Robotyzacja i automatyzacja w przemyśle
Coraz więcej firm stawia na robotyzację i automatyzację procesów przemysłowych. Ten trend wynika nie tylko z postępu technologicznego, ale także z chęci zwiększenia wydajności i konkurencyjności na rynku. Wraz z rozwojem robotyki i sztucznej inteligencji, coraz bardziej skomplikowane procesy przemysłowe mogą być przeprowadzane przez maszyny, co pozwala na oszczędność czasu i kosztów, a także zwiększenie jakości produkcji. W artykule zostaną przedstawione najważniejsze korzyści wynikające z zastosowania robotyzacji i automatyzacji w przemyśle. Robotyzacja i automatyzacja w przemyśle to procesy, które pozwalają na wsparcie a niekiedy zastąpienie pracy ludzkiej przez maszyny i roboty. Ich wprowadzenie często budzi kontrowersje, zawłaszcza w kontekście rynku pracy. Jak pokazują jednak największe przemysłowe rewolucje, zawsze za dużymi zmianami w sposobie wykonywania pracy, szedł duży wzrost zatrudnienia. Zmieniał się jednak profil poszukiwanych osób. W tym przypadku, przechodzimy z pracy fizycznej na pracę bardziej umysłową, gdzie do obsługi maszyn trzeba posiąść wiedzę specjalistyczną z dziedziny programowania maszyn pod konkretne zadania. Zmiany rynku procy to tylko jeden element, a właściwie efekt przeprowadzanych zmian. Automatyzacja przemysłowa, zwłaszcza w kontekście przemysłu 4.0, niesie za sobą wiele innych korzyści, które przedstawimy poniżej.
Automatyzacja i robotyzacja, w we wszystkich dziedzinach wpływ na zwiększenie wydajności i redukcję kosztów produkcji poprzez minimalizację czasu przestojów maszyn oraz zmniejszenie ilości błędów produkcyjnych. Aby zwiększyć wydajność i redukować koszty produkcji poprzez minimalizację czasu przestojów maszyn oraz zmniejszenie ilości błędów produkcyjnych, można zastosować kilka strategii. Może to być na przykład analiza przyczyn przestojów maszyn. Pierwszym krokiem zawsze powinno być przeprowadzenie szczegółowej analizy przyczyn przestojów maszyn, co może pomóc w zidentyfikowaniu problemów, takich jak usterki mechaniczne, brak materiałów lub problemy zasilania, które powodują przerwę w pracy. Następnie można opracować plan naprawczy, który pozwoli szybko wyeliminować powstałą przyczynę.
Niezwykle kluczowe jest także planowanie produkcji. Choć jest to jedno z najistotniejszych zadań w całym procesie, wciąż wiele firm boryka się z problemem niewłaściwego planowania. Wynika to często z braku właściwego personelu. Nieumiejętne zaplanowanie takiej strategii powoduje dużą ilość zakolejkowanych zleceń, nieumiejętne wykorzystanie zasobów jakimi dysponujemy (w tym czas pracy maszyn). Opracowanie szczegółowego planu produkcji, który uwzględnia czas przestojów maszyn i minimalizuje koszty materiałów, może pomóc w zwiększeniu wydajności produkcji. Dzięki temu można zminimalizować powstały czas bezczynności maszyn i zagwarantować, że procesy produkcyjne są zoptymalizowane. Regularne przeglądy i konserwacja maszyn mogą pomóc w zapobieganiu awariom i przestojom, co z kolei pozwoli zminimalizować koszty produkcji. Warto zaplanować przeglądy i konserwacje regularnie, aby zapobiec awariom oraz umiejętnie wpleść je w strategię (plan) produkcji.
Monitorowanie jakości produkcji pozwoli na szybkie wykrycie błędów produkcyjnych i ich eliminację. Dzięki temu można zminimalizować ilość odpadów i uniknąć kosztów powiązanych z produkcją wadliwych produktów. Wycofywanie z rynku dużych partii produktu, serwisy gwarancyjne, wymiana gwarancyjna na sprawne egzemplarze, to wszystko procesy niezwykle kosztowne. Już w dawno temu wiedzieli o tym inżynierowie Toyoty, którzy stworzyli tak bardzo znany dziś system TPS. Koncepcja produkcji Toyoty opiera się na filozofii Lean Management, która skupia się na eliminowaniu marnotrawstwa, zwiększaniu efektywności i poprawie jakości produktów poprzez ciągłe doskonalenie procesów. Co jednak najważniejsze, sposób produkcji urządzeń toyoty (oraz ich podwykonawców) zakłada zero strat na każdym etapie produkcji. Trzeba przyznać, że zero, to bardzo rygorystyczne podejście do sprawy, ale to właśnie brak jakichkolwiek kompromisów w tej materii pozwolił Toyocie na długie lata wskoczyć na fotel lidera w klasyfikacji niezawodności.
Abyśmy jednak w naszym zakładzie mogli pozwolić sobie na tak wygórowane wymagania jak zero strat, musimy stworzyć do tego odpowiednie środowisko naszym pracownikom. Jedynymi, którzy są w stanie działać w takim trybie, są Ci dobrze przeszkoleni i posiadający wiedzę na temat procesów produkcyjnych oraz obsługi maszyn. Będą oni lepiej przygotowani do rozwiązywania problemów i reagowania na bieżąco. Warto więc zadbać o regularne douczanie naszego personelu i to na każdym szczeblu. Kultowym w ostatnich latach stało się wysyłanie szczebla zarządczego (zwłaszcza nowo zatrudnianych) na krótkie (około jedno -, dwutygodniowe) okresy, do pracy na stanowiskach produkcyjnych, magazynowych, logistycznych. Dzięki takiemu podejściu „góra” dokładnie wie jak przebiegają procesy produkcyjne, z jakimi wiążą się ryzykiem i jakie problemy napotykają pracownicy, pozwala zmniejszyć dystans pomiędzy grupami i zintegrować cały sztab pracowników, sprawia także, że kierownictwo i dyrektorzy chętniej słuchają pracowników szczebla produkcyjnego.
Zastosowanie automatyzacji i robotyzacji wpływa nie tylko na poprawę wydajności i redukcję kosztów. Oczywiście są to aspekty kluczowe, bo przekładają się bezpośrednio oraz na czynniki ekonomiczne przedsiębiorstwa. Mogą pomóc również w poprawie jakości produktów, które oferujemy, dzięki zastosowaniu precyzyjnych narzędzi i technologii. Dobra wysokiej jakości wpływają na pozytywny wizerunek firmy, co bezpośrednio przekłada się na procesy sprzedażowe i marketingowe. Aby poprawiać jakość naszych produktów musimy stosować możliwie precyzyjne narzędzia. Urządzenia pomiarowe, takie jak mikrometry, czujniki, urządzenia wizyjne lub laserowe (WTPS) mogą pomóc w dokładnym pomiarze i kontroli wymiarów produktów, co z kolei pozwoli na lepszą kontrolę jakości. Zastosowanie nowoczesnych technologii takich jak technologie CAD/CAM, drukowanie 3D lub technologie CNC i rozwijająca się z nim gałąź bezprzewodowego pozycjonowania narzędzi w przestrzeni, mogą zapewnić większą dokładność w produkcji i zmniejszyć ryzyko popełnienia błędów podczas procesu produkcyjnego. Pamiętaj, że poprawianie jakości, to nie jednorazowy strzał. To nieustający proces i dążenie do doskonałości. Aby moc zbliżyć się do tej magicznej granicy należy przeprowadzać regularne przeglądy procesów produkcyjnych. Tylko w taki sposób zidentyfikujemy problemy na wczesnym etapie produkcji i będziemy w stanie wyeliminować błędy i wady naszych rozwiązań.
Automatyzacja i robotyzacja to także korzystanie z rozwiązań energooszczędnych. Obecnie stosowane maszyny często wyposażone są w systemy precyzyjnego dobierania (poboru) mocy jakiej potrzebują do wykonywania konkretnych czynności. Nawet wielofunkcyjne narzędzia, przystosowane do wielu różnych zadań, automatycznie zmieniają pobór energii elektrycznej. W kontekście sale rosnących cen energii, powierzchni produkcyjnych, surowców, materiałów i innych zasobów jest to czynnik, który znacząco może wpływać na optymalizację procesów produkcyjnych oraz ich opłacalność. Aby optymalizować zużycie energii i surowców poprzez ich precyzyjne dozowanie i kontrolę, można zastosować kilka strategii.
Zaawansowane systemy dozowania, takie jak systemy wagowe, mogą pomóc w precyzyjnym dozowaniu surowców, co z kolei pozwoli na uniknięcie marnotrawstwa i zmniejszenie kosztów produkcji. Dzięki temu można zminimalizować ilość odpadów i uniknąć problemów związanych z nadmiernym zużyciem surowców.
Monitorowanie zużycia energii i surowców może pomóc w identyfikowaniu obszarów, w których można zminimalizować zużycie surowców i energii. Dzięki temu można opracować strategię optymalizacji, która pozwoli na zmniejszenie kosztów produkcji.
Używanie energooszczędnych technologii, takich jak systemy LED, ograniczenie strat ciepła i zastosowanie systemów odzyskiwania ciepła, może pomóc w zmniejszeniu zużycia energii i zmniejszeniu kosztów produkcji. Warto zainwestować w technologie, które pozwolą na optymalizację zużycia energii i surowców, co z kolei pozwoli na oszczędność kosztów i zwiększenie zysków.
Nie bez znaczenia pozostaje wpływ zaawansowanych technologicznie maszyn na poprawę bezpieczeństwa pracy. Choć oczywiście najważniejsze jest wyeliminowanie zagrożenia dla naszych podopiecznych, nie wolno zapominać, że wypadki w pracy to często długie, stresujące i kosztowne procesy walki z ubezpieczycielami, a niekiedy nawet procesy sądowe. Stworzenie przestrzeni przyjaznej pracownikom, bezpiecznej, w której czują się pewnie sprawia, że popełniają mniej błędów. Zastosowanie robotów i urządzeń kontrolnych może znacznie poprawić bezpieczeństwo pracy w przemyśle. Oto kilka sposobów, w jaki roboty i urządzenia bezpieczeństwa mogą przyczynić się do poprawy bezpieczeństwa pracy.
Roboty do zadań niebezpiecznych - Roboty są idealne do wykonywania zadań, które są niebezpieczne dla ludzi, takich jak ciągła praca z chemikaliami, ciężkimi narzędziami czy w trudnych warunkach. Dzięki zastosowaniu robotów, pracownicy mogą uniknąć ryzyka urazu lub choroby. Tu należy wspomnieć również o przypadkach chorób spowodowanych na skutek pracy (np. wieloletniej pracy z substancjami niebezpiecznymi), które ujawniają się nawet wiele lat po zakończeniu pracy, pozostawiając trwały ślad na zdrowiu pracownika.
Systemy bezpieczeństwa, takie jak precyzyjne czujniki, mogą pomóc w identyfikacji potencjalnych zagrożeń i wykrywaniu niebezpiecznych sytuacji. Takie systemy często działają wraz z robotami, aby zapewnić maksymalne bezpieczeństwo dla pracowników. Najpopularniejsze to oczywiście te przeciwpożarowe, ale coraz częściej stosowane są systemy przeciw porażeniom prądem, wykrywające potencjalne zalanie, wyciek niebezpiecznych cieczy, zwiększone ciśnienie. Roboty są wyposażone w specjalne czujki do monitorowania i diagnozowania systemów produkcyjnych, co pozwala na wykrycie potencjalnych problemów i odcięcie źródeł dopływu (energii, wody, gazu, cieszy, chemikaliów) zanim zanim staną się one zagrożeniem dla bezpieczeństwa pracowników.
Pracownicy, choć niezwykle ważni mają swoje ograniczenia. Najczęściej posiadają wasi zakres specjalizacji. W produkcji masowej wykonują maksymalnie dwie różne od siebie czynności. Aby wyprodukować np. samochód bez użycia nowoczesnych maszyn potrzeba by około 1500 pracowników. Nowoczesne maszyny wpływają na wzrost elastyczności produkcji, umożliwiający szybkie reagowanie na zmieniające się potrzeby rynku i klientów. Wzrost elastyczności produkcji jest kluczowy dla przemysłu, który chce szybko reagować na zmieniające się potrzeby rynku i klientów. Producenci powinni skupić się na produkcji różnych produktów, które są w stanie zaspokoić różne potrzeby klientów. Wprowadzenie zmienności produktów może pozwolić na szybsze dostosowanie się do potrzeb rynku i klientów, a także umożliwić produkcję na zamówienie, a w tym niewątpliwie pomagają roboty, których przeprogramowanie zajmuje mniej czasu niż wyszkolenie pracownika, o samej produkcji nie wspominając. Dział produkcji powinien mieć bliską współpracę z działami sprzedaży i marketingu, aby wiedzieć, jakie są potrzeby klientów i jakie produkty są najbardziej poszukiwane. W ten sposób produkcja może dostosować swoje linie produkcyjne i produkty do potrzeb rynku.
Najdroższym surowcem jakim dysponuje firma jest… czas. Nie da się go kupić, cofnąć ani powtórzyć. Automatyzacja i robotyzacja daje możliwość prowadzenia produkcji w trybie 24/7. Oczywiście, maszyny nigdy nie będą całkowicie bezobsługowe - ktoś je musi zaprogramować, nastawić, ustawić, wyregulować, serwisować, itp. Nie mniej jednak, wykonywanie powtarzalnych, żmudnych czynności może odbywać się bez ingerencji człowieka. Zautomatyzowane procesy są mniej podatne na błędy ludzkie, co pozwala na ciągłą produkcję bez konieczności przerywania linii produkcyjnej z powodu błędów. Umożliwia szybsze wykonywanie zadań niż w przypadku ręcznego wykonywania pracy, co pozwala na zwiększenie wydajności i produktywności. Mogą również poprawić bezpieczeństwo pracowników, ponieważ zwiększają odległość między pracownikami a maszynami, co zmniejsza ryzyko wypadków. Poprawa ergonomii pracy i redukcja monotonii zadań, wpływa na zwiększenie motywacji i wydajności pracowników. Większa dostępność czasu spowodowana odciążeniem człowieka przez maszyny daje możliwość dostosowania stanowisk pracy do potrzeb pracowników - Ergonomiczne stanowiska pracy zapewniają wygodne warunki pracy i minimalizują ryzyko wystąpienia kontuzji. Rotacja zadań pozwala pracownikom na wykonywanie różnych zadań, co zmniejsza monotonię pracy i pozwala na rozwijanie nowych umiejętności. W przeciwieństwie do przestarzałego modelu, w krytym pracownicy wykonywali na okrągłą tę samą, powtarzalną czynność.
Roboty i rozwiązania automatyczne przynoszą jeszcze dwie wymierne korzyści. Po pierwsze są podłączone do prądu. Gdy stają się niepotrzebne, można je po prostu wyłączyć, aby zaczekały na swoją kolej. Nie trzeba ich motywować, dbać i zapewniać im pracy. Nie kierują się żadnymi emocjami. Łatwiej je też przerabiać, aby były uniwersalne. Drugim plusem jest ich podłączenie do komputera główne, co niesie za sobą możliwość nieograniczonego wręcz gromadzenia i analizowania danych. Informacje związane z eksploatacją maszyn pozwalają na identyfikację awarii i ich przyczyn, co umożliwia podejmowanie działań w celu uniknięcia awarii i przestoju maszyn. Dostępność i wykorzystanie danych produkcyjnych służy również doskonaleniu procesów oraz podejmowaniu trafnych decyzji biznesowych. Przede wszystkim pozwala na identyfikację zdarzeń, które wymagają optymalizacji i na wprowadzenie zmian w celu zwiększenia wydajności i poprawy jakości produktów.
W sumie, robotyzacja i automatyzacja w przemyśle przynoszą wiele korzyści. Niektóre z nich są widoczne od razu inne zajmują nieco więcej czasu. Jedne przekładają się na czynniki czysto ekonomiczne inne na zadowolenie naszych pracowników i motywację. Nie da się określić skali korzyści jaka płynie ze stosowania automatyzacji przemysłowej. W kontekście wielkich przemian i ery 4.0 maszyny stają się nie tylko efektem przemian - ich zastosowanie je zapoczątkowało. Wpływ robotów przemysłowych widać na każdym kroku i etapie produkcji, w tym zwiększeniu wydajności i efektywności produkcji, poprawie jakości wyrobów, zmniejszeniu kosztów produkcji, poprawie warunków pracy oraz zwiększeniu konkurencyjności.
