Optymalizacja wydajności produkcji w świetle robotyzacji

W ramach projektu pilotażowego pracownicy jednej z fabryk Stäubli pracowali ramię w ramię z mobilnym, autonomicznym robotem HelMo. Czy można już podsumować rezultaty tego programu?

Mobilne roboty to ostatnio bardzo popularny temat. W naszym przypadku rozmawiamy o konkretnym, praktycznym zastosowaniu. Na pewno więcej na temat tego projektu mogliby powiedzieć moi koledzy z oddziału Stäubli Bayreuth w Niemczech, gdzie system był testowany po raz pierwszy. Robot HelMo stanowił część linii montażu zmieniarek narzędzi do robotów. Fragment tej aplikacji można było obejrzeć na żywo podczas tegorocznej edycji targów Automatica w Monachium, gdzie prezentowaliśmy Smart Factory zgodną z założeniami Przemysłu 4.0. Projekt pilotażowy zakończył się sukcesem i z powodzeniem został zaimplementowany w naszym drugim zakładzie Stäubli Electrical Connectors w Allschwil, produkującym szybkozłącza elektryczne. Koledzy zarządzający produkcją są zachwyceni elastycznością produkcji, jaką uzyskują dzięki zastosowaniu na linii produkcyjnej asystującego robota HelMo. Produkt cieszy się dużym zainteresowaniem i będzie rozwijany. Myślę, że wkrótce będziemy mogli pochwalić się aplikacją zaimplementowaną u jednego z naszych kontrahentów.

Czy rosnący popyt na mobilne rozwiązania przekłada się na popyt na automatyzację i robotyzację?

Powiedziałbym, że to raczej popyt na automatyzację i robotyzację wymusza powstawanie rozwiązań mobilnych. Rozwiązania tego typu to kolejny etap rozwoju automatyzacji i robotyzacji wymuszony potrzebami rynku. Zakłady przemysłowe szukają i potrzebują rozwiązań zapewniających nieograniczoną elastyczność procesu, dzięki którym uzyskują jednocześnie znaczący wzrost wydajności i szybszy zwrot inwestycji.

Jakie urządzenia odegrają według Pana najważniejszą rolę w czwartej rewolucji przemysłowej?

Trudno wskazać konkretne urządzenie czy urządzenia, ale jeżeli czwarta rewolucja przemysłowa polega na zacieraniu bariery między człowiekiem a maszynami, gdzie kluczowym instrumentem jest i będzie Internet, to bardzo istotną rolę odgrywa wymiana danych, w tym odbywająca się bezprzewodowo. Kolejnym istotnym elementem jest to, że kadra zarządzająca może sprawdzić status produkcji lub konkretnego urządzenia linii produkcyjnej z dowolnego miejsca na Ziemi. To oznacza, że wszystkie urządzenia umożliwiające komunikację i dostęp do danych oraz ich wymianę odegrają ważną rolę w czwartej rewolucji. Wspomniana już prezentacja Smart Factory z przemysłowymi robotami współpracującymi serii TX2 oraz mobilnego robota HelMo na tegorocznych targach Automatica udowadnia, że z firmą Stäubli produkcja zgodna z założeniami Przemysłu 4.0 jest już możliwa.

Jedną z widocznych już obecnie konsekwencji cyfrowej rewolucji jest zastępowanie człowieka przez roboty przy wielu pracach powtarzalnych. Czy według Pana w przyszłości może dojść do sytuacji, w której maszyny całkowicie wyeliminują ludzi z wykonywania tego typu zadań?

Myślę, że jest to możliwe i może to kiedyś nastąpić, ale nie postrzegałbym tego jako negatywne zjawisko. To raczej naturalny proces. Człowiek konstruuje różne urządzenia, automaty produkcyjne i maszyny po to, by ułatwiać sobie pracę i życie. Obszarów, w których roboty mogą zastąpić człowieka jest zresztą więcej – roboty stosowane są nie tylko do realizowania zadań powtarzalnych lub żmudnych, ale również do prac w trudnym czy wręcz niebezpiecznym środowisku. Jako przykłady mogę podać roboty pracujące w środowisku radioaktywnym na stanowisku do przygotowania próbek badania izotopowego, w hucie szkła, gdzie mamy do czynienia z wysoką temperaturą lub w chłodni, gdzie robot może pakować mrożonki.

W jakich branżach i zastosowaniach pracuje dziś najwięcej robotów Stäubli?

Jako grupa dostarczamy produkty do ponad 20 segmentów przemysłowych. Nasze rynki zbytu to produkcja elektroniki, fotowoltaika, przemysł lotniczy, samochodowy, spożywczy, przetwórstwo tworzyw i wiele innych. Nasze roboty charakteryzują wysokie standardy w zakresie bezpieczeństwa, niska emisja cząstek, łatwe do czyszczenia powierzchnie oraz niezawodność, z której słynie firma Stäubli. Cechy te pozwalają stosować nasze roboty w pomieszczeniach o wymogach podwyższonej czystości i sterylnych. Doskonale sprawdzają się w zastosowaniach medycznych, farmaceutycznych i biotechnologicznych, jak również w szpitalach i laboratoriach. Nasze roboty zostały zaprojektowane z myślą o optymalizacji wydajności poprzez automatyzację różnorodnych procesów, takich jak przenoszenie, montaż, paletyzacja, kontrola jakości i czyszczenie, w tym również procesów wymagających złożonych trajektorii.

Co stanowi wyróżnik robotów Stäubli wśród innych spopularyzowanych na rynku?

Na pewno należy do nich niezawodność, uzyskana dzięki zastosowaniu unikalnej przekładni JCS. Jesteśmy jedynym producentem robotów, który stosuje przekładnie własnej konstrukcji. Przekładnia JCS to lata doświadczeń w produkcji precyzyjnych mechanizmów. Została opracowana przez naszych kolegów z działu maszyn włókienniczych, który jest najstarszym działem w Grupie Stäubli – ma na koncie ponad 125 lat doświadczeń. Przekładnia JCS to gwarancja wysokiej precyzji, długiej żywotności i redukcji kosztów utrzymania.

Drugim elementem przewagi jest szeroka gama wyspecjalizowanych robotów do pracy w wymagającym środowisku, od robotów lakierniczych, przez roboty dla środowiska Stericlean czy Cleanroom, po roboty w wersji ESD dla przemysłu elektronicznego czy wersji HE do pracy w środowisku o podwyższonej wilgotności – stosowane w przemyśle spożywczym czy przy myciu komponentów po obróbce skrawaniem.

Wspomniany przez Pana przemysł spożywczy – niezależnie od kraju – należy do kluczowych branż, jeśli chodzi o tempo i potencjał robotyzacji. Od wielu lat roboty Stäubli, jak TP80 FAST picker czy SCARA, cieszą się dużym zainteresowaniem producentów żywności na całym świecie. W których sektorach przemysłu spożywczego widzi Pan największy potencjał w zakresie automatyzacji i robotyzacji w najbliższych latach?

Trudno jest wskazać jeden sektor, który będzie rozwijał się najszybciej. Przemysł spożywczy to branża, która chętnie korzysta z możliwości, jakie daje automatyzacja i robotyzacja. Wymusza to specyfika i technologia produkcji żywności. Proszę zauważyć, że niezależnie od rodzaju produktów, praktycznie w każdym procesie produkcji żywności mamy do czynienia z pakowaniem i paletyzacją. Jeżeli dodamy do tego wcześniejsze etapy produkcji, które można również zautomatyzować, zobaczymy, jak wielki potencjał automatyzacji i robotyzacji tkwi w tym sektorze. Dotyczy to np. zakładów przetwórstwa mięsnego, gdzie mamy do czynienia z cięciem mięsa, oddzielaniem od kości czy sortowaniem. Kolejny przykład to przetwórstwo mleczarskie i proces produkcji sera, gdzie robot może wykonywać operację krojenia skrzepu za pomocą tzw. harfy serowej. Z kolei w piekarniach i cukierniach roboty można wykorzystywać np. do nacinania pieczywa przed wypiekiem lub dekorowania. Takich przykładów mógłbym podać jeszcze wiele, ale już tych kilka wymienionych wystarczy, by zobaczyć, o jakiej skali potencjału mówimy.

Nasze roboty cieszą się tak dużym zainteresowaniem producentów żywności na całym świecie m.in. ze względu na fakt, że spełniają wszystkie standardy i wymagania znowelizowanej w 2006 r. dyrektywy maszynowej 1935.2004 oraz jej wytycznych odnośnie higieny w przemyśle spożywczym. Od ponad 10 lat produkujemy roboty wersji HE (Hygienic Environment lub Humid Environment), które można łatwo zaimplementować na istniejącej linii produkcyjnej, bez konieczności zmieniania procedur czyszczenia i mycia. Roboty wersji HE mogą być stosowane z ponad 250 środkami myjącymi wykorzystywanymi w przemyśle spożywczym. W wersji HE produkujemy również naszego robota FAST picker TP80. Oferujemy też dość szeroką gamę wyspecjalizowanych robotów, które mogą być stosowane już w pierwszych etapach produkcji, od przygotowania, przez produkcję – również do bezpośredniego kontaktu z żywnością – aż po pakowanie i paletyzację.

Co jest największym wyzwaniem we wdrażaniu robotyzacji – zwłaszcza w Polsce – na większą skalę niż obecnie?

Moim zdaniem wciąż kluczową barierą w szybszym rozwoju robotyzacji pozostają kwestie finansowe. Przedsiębiorcy interesują się rozwiązaniami, które pozwolą im zwiększyć produktywność, elastyczność, jak również jakość oferowanego produktu, jednak niejednokrotnie po wycenie stwierdzają, że inwestycja przekracza ich możliwości finansowe. Dla niektórych przedsiębiorstw tego rodzaju nakłady finansowe są dosyć znaczącym obciążeniem i pojawiają się pytania i wątpliwości czy przedsiębiorstwo je wytrzyma. Ten tok rozumowania prowadzi do zmniejszenia budżetu na inwestycję i szukania rozwiązań tańszych, alternatywnych. Efektem bywa nieudana automatyzacja, a to zraża przedsiębiorcę do podążania tą drogą, dzięki której według mnie wiele firm zwiększyłoby konkurencyjność.

Sporo mówi się o pewnego rodzaju wyścigu między producentami i integratorami w obniżaniu cen robotów. Jakie są Pana obserwacje w tym zakresie?

Nie nazwałbym tego wyścigiem, a raczej naturalnym procesem negocjacji. Zrozumiałe jest, że integrator, oferując rozwiązanie, negocjuje zakup komponentów. Nie dotyczy to tylko robotów, które stanowią jedynie część linii, ale również pozostałych elementów – zależnie od aplikacji mogą to być chwytaki, transportery, systemy wizyjne itd. Nastawienie na jak najniższą cenę może prowadzić do wyboru niekoniecznie najlepszego rozwiązania, co kończy się nieudaną inwestycją, a co za tym idzie zrażeniem się przedsiębiorcy do procesu automatyzacji i robotyzacji.

Zbigniew Tomaszewski

Absolwent Politechniki Łódzkiej, Wydziału Włókienniczego Chemiczna Technologia Włókna, specjalność: produkcja włókien syntetycznych. Po ukończeniu studiów w 1995 r. przez dwa lata pracował jako technolog w zakładach włókien syntetycznych Elana w Toruniu, a następnie po powrocie do Łodzi jako technolog w zakładach Ariadna. Od ponad 19 lat związany z firmą Stäubli, początkowo jako technik serwisu maszyn włókienniczych, a następnie inżynier sprzedaży szybkozłączy przemysłowych oraz koordynator sprzedaży. W 2010 r. nominowany na stanowisko wiceprezesa i dyrektora oddziału Stäubli w Polsce.

źródło: Automatyka 10/2018