Komplementarny podział pracy robotów i ludzi na linii montażowej
Dyskusja na temat coraz szerszej automatyzacji przemysłu ujawnia nasz niepokój dotyczący ograniczenia możliwości w zakresie zatrudnienia, a w kontekście sytuacji na liniach montażowych obawy te sięgają zenitu. Jednak z wielu przyczyn proceduralnych i technicznych ich automatyzacja jest w rzeczywistości bardzo trudnym procesem, zwłaszcza w przypadku partii o mniejszym rozmiarze lub rozmiarze zależnym od składanych zamówień. Ponadto wiele z tych procesów przenoszonych jest do państw słynących z taniej siły roboczej. Finansowany z funduszy unijnych projekt LIAA (Lean Intelligent Assembly Automation) wniósł istotny wkład w rozwój symbiotycznej współpracy pomiędzy człowiekiem a robotem. Roboty osiągają doskonałą produktywność przy wysokiej precyzji w niezmiennym środowisku, pracując przez długie okresy czasu i nie wyczerpując przy tym swoich zasobów energii. Z kolei ludzie szczególnie dobrze radzą sobie z zadaniami wymagającymi planowania i wyciągania wniosków, a ponadto szybko przystosowują się do nieprzewidywalnych sytuacji. Zespół inicjatywy LIAA opracował scenariusze, w których ludzie i roboty ściśle ze sobą współpracują w obrębie tych samych zakładów i z użyciem identycznych narzędzi i urządzeń, wspierając tym samym wysiłki na rzecz ochrony europejskich miejsc pracy. To, co najlepsze z obu rozwiązań Automatyka przemysłowa przeznaczona jest standardowo dla procesów produkcyjnych prowadzonych na dużą skalę i wymagających znacznych nakładów kapitałowych. Zazwyczaj jej wdrożenie ma wyraźny cel, jakim jest zastąpienie operatorów maszyn. Jednak często wiąże się to z wysokimi kosztami w przypadku złożonych systemów, które starają się odgraniczyć zadania wykonywane przez roboty od tych wykonywanych przez ludzi, czasem stosując w tym celu nawet fizyczne bariery. Projekt LIAA wykorzystał podejście oparte w większym stopniu na symbiozie, jak wyjaśnia koordynator projektu, Martin Naumann: „Wzajemne uzupełnianie się robotów i ludzi obniża koszty inwestycji w drogi sprzęt mający wspierać funkcjonowanie robotów w zmiennym środowisku, natomiast ludzie nie muszą już wykonywać uciążliwych i monotonnych prac, które po pierwsze nie sprzyjają rozwojowi, a po drugie – negatywnie odbijają się na ich zdrowiu”. Naukowcy uczestniczący w inicjatywie LIAA opracowali bogatą paletę rozwiązań, które mają ułatwić tę współpracę, włączając w to oprogramowanie do intuicyjnego programowania robotów, narzędzie symulacyjne dla użytkowników końcowych, integratorów systemów i dostawców robotyki umożliwiające skuteczne symulacje systemowe, a także The World Model – moduł wykonawczy łączący informacje statyczne i dynamiczne w celu oceny stanu zasobów (ludzi/maszyn/robotów) i obliczania postępów w realizacji zadań. Osiągnięcie tego poziomu wiązało się jednak z koniecznością integracji szeregu zaawansowanych technologii w pojedyncze ramy i w obrębie przepływu pracy w formie procesu, którego wdrożenie nie wymagałoby udziału ekspertów i odbywałoby się w rozsądnym czasie. Jak wspomina Martin Naumann: „Udało się nam sprostać temu wyzwaniu, dzieląc przepływ pracy na poszczególne fazy obejmujące zasadniczo planowanie, konfigurację i uruchomienie miejsca pracy, oraz planowanie produkcji. Każda konfiguracja obejmowała innych użytkowników, którym dostarczaliśmy kompleksowe rozwiązania”. Co więcej, aby uzyskać odpowiednią elastyczność, która umożliwiłaby wdrażanie rozwiązania opracowanego przez zespół projektowy w różnych środowiskach produkcyjnych MŚP, zostało ono z powodzeniem przetestowane z udziałem pięciu użytkowników końcowych. Prace obejmowały zróżnicowane scenariusze, od produkcji płytek obwodów drukowanych (przenoszenie i lutowanie) po produkcję bagażników dachowych (przenoszenie i nitowanie). Ponieważ nadrzędną sprawą dla konstruktorów była kwestia bezpieczeństwa, w ramach projektu przygotowano i wdrożono wspomagane komputerowo narzędzie do oceny ryzyka pomagające integratorom systemów identyfikować potencjalne zagrożenia i proponować odpowiednie środki ograniczające ryzyko. Co ważne, stworzone rozwiązania nie tylko spełniają standardy międzynarodowe, takie jak ISO 10218, lecz ponieważ istniejące przepisy odnoszą się jedynie do bardzo wąskiego zakresu interakcji pomiędzy człowiekiem a robotem, projekt LIAA w istocie dostarczył informacji decydentom politycznym kształtującym unijne przepisy bezpieczeństwa dotyczące robotów. Korzyści płynące z symbiotycznych miejsc pracy Uczeni oczekują, że symbiotyczne rozwiązania opracowane dzięki projektowi LIAA zapewnią europejskiemu przemysłowi produkcyjnemu większą elastyczność, która nie tylko zwiększy jego wydajność, ale i rentowność. Osiągnięta w ten sposób przewaga nad konkurencją doprowadzi z kolei do wzrostu zatrudnienia. Co więcej, szczególny wzgląd na przepisy bezpieczeństwa powinien również ograniczyć liczbę wypadków na liniach produkcyjnych, a także promować lepsze warunki pracy w halach fabrycznych, ponieważ monotonne i fizycznie wymagające prace staną się domeną robotów. Z myślą o firmach produkcyjnych członkowie konsorcjum snują już kolejne plany dotyczące komercjalizacji wybranych technologii, w tym oprogramowania internetowego Drag & Bot pozwalającego w prosty sposób programować roboty przemysłowe. Wszystko wskazuje też na to, że bazujące na dokonanych odkryciach inicjatywy poboczne również w niedługim czasie wprowadzą na rynek nowe produkty.
Słowa kluczowe
LIAA, automatyzacja, roboty, systemy symbiotyczne, produkcja, współpracownik, miejsca pracy, operatorzy, linia montażowa, produkcja przemysłowa na dużą skalę, zatrudnienie
