«С моей точки зрения, коммуникация является здесь ключевой проблемой — как в цехе, так и между цехом и различными ИТ-системами. В цеху подключение должно быть, с одной стороны, достаточно гибким, чтобы соответствовать гибкости роботов, но, с другой стороны, оно должно быть достаточно стабильным и безопасным, чтобы поддерживать сценарии промышленного использования. В будущем роботы будут извлекать данные непосредственно из множества различных систем данных для выполнения своих задач; это предъявляет новые требования к ИТ-безопасности, чтобы гарантировать, что подключение не будет открыто для новых угроз.

«Беспроводное подключение — это ключ к коммуникации в цеху, обеспечивающий необходимую гибкость, и я вижу, что 5G обеспечивает идеальное сочетание гибкости, стабильности и безопасности. Что касается части ИТ-безопасности, я думаю, что важно не пытаться расширить существующую офисную сеть до фабрики, а построить отдельную сеть, оптимизированную для условий и потребностей фабрики», — сказал Себастьян Эльмгрен, менеджер портфолио для Умное производство в Ericsson.

Ценность передовой робототехники и роль, которую она играет в подключенной фабрике будущего

Поскольку большинство производителей признают важную роль передовой робототехники на заводе будущего, ожидается, что многие типы функций, включая многоскоростное использование, мобильные приложения и комплектацию роботов, будут становиться все более важными. По данным BCG, «приблизительно 70 % респондентов считают эти функции очень важными для их будущего производства».

Производители считают, что усовершенствованная робототехника, способная трансформировать фабричные процессы, станет необходимым инструментом для решения растущих сложностей в отрасли. «Усовершенствованная робототехника придаст гибкость автоматизированным процессам, а также позволит автоматизировать то, что раньше нельзя было автоматизировать, открывая возможности для массовой настройки продуктов», — говорит Себастьян Элмгрен, портфельный менеджер по интеллектуальному производству в Ericsson.

Добавляя к своим комментариям, Элмгрен говорит:«Я вижу, что передовая робототехника откроет [в будущем] больше типовых заводов. Используя весь потенциал передовой робототехники, фабрика может производить почти любой продукт. Это устранит необходимость в фабриках по производству конкретных продуктов, переместив производство ближе к клиентам, сократив логистические цепочки. Это также снизит планку для новых компаний, чтобы начать производить свою продукцию, что позволит покупать продукцию как услугу, а не [делать] крупные инвестиции в специализированные средства производства».

Поскольку 52 % производителей ожидают, что передовая робототехника «станет одним из важнейших факторов повышения производительности к 2025 году», в настоящее время эта технология в основном используется в производстве, логистике, качестве и обслуживании. . «70 % [производителей] ожидают, что к 2025 году передовая робототехника станет очень важным фактором повышения производительности в производстве и логистике. Участники также ожидают значительного повышения производительности в плане качества и технического обслуживания», — говорится в сообщении BCG.

Передовые методы внедрения робототехники в будущем

Когда дело доходит до внедрения передовой робототехники в организации, BCG поясняет, что это «не ограничивается капиталовложениями», внедрение передовой робототехники влияет на многие аспекты бизнес-модели производственной компании.

«Чтобы учесть весь спектр решений, компания должна разработать целостную целевую картину завода будущего. Это видение должно охватывать внедрение нескольких технологий автоматизации, включая передовую робототехнику», — комментирует BCG.

Чтобы привести к успешному внедрению такой технологии, производителям необходимо не только определить количество, размеры партий, варианты продукции, схему и процессы завода, но и принять во внимание бизнес-контекст и последствия внедрения такой технологии, создав четкую и целостную реализацию. дорожная карта.

Производители также должны стремиться развивать организационные компетенции и разрабатывать архитектуру системы, а также тестировать и совместно работать над пилотными проектами, чтобы быстро масштабировать успешные решения на экспериментальной стадии.

Разрушители мифов:три главных заблуждения о продвинутой робототехнике 

(Себастьян Элмгрен, портфельный менеджер по интеллектуальному производству в Ericsson)

1. Добавление передовой робототехники к моим существующим процессам даст мне все преимущества.

Нет, вам нужно найти новые способы работы, чтобы использовать все преимущества.

2. Речь идет только о роботах.

Нет, вам нужно подумать обо всей системе.

3. Это что-то на будущее.

Нет, технология уже сегодня, чтобы начать ее использовать, и вам не нужно ждать.