Роботизиране на производството в света: обхват, примери, плюсове и минуси

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Усъвършенствайки се, човечеството непрекъснато улеснява себе си, прехвърляйки го към изкуствен интелект. Роботизацията на производството направи възможно да се отървем от редица професии, например телефонната услуга днес се извършва само от електроника, въпреки че в началото на миналия век женските телефонни оператори свързваха двама абонати. Днес напредъкът е пристъпил още повече и хората започнаха да създават истински изкуствени машини, способни да извършват определени механични операции - роботи.

Какво е роботизирано производство?

Този процес трябва да се разглежда като компонент от индустриалната автоматизация, когато човешките способности се заменят с роботизирани системи в индустриален мащаб. Най-често големите предприятия се опитват да използват универсални роботи, които могат да повлияят положителноексплоатация на целия комплекс. Основното им предимство се крие във факта, че те могат да бъдат преконфигурирани по всяко време за производството на напълно различни части и продукти, достатъчно е само да въведете друга програма в оборудването. Използвайки този вид роботика, много фирми могат да постигнат значителни спестявания.

Процесът на роботизация на производството играе огромна роля в предприятията, участващи в обработката на различни части. До 50% от продуктите се произвеждат тук в доста малки партиди и ако няма роботи на промишлени линии, тогава самото създаване на продукти ще отнеме около 5% от целия работен ден. Останалото време ще бъде изразходвано за преконфигуриране на оборудването, подмяна на части и инструменти. Такова функциониране на производството не е от полза за никое предприятие, тъй като всяко от тях преследва целта за повишаване на производителността. Автоматизирането на създаването на части има и друг положителен ефект - роботите могат да спестят голямо количество материали и суровини, но тук всичко зависи от рационалната организация на работния процес.

Какви роботи се използват в предприятията?

В производствения сектор съществува понятието "индустриален робот", което се отнася до конкретно устройство, което има определен брой функции и може да работи върху 5 или повече програми. Основната задача на робота е да изпълнява възложените задачи, а именно: манипулиране на инструменти, части и допълнителни материали.

Опитни професионалисти говорят заналичието на поне три поколения такова оборудване. Първото поколение включва програмируема роботика, която може да изпълнява само дадена програма. Към втория - адаптивни роботи, които имаха сензори и с тяхна помощ можеха да получават информация от околната среда, да я анализират и, ако е необходимо, да коригират собствените си задачи и поведение. Третото поколение се състои изцяло от интелигентни роботи, които са в състояние да различават обектите на околната среда и да извършват определени действия сами. Като правило, когато става въпрос за роботизиране на производството, от стартиралата го фирма се очаква да закупи най-модерното оборудване.

Промишлените роботи също обикновено се разделят според директната им функционалност. Някои от тях изпълняват задачи по производството на продукти, други извършват работата по повдигане и транспортиране на продукти, трети поддържат основното производствено оборудване и т.н. Роботиката в някои случаи може да изпълнява спомагателни функции, по-специално почистване на помещенията.

Всички роботи, участващи в индустрията, са в основата на роботизирани технологични комплекси (RTC). Последните са комбинация от оборудване и най-често се използват за извършване на по-големи операции - заснемане на продукт, изпълнение на задачи в екстремни условия (например под вода), предоставяне на информация за напредъка на свързаните производствени процеси и др.

Къде е необходима автоматизация?

Роботизацията на производството трябва да замени човешките ресурси, които са по-честосе използват за създаване на продукти и тяхното преместване. Най-често на използваните механизми се възлагат най-простите задачи, които те непрекъснато изпълняват няколко пъти на ден. Използването на роботи е незаменимо при опаковане на продукти, товарене и разтоварване, както и прехвърляне на продукти между различни производствени обекти. Засега има трудности при създаването на части, тъй като само много скъпо оборудване може точно да възпроизведе части според чертежа и използването му все още не е икономически изгодно за много предприятия.

Ако говорим за това къде е успешно въведена роботизация на производството в миналото, пример за това могат да бъдат предприятия, занимаващи се със заваряване, рязане, провеждане на контролни тестове и т.н. Роботите се използват активно и за прости операции по сглобяване, по-трудните процеси все още се извършват от хора, тъй като изискват допълнителни манипулации. Ключовата задача на индустриалната автоматизация е да даде на милостта на технологиите прости процеси, които се повтарят няколко пъти. Където е възможно, роботите се купуват често и издържат много дълго време.

Какви са ползите от използването на роботи?

Собствениците на големи предприятия имат положително отношение към роботизацията на производството, особено внимателно разглеждат плюсовете и минусите на този процес, тъй като те оказват пряко влияние върху печалбите. Ако говорим за предимствата на използването на роботика, тогава на първо място си струва да се споменепроизводителност. Компанията за роботика има едно неоспоримо предимство - нейните работилници могат да работят без прекъсване с часове наред.

С рационална организация на автоматизацията на производството, количеството на месечната продукция може да бъде с порядък по-голямо. Много е важно при роботизирането да се предотврати честа смяна на оборудването, в противен случай размерът на получената печалба може да бъде намален значително. Освен това, замяната на човешките ресурси с роботика може значително да спести от заплати. За извършване на всички процеси е достатъчен един оператор, за да управлява абсолютно всички системи.

Необходимостта от създаване на висококачествени стоки е друга бизнес потребност, която принуждава предприятията да прибягват до роботизиране на производството, предимствата на използването на такова оборудване са високата точност на получените части. В коригирания процес на създаване на части количеството на отхвърления материал се намалява значително, в много отношения това става възможно благодарение на елиминирането на човешкия фактор.

Заслужава да се отбележи фактът, че работата в някои производствени зони е изключително вредна за човешкото тяло и именно тук роботиката е просто незаменима. Става дума за заваряване, производство на стомана, материали за боядисване и т.н. Роботът, инсталиран в цеха, има собствена работна зона, която е оформена така, че човек да не може да влезе в нея.

Доста честостудентите, пишещи WRC "Роботика на промишленото производство", забелязват, че използването на изкуствен интелект може значително да намали работното пространство. В някои случаи роботите могат да бъдат окачени или дори прибрани на закрито до следващата употреба. Оборудването, използвано в промишлените предприятия, има модерни редуктори и двигатели, за създаването му са използвани устойчиви на износване материали и поради това изисква минимална поддръжка.

Какви недостатъци могат да се видят при това надграждане?

Доста високата цена на оборудването е значителен недостатък в роботизирането на производството, примери и недостатъци на такава промяна в производствения капацитет могат да бъдат проследени в почти всяко предприятие. Например, разходите за подмяна на една машина варират от 500 хиляди рубли до няколко милиона и този процес изисква предварителна финансова подготовка. Ако оборудването внезапно се повреди, ще трябва спешно да търсите пари за ремонт, което не е много удобно.

Друг недостатък, който най-често се среща при модернизирането на производството, е намаляването на персонала. Роботите са предназначени да изпълняват нискоквалифицирана работа и да заменят хората на тази длъжност, но предприятията не винаги могат да предложат на служителите си адекватна замяна под формата на нова позиция. Според експерти от Световния икономически фонд роботите ще „изгонят” повече от 5 милиона души на планетата от работните си места през следващите две-три години.на годината. Такъв брой безработни ще трябва да бъдат настанени някъде и дори сега най-големите държави на планетата се опитват да намерят най-оптималните решения на този проблем.

Развитите страни активно въвеждат роботизация на производството, постоянно обсъждат плюсовете и минусите на този процес на международни икономически форуми. В резултат на тези срещи се формират нови опции за автоматизиране на работните процеси, както и идеи, насочени към организиране на нови работни места за служители, останали без работа в резултат на въвеждането на изкуствен интелект..

Какви са етапите на роботизация?

Въвеждането на изкуствен интелект в експлоатация във всяко предприятие се състои от четири етапа, първият от които е техническа подготовка за промени в производствените линии. Тук е необходимо да се вземат предвид абсолютно всички характеристики на компанията, които ще имат определено влияние върху новото оборудване. Някои организации използват икономико-математически дизайн, чиято цел е въвеждането на компютри за технически математически изчисления във всички отдели. Анализът на дейностите, необходими за подготовката на роботиката, се извършва ръчно, така че не е възможно незабавно да се постигнат спестявания, компетентна оптимизация и високо качество на продукта. Ако лъвският дял от производството се обслужва от изкуствен интелект, тогава комбинацията от всички горепосочени качества е много по-лесна за постигане.

Автоматизацията и роботизацията на производството никога не са завършени без формирането на контролиращо управление, което винаги есе състои от три компонента: управленска структура, комуникационна система и организация за измерване и информация. Това подразделение на организацията трябва да бъде достатъчно гъвкаво и гъвкаво, да може бързо да реагира на променящите се бизнес нужди и също така да следи за спазването на всички критерии, посочени в програмата. При избора на система, която ще контролира работата на роботиката, е необходимо да се вземе предвид нейната точност, цена, гъвкавост, както и редица други параметри.

Трябва да обърнете внимание на факта, че цената на компонента за управление е приблизително 60% от цената на индустриален робот, поради което към избора му трябва да се подхожда с особено внимание. Някои предприятия, за съжаление, избират най-евтините системи за управление - аналогови и циклични, това се оправдава само когато компанията се занимава с производство на масови стоки и рядко се налага препрограмиране на оборудването. Ако трябва да създавате малки по мащаб части, по-добре е да използвате системи за цифрово и позиционно управление, които могат лесно да бъдат препрограмирани.

Следва най-важният етап - директно програмиране. Роботизацията на съвременното производство предвижда четири етапа на контрол върху работата на изкуствения интелект: формиране на цикъл, запаметяване на програмата, възпроизвеждане и директно изпълнение. Тук трябва да се обърне специално внимание на програмирането, което днес се извършва по два метода -аналитични и образователни. Първият включва изчисления и отстраняване на грешки, след което алгоритъмът за работа се въвежда в системата за управление. Второто е създаването на програма за управление вече в работното помещение с помощта на специално дистанционно управление, което е част от оборудването. Опитни експерти съветват да използвате и двете опции, за да постигнете най-висококачествен ефект от роботизацията.

Последният етап е стартирането на автоматизирано производство с пълен капацитет. Много е важно да се гарантира, че производствените линии работят възможно най-ефективно, само след като бъдат извършени всички необходими тестове, роботиката може да бъде пусната в експлоатация. Моля, имайте предвид, че през първите няколко часа е необходимо да тествате наличните мощности и да направите необходимите корекции.

Как роботите помагат при заваряването?

Ерата на въвеждането на изкуствен интелект започна с роботизирането на заваръчното производство, с негова помощ беше възможно да се постигнат значителни резултати. Автоматизираните индустриални машини през 70-те години на миналия век бяха преориентирани към точковото заваряване и оттогава това се превърна в основната им дейност. От началото на използването на роботи, качеството на заваряването се е увеличило няколко пъти, което е от полза за индустрията. Днес профилът, от който са направени частите и кръстовището, не играят никаква роля, изкуственият интелект е в състояние да свърже абсолютно всичко.

Роботизацията на заваръчното производство продължава да набира скорост през 21-ви век, използвана днесустройствата имат допълнителни сензори, способни да обработват входящите тактилни и визуални данни. Всички роботи са в състояние да заваряват две метални повърхности и да получат висококачествена заварка в стабилна дъга. Индустриалите смятат, че в бъдеще такова оборудване може да се използва за лазерно заваряване, както и за допълнително рязане на обработвания материал.

Могат ли роботите да се използват за създаване на храна?

Тъй като човечеството непрекъснато се увеличава, въпросът как да нахраним всички става все по-належащ. Роботизацията на производството на храни може да дойде на помощ, което ви позволява да създавате нови висококачествени продукти в най-кратки срокове. Сред експертите има гледна точка, че роботите ще се използват все по-често в тази област и рано или късно те дори ще заменят професионалните готвачи.

Прогресът е стигнал толкова далеч, че днес изкуственият интелект е в състояние самостоятелно да обработва продуктите от извара: нарязва, сортира и дори опакова, докато при производството се спазва най-строга стерилност. Сладкарите особено обичат да използват роботиката, с нейна помощ е възможно да се създават оригинални и точни рисунки върху торти и сладкиши, както и да се опаковат получените продукти, което спестява много времеви ресурси. Роботите се използват и в риболовната индустрия, където помагат нарязването на улова на порционни парчета, което е много удобно за готвачи, работещи в кетъринг индустрията.

Роботикапроизводството на храни трябва да засегне онези области, където служителите на предприятията са изложени на опасни и вредни въздействия на околната среда. Говорим за промени в температурата, влажността, шума, повишените вибрации и праха. Експертите обаче не изключват възможността роботите да създават хранителни продукти от нулата, но такъв изкуствен интелект няма да бъде разработен скоро.

Как автоматизират работата у нас?

Ако говорим за роботизация на производството в Русия, тук то тепърва започва да набира скорост. Повечето от устройствата се използват в заваръчни и товарни операции, както и в автомобилната индустрия. Броят на компаниите, използващи изкуствен интелект, се увеличава всяка година, тъй като собствениците им са осъзнали всички предимства от внедряването на автоматизация. От 2018 г. в Русия има само един робот на 10 000 души, но до 2025 г. експертите прогнозират увеличение на броя на роботиката в местната индустрия с 20%.

Специално внимание заслужава фактът, че по-голямата част от работещите руснаци имат негативно отношение към роботиката. От една страна, те могат да бъдат разбрани, защото използването на роботика може да означава загуба на работа за някого, но от друга страна, научно-техническият прогрес е предназначен да улесни съществуването на човечеството и не може да бъде изоставен. Пълната роботизация на производствените мощности в Русия обаче все още е далеч, така че пълната автоматизация няма да се случи през следващите години.

Междувременно правителството обмисляКакви ползи може да донесе роботизацията на производството, Москва сега активно разработва ново поколение изкуствен интелект, който ще бъде изпратен в космоса в бъдеще. Столицата ежегодно е домакин на конференция „РобоСектор“, където всеки може да се запознае с най-новите разработки на учени в областта на автоматизацията на производството, а собствениците на бизнес могат да открият нови възможности.

Как върви световният пазар?

Роботизирането на производството в света отдавна е нещо обичайно, според статистиката към януари 2017 г. има повече от 70 робота на всеки 10 хиляди служители на нашата планета. Най-голям брой роботи се използват в Южна Корея с 631 на 10 000 работници, Сингапур с 488 и Германия с 309. Според анализатори Азия и Америка са най-засегнати от автоматизацията на работния процес, като роботите се увеличават съответно с 9 и 7 процента всяка година.

Рекордьорът по внедряване на роботиката е Китай, ако през 2013 г. средната плътност на устройствата беше 25 единици на 10 хиляди работници, то до края на 2016 г. тази цифра нарасна до 68 и продължава да се увеличава. До 2020 г. властите на Поднебесната империя възнамеряват да влязат в топ държави-лидери на роботизация. Южна Корея е страната с най-висока гъстота на роботи от 2010 г., те не могат без тях, когато създават автомобили и електроника.

Антирекордьори за роботизиране на производството към 2018 г. са Русия, Индия и Филипините. В тезистрани, пазарът на роботиката все още се развива, така че производителите на оборудване активно предлагат услугите си на потенциални клиенти. Представители на инженерната и автомобилната индустрия проявяват голям интерес към използването на изкуствен интелект, тъй като прилагането му значително ще облекчи човешките ресурси на компаниите.

Експертите смятат, че успехът на много предприятия в бъдеще ще зависи от роботизирането на производството, обхватът на автоматичните машини непрекъснато се разширява и изисква все повече разработки и изследвания. Според тях автоматизацията не трябва да се поставя като самоцел, изкуствените машини могат да бъдат въведени само в онези ситуации, когато човек по една или друга причина не може да свърши работа по-добре от тях. Стабилизирането на техническия процес, повишаването на точността на произвежданите части и скоростта на постигане на целите са само малка част от причините, принуждаващи предприятията по света да въвеждат роботи в производството.