Piața este în continuă schimbare, precum și nevoile consumatorilor. În prezent, este aproape imposibil să satisfaci clienții cu un produs de masă dezvoltat pentru toată lumea și, în același timp, pentru nimeni în particular. Cererea de produse unice, personalizate crește tot mai mult, ceea ce obligă producătorii să se îndepărteze de paradigma producției în masă, să reducă din ce în ce mai mult dimensiunea lotului, crescând în același timp varietatea produselor pentru a rămâne competitivi. Conceptul de Industrie 4.0 a apărut tocmai pentru a schimba radical mediul industrial și a ajuta companiile să răspundă noilor nevoi ale pieței globale moderne.
Termenul „Industrie 4.0” a fost folosit pentru prima dată în Germania în 2011 la una dintre expozițiile industriale de la Hanovra. Germanii au fost primii care au început în mod consecvent și la nivel de țară să promoveze ideea necesității unei utilizări mai ample a tehnologiilor informaționale în producție pentru a menține și crește avantajele competitive ale industriei naționale. Acest lucru trebuia să fie realizat prin integrarea îmbunătățită a „sistemelor ciber-fizice” (CPS) în procesele de producție. Alte țări au urmat exemplul Germaniei, așa că acum Industria 4.0 este puternic asociată cu a patra revoluție industrială și adesea acționează ca sinonim.
Conceptul de Industrie 4.0 sugerează o nouă abordare a producției, care se bazează pe integrarea în masă a tehnologiilor informaționale în producție, automatizarea pe scară largă atât a proceselor de afaceri, cât și a proceselor de producție, precum și implementarea pe scară largă a inteligenței artificiale. Aceasta nu este doar o regândire a principiului liniei de asamblare în sine, ci și o creare activă a unei rețele de mașinării care nu numai că vor putea produce mărfuri cu mai puține erori și defecte, dar vor putea și schimba în mod independent șabloanele de producție în funcție de nevoi, rămânând în același timp foarte eficiente. Există într-adevăr multe avantaje ale implementării acestui concept: începând cu creșterea productivității, flexibilitatea producției și pregătirea companiei pentru noile provocări ale pieței, și terminând cu creșterea siguranței angajaților prin utilizarea roboților pentru activități periculoase și multe altele.
În ciuda faptului că a treia revoluție industrială, care a început în anii 1970, a presupus automatizarea intensivă și robotizarea proceselor de producție, iar primul robot industrial UNIMATE a început să lucreze la uzina General Motors la începutul anilor 60, roboții, în special cei colaborativi, sunt fără exagerare una dintre componentele principale ale sistemului Industry 4.0. Treptat, coboții devin un atribut obligatoriu al oricărei fabrici „inteligente” moderne. Și acest lucru se datorează mai multor motive.
În primul rând, noile cerințe ale pieței și schimbările în cererile consumatorilor conduc la o reducere treptată a dimensiunii loturilor de produse fabricate, dar în același timp la necesitatea creșterii nivelului de personalizare ale acestora, prin diversificarea sortimentelor. În condițiile în care ciclul de viață al produsului este din ce în ce mai scurtat, companiile trebuie să expedieze în mod regulat loturi mici de comenzi într-un timp relativ scurt. Și pentru a rămâne competitivă, producția modernă trebuie să aibă un grad ridicat de flexibilitate, capacitatea de a se reconfigura cu timpi de nefuncționare minimi, precum și de a produce diverse produse cu un nivel constant de calitate. Și, dacă luăm în considerare lipsa de personal înalt calificat, pe care companiile o experimentează deja la nivel global, atunci amenințarea pierderii competitivității devine și mai reală.
În al doilea rând, trăim într-o lume descrisă tot mai relevant de acronimul VUCA: Volatilitate, Incertitudine, Complexitate și Ambiguitate. Aceste patru cuvinte caracterizează mediul de afaceri actual, care se schimbă rapid și, în multe privințe, chiar haotic. Iar evenimentele din ultima perioadă doar ne-au arătat mai clar că într-o astfel de “lume VUCA” nu poți sta pe loc, trebuie să fii flexibil, să te adaptezi constant și să înveți lucruri noi. Iar automatizarea intuitivă cu ajutorul roboților colaborativi este o soluție naturală atunci când schimbările au loc rapid, limitând timpul de planificare, bugetare, angajare și formare a angajaților în abilități noi sau efectuare a unor schimbări ample în fabrică și în companie.
Roboții colaborativi oferă producției flexibilitatea necesară în lumea Industriei 4.0, deoarece sunt ușor de reprogramat și reechipat pentru a îndeplini sarcini noi, nu necesită construirea de bariere de siguranță în jur, au dimensiuni reduse, sunt ușor de mutat în noi locuri de producție. În plus, pot lucra aproape fără pauze, în mai multe schimburi, ceea ce permite, printre altele, rezolvarea problemei lipsei de personal calificat. În cele din urmă, roboții colaborativi oferă o rată ridicată de rentabilitate a investiției (perioada medie de rambursare a coboților este de doar 1-2 ani), făcând în același timp automatizarea mai accesibilă pentru companiile mici și mijlocii.
În același timp, gama de aplicații pe care aceștia le pot efectua în producție este extrem de largă. Coboții sunt capabili să efectueze diverse acțiuni: operațiuni de asamblare, operare mașini-unelte, sudare, ambalare și paletizare, testare, controlul calității etc. Precizia lor și nivelul ridicat de repetabilitate a operațiunilor reduce numărul de produse defecte, reduce consumul de materiale, și în consecință, cantitatea de deșeuri de producție.
O altă caracteristică importantă a roboților colaborativi, care îi face esențiali pentru implementarea conceptului Industrie 4.0, este siguranța pe care o reprezintă pentru oameni. În fabricile „inteligente”, roboții nu lucrează în locul oamenilor, ci în cooperare cu aceștia. La urma urmei, cel mai important avantaj al lucrului împreună între un robot și un om este capacitatea de a combina avantajele automatizării cu flexibilitatea umană, abilitățile cognitive și așa-numitele „abilități soft”. Un studiu realizat de MIT a arătat că echipele mixte de roboți și oameni au avut timp de nefuncționare cu 85% mai scăzut atunci când lucrau împreună, comparativ cu echipele în care erau doar oameni. Procesele de producție devin mai rapide, mai eficiente și mai rentabile atunci când oamenii și roboții lucrează împreună. Munca colaborativă între oameni și roboți este viitorul producției.
În plus, roboții nu obosesc și sunt capabili să îndeplinească sarcini pentru care sunt programați, cu un nivel ridicat de precizie și viteză inaccesibile oamenilor. Nu sunt supuși leziunilor fizice, în special așa-numitelor RSI (Repetitive Strain Injuries) – leziuni cauzate de deformări repetate, și sindromului de suprasolicitare ocupațională, cum sunt disconfortul, durerea în mușchi și articulații, boli ale sistemului musculo-scheletic cauzate de repetarea frecventă a mișcărilor monotone pentru o lungă perioadă de timp. Acestea sunt leziuni obișnuite pentru lucrătorii care efectuează operațiuni de încărcare și descărcare, precum și pentru cei angajați pe banda transportoare. Prin transferarea unor astfel de sarcini către coboți, companiile reduc semnificativ accidentările la locul de muncă.
Dezvoltarea inteligenței semantice va face roboții colaborativi și mai siguri, deoarece le va permite să evalueze mai bine și să răspundă mai adecvat mediului, precum și să recunoască mai bine vorbirea și gesturile oamenilor din jurul lor. De exemplu, robotul nu numai că va recunoaște că obiectul din fața sa este o persoană, nu o mașinărie, dar va putea și să prezică acțiunile sale ulterioare. Dacă un angajat se îndreaptă spre ușă și traiectoria mișcării sale se intersectează cu traiectoria robotului, robotul își va ajusta calea în mod corespunzător în timp real și va continua să se miște în loc să se oprească.
În cele din urmă, capacitatea roboților colaborativi de a fi conectați la serviciile cloud le permite să se integreze cu ușurință în Industria 4.0. Marea majoritate a modelelor moderne de coboți au capacitatea de a se conecta la rețelele întreprinderii. Acest lucru permite programarea și controlul lor de la distanță, precum și efectuarea unei analize aprofundate a proceselor de producție, inclusiv a unei analize predictive.
Prin urmare, roboții colaborativi sunt o componentă esențială în implementarea conceptului Industria 4.0. Fără aceștia, este aproape imposibil pentru companiile producătoare să atingă nivelul de flexibilitate și adaptabilitate pe care li-l cere mediul de afaceri modern. Dezvoltarea ulterioară a coboților îi va face capabili să îndeplinească și mai multe sarcini aproape complet autonom, oferindu-le oamenilor mai mult timp și energie pentru a îndeplini funcții importante care sunt disponibile doar unei persoane dotată cu o minte analitică și creativitate. În același timp, precizia coboților și celelalte avantaje ale acestora ne vor permite să generăm mai puține deșeuri, mai puține daune aduse mediului, să reducem semnificativ numărul de accidente și să avem mai multă grijă de sănătatea personalului. Și toate acestea reprezintă o parte importantă a producției „inteligente”, în care noile tehnologii funcționează nu numai pentru a maximiza producția, ci și pentru a crește confortul uman.
