COVID-19 – Współpraca człowieka i robota przyszłością produkcji?
Światowa pandemia podkreśliła potrzebę stworzenia bardziej odpornych łańcuchów dostaw i znaczenie pracowników ludzkich. Sama automatyzacja może być kosztowna i nieelastyczna, ponieważ roboty są zwykle projektowane do wykonywania tylko jednego precyzyjnego zadania. Stając naprzeciw, najlepszym rozwiązaniem jest połączenie pracy robotów z pracą ludzi, łącząc tym samym siłę i szybkość robotów przemysłowych z kreatywnością i pomysłowością ludzi.
Pandemia COVID-19 zadała cios producentom na całym świecie. Blokady i zakazy podróżowania zakłóciły produkcję i łańcuchy dostaw. Nowe wybuchy epidemii w fabrykach i innych miejscach pracy uwypukliły potrzebę lepszej ochrony zdrowia i bezpieczeństwa pracowników. W badaniu przeprowadzonym w marcu 2020 r. Przez National Association of Manufacturers (NAM) 53% producentów przewidywało zmianę w działalności z powodu COVID-19.
Ta potrzeba transformacji wykracza poza bezpośredni kryzys koronawirusa. Przemysł wytwórczy znajduje się pod presją, aby reagować na stale zmieniające się potrzeby rynku. Współczesne wymagania dotyczące masowej indywidualizacji, większa zmienność produktów i oczekiwania jakościowe oraz szybsze cykle produktów stwarzają złożone wyzwania dla producentów, których ekonomika najlepiej odpowiada znacznie dłuższym cyklom produkcyjnym i ograniczonej zmienności.
Jeśli producenci chcą konkurować na szybko zmieniającym się rynku globalnym, będą musieli zasadniczo zmienić sposób wytwarzania towarów. Nadszedł czas, aby stawić czoła tym długotrwałym wyzwaniom, łącząc ludzkie umiejętności i kreatywność z siłą i szybkością robotów.
Wyzwania automatyzacji
Dzisiejsze roboty przemysłowe manewrują ciężkimi i niebezpiecznymi elementami z dużą prędkością i nie mogą bezpiecznie pracować w pobliżu ludzi. Dlatego większość etapów procesu produkcyjnego jest w pełni zautomatyzowana lub w pełni ręczna. Jednak to czarno-białe podejście do automatyzacji stwarza nowe problemy.
Po pierwsze, automatyzacja jest droga i czasochłonna w projektowaniu. To, co umożliwiają precyzyjne roboty, to miecz obosieczny – każdy etap procesu wymaga specjalnego kodowania i opiera się na jednolitych i przewidywalnych częściach oraz narzędziach. Jeśli coś jest wyłączone, maszyna nie może działać poprawnie i linia produkcyjna musi zostać zatrzymana. Z powodu tych nieefektywności nadmierna automatyzacja może zwiększyć koszty i wydłużyć harmonogramy produkcji.
Z drugiej strony poleganie wyłącznie na ludziach, którzy wykonują pracę wysokiego ryzyka może spowodować, że ich praca będzie obciążająca, spowolniona i niebezpieczna. Ciągłe, powtarzające się ruchy mogą prowadzić do powtarzających się urazów spowodowanych stresem. Ponadto wyczerpani i niewygodni pracownicy są bardziej podatni na błędy, obniżając jakość i produktywność.
Współpraca robotów i ludzi
Pomysł w pełni zautomatyzowanej fabryki bez pracowników produkcyjnych – wymagającej jedynie programowania i konserwacji maszyny – nie jest pożądanym rozwiązaniem. Mnóstwo procesów, które dzieją się w fabryce, wymaga ludzkiej pomysłowości, wiedzy i zdolności adaptacyjnych. Ponieważ produkty stały się bardziej zróżnicowane i dostosowane do lokalnych rynków i potrzeb klientów, ekonomia pełnej automatyzacji nie ma sensu. Ogromne koszty inżynieryjne i czas potrzebny do stworzenia w pełni zautomatyzowanej linii dla złożonego produktu nigdy nie mogą zostać zamortyzowane przed koniecznością zmiany produktu.
Najlepszym wyborem jest połączenie siły, precyzji i szybkości robotów przemysłowych z pomysłowością, rozsądkiem i zręcznością pracowników. W ten sposób pracownicy ludzcy mogą podejmować się zadań wymagających elastyczności, podczas gdy roboty wykonują zadania, które najlepiej wykorzystują ich siłę i szybkość.
Procesy produkcyjne są szybsze, wydajniejsze i bardziej opłacalne, gdy ludzie i roboty współpracują. W badaniu przeprowadzonym przez Julie Shah z MIT czas bezczynności jest zredukowany o 85%, gdy ludzie pracują wspólnie z robotem świadomym człowieka, w porównaniu z pracą w zespołach całkowicie ludzkich. W studium przypadku rozwiązań do pakowania pudeł na palety przeprowadzonym w ramach Advanced Robotics for Manufacturing (ARM), odkryto, że podejście oparte na współpracy skraca czas cyklu o prawie dwie trzecie w porównaniu z podejściem w pełni ręcznym.
Ponadto, podczas gdy nadmierna i sztywna automatyzacja sprawia, że obecnie przezbrajanie jest uciążliwym i długotrwałym procesem, elastyczność współpracy człowieka z robotem pozwala producentom łatwo dostosować się do zmieniającego się popytu dzięki nowym produktom i procesom.
Zmiany przed nami
Korzyści ze współpracy robot-człowiek były znane już przed pandemią COVID-19, ale kryzys sprawił, że połączenie sił stało się jeszcze bardziej konieczne. Fabryki, które są wystarczająco elastyczne, aby nadążać za potrzebami rynku, mogłyby szybko przestawić się z produkcji części samochodowych na sprzęt medyczny i z powrotem. Fabryki, które nie mają takiej elastyczności jako części swojego projektu, borykałyby się z tak szybkimi zmianami.
Co więcej, gdy producenci zaczną ponownie otwierać swoje zakłady, będą musieli wdrożyć bezpieczne praktyki dystansowania społecznego. Główną zaletą będą procesy stworzone z myślą o współpracy człowiek-maszyna. Na przykład etap procesu, który obejmował dwóch lub więcej pracowników produkcyjnych współpracujących blisko siebie, może zostać podzielony na wiele etapów procesu lub może przekształcić się w etap procesu, który obejmuje jednego pracownika i jednego robota.
Prawdopodobnie zobaczymy również większą dywersyfikację dostaw. Zamiast kupować komponent od jednego dostawcy, producent może zamiast tego zabiegać o mniejsze zamówienia od różnych dostawców w różnych lokalizacjach, aby złagodzić potencjalne wstrząsy w łańcuchu dostaw (takie jak te obserwowane w marcu, kiedy pandemia rozprzestrzeniła się po Azji). Każda z tych nowych linii będzie miała krótsze serie poszczególnych komponentów. Nie ma sensu projektowanie i wdrażanie drogich, w pełni zautomatyzowanych systemów dla tak krótkich serii. Zamiast tego rozwiązaniem jest zatrudnienie pracowników i efektywne wykorzystanie automatyzacji.
Niektóre imperatywy pozostają jasne: poprawa standardów życia i polepszenie warunków pracy mają kluczowe znaczenie. Jak pokazała pandemia, postępy, takie jak nowoczesne urządzenia medyczne, zależą od zwiększonej wydajności produkcji i ciągłego postępu w zakresie jakości, dostępności i przydatności wytwarzanych towarów. Można to osiągnąć wraz z poprawą bezpieczeństwa i ergonomii pracowników produkcyjnych, sprawiając, że maszyny są świadome obecności pracowników wokół nich i reagują na nie.
