Inteligentne rozwiązanie wspomaga współpracę ludzi i robotów
Obecnie stoimy u progu piątej rewolucji przemysłowej, nazywanej także Przemysłem 5.0. Jednym z głównych obszarów jej zainteresowania są roboty, będące ważnym elementem Przemysłu 4.0 jednak obecne założenia wykraczają poza dotychczasową koncentrację na wydajności, produktywności i automatyzacji pojedynczych robotów. Nowe podejście zakłada ścisłą współpracę ludzi i maszyn. Oparty na ludziach paradygmat nieustannie przekłada się na zyski przemysłu, a także na jego wpływ społeczny. Roboty współpracujące, nazywane także czasami kobotami, są projektowane w sposób umożliwiający bezpieczną współpracę z ludzkimi operatorami bez konieczności stosowania konwencjonalnych ogrodzeń bezpieczeństwa. Ta technologia ma stanowić fundament Przemysłu 5.0. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu SHAREWORK, będącego częścią klastra projektów Effective Industrial Human-Robot Collaboration, opracował rozwiązanie umożliwiające realizację tego założenia. W ramach prac badacze stworzyli aż 14 modułów sprzętowych i programowych, których działanie zostało zweryfikowane w czterech scenariuszach dotyczących produkcji przemysłowej.
Koboty oraz ich postrzeganie świata, mobilność, bezpieczeństwo i komunikacja
W ramach projektu SHAREWORK udało nam się połączyć robotykę, algorytmy sztucznej inteligencji oraz nauki społeczne w celu wypełnienia luki pomiędzy zadaniami wykonywanymi ręcznie i w pełni zautomatyzowanymi pracami. Nasze rozwiązanie pozwala na połączenie dokładności, powtarzalności i możliwości robotów z inteligencją i elastycznością ludzi”, wyjaśnia Néstor García z Katalońskiego Ośrodka Technologii Eurecat, koordynator techniczny projektu. Modułowe rozwiązania opracowane przez konsorcjum projektu łączą elementy analizy otoczenia, planowania ruchu, bezpieczeństwa i komunikacji. Dzięki nim koboty mogą poznawać i analizować swoje środowisko pracy oraz reagować na różne czynniki. Między innymi oznacza to, że mogą wykrywać obecność i ruchy operatora w czasie rzeczywistym i reagować na nie, mogą także świadomie i dynamicznie planować dalsze działania z uwzględnieniem ludzi, a także bezpiecznie poruszać się po otoczeniu. Nowatorskie rozwiązania pozwalają im nawet dostosowywać swoje ustawienie, by zapewnić prawidłową i zdrową postawę pracowników. Dzięki opracowanemu w ramach projektu modułowi szkoleniowemu dla operatorów wykorzystującemu rzeczywistość rozszerzoną pracownicy ci mogą lepiej poznać możliwości techniczne i oswoić się z nowym rozwiązaniem.
Współpraca człowiek-robot w praktyce – cztery przypadki użycia w produkcji przemysłowej
Roboty wykorzystujące moduły opracowane w ramach projektu SHAREWORK zostały wykorzystane w procesach montażu podzespołów. Jedno z rozwiązań pomagało przy wykonywaniu powtarzalnych zadań związanych z nitowaniem przy wstępnym montażu metalowych ram drzwiowych i okiennych wykorzystywanych w tramwajach. Współpraca ludzi i robotów pozwoliła na skrócenie czasu montażu, a także na zwiększenie dobrostanu pracowników. Kolejny robot wspomagał wieloetapowy montaż dużych, ciężkich, metalowych urządzeń pozycjonujących, dotychczas wykonywany ręcznie. Robot wyposażony w innowacyjne rozwiązania był w stanie zrozumieć i reagować na zamiary operatora dzięki inteligentnej technologii rozpoznawania gestów. Moduły SHAREWORK zostały także wykorzystane w sektorze motoryzacyjnym – idealnym rozwiązaniem okazał się robot przenoszący i podtrzymujący ciężkie drzwi i maski samochodów w czasie ich montażu i demontażu przez operatora w ramach procesu malowania. Koboty wyposażone w rozwiązania SHAREWORK współpracowały także z ludźmi przy przenoszeniu bardzo zróżnicowanych elementów metalowych pomiędzy magazynem i obrabiarkami, co wykazało możliwości zrozumienia zachowań pracowników i przewidywania zadań w celu płynnego poruszania się po hali fabrycznej.
Zrównoważony, ludzki i odporny przemysł wytwórczy
Kluczem do powszechnej akceptacji współpracy ludzi i robotów jest przyjęcie nowych pracowników przez ich ludzkich odpowiedników. Z myślą o tym zespół projektu SHAREWORK zastosował podejście oparte na współtworzeniu, włączając użytkowników końcowych w prace już od wczesnych etapów rozwoju rozwiązania. Oprócz korzyści dotyczących wytwarzanych produktów oraz ich producentów, wykorzystanie kobotów na szeroką skalę niesie za sobą wiele innych korzyści – roboty mogą przejmować najbardziej niebezpieczne i powtarzalne zadania, dzięki czemu pracownicy nie będą musieli zmagać się z ich skutkami psychologicznymi, a także z ryzykiem wypadków i urazów. Co więcej, takie rozwiązania pozwolą na tworzenie miejsc pracy o większej wartości dodanej. Dzięki temu, że roboty dosłownie przejmą część obciążeń związanych z wykonywanymi zadaniami, sprzyjają także włączeniu społecznemu poprzez usuwanie barier fizycznych. „Zastosowanie robotów współpracujących oraz zaawansowanych technologii cyfrowych w środowiskach przemysłowych wzmacnia przemysł europejski, torując drogę do opracowania zrównoważonych, skoncentrowanych na człowieku i odpornych linii produkcyjnych. Zaangażowanie pracowników w proces współtworzenia sprzyja wdrażaniu tych nowych technologii, co przekłada się na włączenie społeczne oraz większą równość płci”, podsumowuje Simona Neri, koordynatorka projektu z ramienia Katalońskiego Ośrodka Technologii Eurecat. Wszyscy interesariusze zainteresowani pogłębianiem wiedzy na temat współpracy ludzi i robotów, a także rezultatami projektu SHAREWORK mogą wziąć udział w jednym z pięciu otwartych szkoleń organizowanych przez konsorcjum SHAREWORK.
Słowa kluczowe
SHAREWORK, robot, współpraca ludzi i robotów, montaż, roboty współpracujące, produkcja, Przemysł 5.0, robotyka, rzeczywistość rozszerzona, kobot, mechatronika
