Bezpieczniejsza współpraca pomiędzy ludźmi i robotami w miejscach pracy przyszłości
Zakłady produkcyjne przyszłości będą w dużym stopniu polegały na opracowaniu bezpiecznych i efektywnych kosztowo hybrydowych systemów montażu i pakowania opartych na współpracy robotów i ludzi. Dążenia te uwidaczniają jednak szereg wyzwań i braków, którym musi stawić czoła przemysł wytwórczy w Europie, obejmujące brak zdolności adaptacyjnej, elastyczności oraz integracji pionowej. Wspierany przez UE projekt SYMBIO-TIC (Symbiotic Human-Robot Collaborative Assembly: Technologies, Innovations and Competitiveness) zajął się opracowaniem narzędzi dla sektorów, które patrzą nieprzychylnym okiem na robotyzację i których procesy oraz zadania są zwykle postrzegane jako zbyt złożone, aby była możliwa ich automatyzacja. Zestaw narzędzi obejmuje między innymi system zapobiegania kolizjom, narzędzie planowania i kontroli przeznaczone do monitorowania i planowania zadań związanych z montażem, intuicyjne komendy pozwalające na kontrolowanie robotów oraz system wsparcia pracowników w czasie rzeczywistym, dopasowany do kompetencji i poziomów umiejętności robotników, a także zmiennych sekwencji montażu. Symbiotyczne rozwiązanie multimodalne Przeszkody stojące na drodze do wdrożenia współpracy pomiędzy ludźmi i robotami w firmach często dotyczą wysokich wstępnych kosztów inwestycji, braku kompetencji programistycznych, niedostatecznej elastyczności fabrycznie zaprogramowanych rozwiązań w dynamicznych środowiskach oraz obaw związanych z bezpieczeństwem. Nie istnieją także jednolite normy ani regulacje związane z tym zagadnieniem, co doprowadziło do powstania zakazu pracy ludzi i robotów w jednym środowisku wynikającego z zastrzeżeń i obaw dotyczących bezpieczeństwa. Zespół pracujący przy projekcie SYMBIO-TIC opracował modularne rozwiązanie po dokonaniu analizy linii montażowej obejmującej zarówno ludzi, jak i roboty oraz określeniu w jej wyniku najważniejszych brakujących elementów. Jak stwierdził koordynator projektu, profesor Lihui Wang reprezentujący szwedzki Królewski Instytut Techniczny KTH (Kungliga Tekniska Högskolan): „Kiedy pracownik wchodzi na zrobotyzowaną linię montażową, najważniejszym priorytetem jest bezpieczeństwo. Dopiero kolejnym jest traktowanie robota jako członka zespołu. Na poziomie systemowym, każda interakcja pomiędzy człowiekiem i maszyną musi być koordynowana i monitorowana”. Rozwiązanie opracowane w ramach projektu SYMBIO-TIC oferuje system sprawiający, że dotychczas wykorzystywane roboty przemysłowe staną się bezpieczne, inteligentne i gotowe do współpracy. „Takie podejście pozwala branżom, które obawiają się wypróbowania możliwości współpracy ludzi i maszyn na łatwe i proste zgłębienie tej kwestii”, twierdzi profesor Wang. Jedną z najmocniejszych stron nowego systemu jest włączenie „bloków funkcyjnych” zawierających różnorodne algorytmy wykorzystujące dane i wydarzenia, które mogą następnie posłużyć jako dane wejściowe na potrzeby kolejnych bloków. Takie rozwiązanie zapewnia większą elastyczność i możliwości adaptacji, pozwalając na przykład na zmianę trajektorii pracy robota w sytuacji, gdy zbliży się do niego człowiek. Zespołowi udało się do tej pory zaprezentować system aktywnego unikania kolizji zapewniający bezpieczeństwo pracowników. Obecnie opracowywany jest prototyp integrujący wszystkie moduły i podzespoły, który będzie gotowy do marca 2019 roku i posłuży do demonstracji pełnego rozwiązania. Prototyp trafi do szwedzkiej fabryki Volvo Cars, gdzie będzie zajmował się montażem systemu równoważenia mas w samochodzie, jednak będzie odizolowany od normalnego środowiska produkcyjnego. Następnie zespół skupi się na pozyskaniu nowych partnerów, którzy pomogą w rozwoju technologii oraz doprowadzeniu jej do stanu, w którym będzie możliwe jej wprowadzenie na rynek. Inteligentne podmioty Projekt SYMBIO-TIC wpisuje się w dążenia do zwiększenia konkurencyjności europejskiego przemysłu dzięki nowoczesnym technologiom zwiększającym jego możliwości. Przede wszystkim system pozwoli na zwiększenie produktywności dzięki skróceniu linii montażowych, obniżeniu czasu przestojów pracowników i maszyn, a także umożliwieniu błyskawicznej kontroli robotów przy pomocy głosu, komend wizualnych oraz dotyku, co zredukuje zapotrzebowanie na umiejętności programistyczne. Rezultatem będzie przyszłość, w której pracownicy działów montażu będą „inteligentnymi podmiotami”, współpracującymi z robotami w ramach spójnych, skutecznych zespołów, komunikującymi się i kontrolującymi swoich robotycznych współpracowników w naturalny sposób przy pomocy mowy, języka migowego oraz dotyku. „Dążymy do osiągnięcia lepszych rezultatów dotyczących aspektów środowiskowych oraz społecznych poprzez zapewnienie energooszczędnych sposobów kontroli robotów oraz środowisk pracy opracowanych z myślą o ergonomii. Ten ostatni aspekt pozwoli na poprawę jakości życia pracowników, a zarazem będzie sprzyjał równości płci, ponieważ dzięki wsparciu robotów także kobiety będą w stanie wykonywać nawet najtrudniejsze i najcięższe prace”, stwierdził profesor Wang. „Tym sposobem inteligentne podmioty będą w stanie wykonywać każdą pracę tak samo wydajnie, niezależnie od płci, wzrostu, wieku czy siły fizycznej”. System pozwoli także na zapewnienie odpowiedniej jakości produktów dzięki temu, że ludzie pozostaną odpowiedzialni za przeprowadzanie kontroli i wprowadzanie niezbędnych poprawek.
Słowa kluczowe
SYMBIO-TIC, robot, automatyzacja, fabryka, bezpieczeństwo, linia montażowa, produkcja, algorytmy
