W kontekście zastosowania nowoczesnych technologii w przemyśle często pojawiają się pojęcia takie, jak automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych. Niekiedy stosowane są zamiennie, lecz nie oznaczają tego samego, choć rzeczywiście obydwa wiążą się z modyfikacjami wykorzystywanych w przedsiębiorstwie rozwiązań i zwiększaniem efektywności pracy. Wyjaśniamy, jakie są pomiędzy nimi różnice oraz jakie są korzyści z ich wprowadzenia we własnej firmie.
Jakie są różnice między automatyzacją i robotyzacją procesów produkcyjnych?
Jakie są różnice między automatyzacją a robotyzacją? Mówiąc o automatyzacji i robotyzacji procesów produkcyjnych, należy zaznaczyć, że pierwsze z pojęć jest pojęciem szerszym od drugiego. Każda robotyzacja jest w praktyce automatyzacją, lecz automatyzacja nie musi oznaczać robotyzacji. Zautomatyzowanie produkcji polega przede wszystkim na zastosowaniu pewnych automatycznych lub półautomatycznych rozwiązań, które usprawnią procesy. W praktyce służą do niej np. czujniki, sterowniki lub systemy monitorowania pracy. Niekoniecznie muszą one zastępować człowieka, lecz współpracują z nim, ułatwiając i skracając poszczególne czynności. Czynnik ludzki może być też zastępowany w najprostszych, powtarzalnych pracach. Robotyzacja produkcji nazywana jest bardziej szczegółową i zaawansowaną automatyzacją. Projektowane są w niej roboty, które mają rzeczywiście zastępować ludzi, niekiedy nawet naśladując ich ruchy. Powoduje to, że linia produkcyjna składa się z ludzi i maszyn pracujących obok siebie. Zrobotyzowanie dzięki większej szczegółowości cechuje się również większą elastycznością. Poszczególne oprogramowania mogą być dostosowywane do rozwijających się technologii czy zmiennych warunków na rynku, a także bieżących potrzeb produkcyjnych.
Na czym bazują automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych?
Bazą do automatyzacji i robotyzacji procesów produkcyjnych są indywidualnie zaprojektowane urządzenia oraz oprogramowanie. W przypadku pierwszej z nich przede wszystkim są to linie montażowe, które przyspieszają i pozwalają skoordynować pracę pomiędzy poszczególnymi stanowiskami. Oprócz nich powszechnie wykorzystuje się monitoring produkcji w postaci czujników i rejestratorów. Ma to eliminować potencjalne błędy dotyczące wykorzystywanych materiałów już na etapie produkcji.
Robotyzacja w dużej mierze wykorzystuje urządzenia zdolne do indywidualnej pracy. Są one bardziej zaawansowane technologicznie. Mogą np. wykonywać ruchy umożliwiające manipulację przedmiotami w kilku osiach. Poszczególne maszyny są także w stanie samodzielnie przemieszczać się i komunikować z otoczeniem. Jest to możliwe dzięki czujnikom i sensorom, za sprawą których mogą odbierać bodźce z otoczenia. Wykorzystuje się stosowane już od wielu lat standardowe roboty przemysłowe, a także coraz nowocześniejsze maszyny, których możliwości zwiększają się wraz z rozwojem technologicznym. Są to np. coboty współpracujące z człowiekiem, a nawet roboty autonomiczne, czyli takie, które mogą wykonywać swoje zadania bez zewnętrznej infrastruktury czy podłączenia do prądu. Rozwiązania te są w większości oparte o urządzenia i programy nieprodukowane seryjnie, lecz na indywidualne zamówienie. W związku z tym niezbędne jest precyzyjne określenie potrzeb przedsiębiorstwa, faza testów, a także zintegrowanie maszyn z technologiami już stosowanymi w miejscu pracy.
Od czego zacząć? Pierwsze kroki w automatyzacji i robotyzacji zakładu
Automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych to w praktyce wieloetapowa inwestycja wymagająca odpowiedniego zaplanowania oraz dopasowania indywidualnych rozwiązań. Rzadko zdarza się, aby przedsiębiorstwo decydowało się od razu na wdrożenie rozwiązań automatycznych na całej linii produkcyjnej. Wybiera się te obszary, gdzie maksymalizacja wydajności i ROI będzie najszybciej i najwyraźniej odczuwalna.
Częstym krokiem przed tym, zanim przedsiębiorstwo zdecyduje się na konkretne coboty, systemy sterowania, systemy wizyjne oraz inne rozwiązania automatyczne, jest kompleksowy audyt procesowy. Jest to działanie mające na celu uzyskanie obiektywnej oceny obecnego przebiegu procesów w danej organizacji. Pozwala on lepiej zrozumieć to, co dzieje się w firmie i znaleźć ewentualne słabe punkty. Wynikiem audytu są szczegółowe dane, które poddane profesjonalnej analizie przydadzą się również podczas planowania samej automatyzacji lub robotyzacji. Konieczne jest zaplanowanie audytu, dokonanie szczegółowej analizy procesów, a także przeprowadzenia oceny i wnioskowania na podstawie obiektywnych danych.
Innym krokiem często wykonywanym, zanim przeprowadzona zostanie automatyzacja produkcji, jest też audyt technologiczny. W jego trakcie identyfikuje się tzw. hanging fruits. Określa się w ten sposób takie procesy, które będą najłatwiejsze do zautomatyzowania, a jednocześnie, które przyniosą najszybszy, najlepszy zwrot. Pod uwagę bierze się też ROI (Return on Investment), czyli oblicza okres, po którym inwestycja się zwróci i zacznie realnie przynosić oszczędności finansowe.
Tak pozyskane, szczegółowe informacje o liniach produkcyjnych i zachodzących w firmie procesach, znacząco ułatwią sam proces automatyzacji lub robotyzacji. Wykonawca realizujący zamówienie może przystąpić do projektowania konkretnych rozwiązań, które po wprowadzeniu poprawek zostaną ostatecznie wdrożone na liniach produkcyjnych. Dla maksymalnego dopasowania urządzeń i oprogramowania do potrzeb stosuje się tzw. cyfrowego bliźniaka, czyli digital twin. Można dzięki niemu testować przygotowywane rozwiązania i eliminować błędy oraz minimalizować ryzyko niepowodzeń przed faktycznym montażem sprzętów na hali produkcyjnej. W taki sposób budowa maszyn przemysłowych jest skrojona pod konkretne potrzeby przedsiębiorstwa.
Automatyzacja i robotyzacja produkcji – najważniejsze korzyści
Choć automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych to dwa różniące się od siebie procesy, często realizowane są jednocześnie, uzupełniając się wzajemnie. Szczegółowe cele ich wprowadzania są od siebie różne, lecz te ogólniejsze, związane z długofalową perspektywą są już zbieżne. Oto kilka najważniejszych korzyści z automatyzacji produkcji i jej robotyzacji:
- Poprawa jakości produktów – uzyskiwana jest większa powtarzalność produkcji, dzięki czemu można łatwiej utrzymać odpowiednie standardy jakościowe,
- Mniej wadliwych wyrobów i reklamacji – za sprawą eliminacji naturalnych dla czynnika ludzkiego błędów,
- Krótszy czas produkcji – niektóre procesy mogą być wykonywane szybciej, co zwiększa wydajność pracy,
- Redukcja kosztów – poszczególne prace wymagają mniejszego zaangażowania pracowników, a maszyny mogą pracować nawet w trybie ciągłym; zmniejsza się też koszt obsługi reklamacji oraz wadliwych partii produktów,
- Optymalizacja całego procesu produkcyjnego – wraz z automatyzacją i robotyzacją w firmie powstaje system umożliwiający lepsze monitorowanie pracy. Otrzymywane w ten sposób dane pozwalają na bardziej szczegółową analizę wykorzystywanych zasobów i wprowadzanie kolejnych zmian, mających zoptymalizować pracę i zwiększyć efektywność całej firmy,
- Ewolucja roli pracownika – pracownicy zastępowani maszynami bardzo często nie muszą liczyć się z koniecznością znalezienia nowej pracy. Ich wiedza oraz doświadczenie są wykorzystywane w tym samym przedsiębiorstwie – można przenieść ich do ambitniejszej, bardziej kreatywnej pracy. Poszczególne maszyny wymagają też stworzenia nowych stanowisk, na których praca polega na monitorowaniu oraz obsłudze procesów, w czym również lepiej mogą sprawdzić się osoby już znające specyfikę pracy w danym miejscu.
Nawet częściowa automatyzacja i robotyzacja w niewielkiej części procesów produkcyjnych może zatem przynieść wielopoziomowe korzyści oraz skokową poprawę jakości, znacznie bardziej zauważalną niż stopniowy rozwój przy użyciu innych technologii.
Wpływ AI i założeń Przemysłu 5.0 na przyszłość produkcji
Już w koncepcji przemysłu 4.0 duże znaczenie miała automatyzacja i robotyzacja oraz powiązane z nią pojęcia, jak IIoT, Predictive Maintenance, czy sztuczna inteligencja. Kwestie te jeszcze bardziej zyskują na znaczeniu, gdy mówimy o przemyśle 5.0. Zgodnie z tą ideą, konieczne jest już nie tylko wdrożenie automatycznych i zrobotyzowanych rozwiązań. Coraz większą wagę przykłada się do współpracy technologii z człowiekiem, tak aby czynnik ludzki nie został pominięty w procesach przemysłowych. W związku z tym ważne jest wdrażanie automatyzacji nie tylko w miejscach, gdzie można 1:1 zastąpić pracę człowieka. Wyrazem tego są np. coboty, które są w stanie ściśle współpracować z człowiekiem na linii produkcyjnej. Rozbudowane systemy automatyzacji, w tym korzystające ze sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego są natomiast w stanie usprawnić poszczególne procesy jedynie pod warunkiem, że dostarczone dane zostaną przeanalizowane przez ludzi i to ludzie podejmują decyzje dotyczące dalszych kroków. Przemysł 5.0 to zatem synonim zrównoważonego rozwoju – jeszcze bardziej postępująca automatyzacja i robotyzacja, lecz z uwzględnieniem potrzeb pracowników i z wykorzystaniem umiejętności, jakie ma człowiek, a jakich nie mają maszyny.
