Kolaborativni roboti, budućnost industrijske robotike

Kolaborativni roboti nisu napravljeni da bi radnicima „ukrali“ radna mesta nego da bi im pomogli i olakšali posao i povećali kvalitet njihovog rada na proizvodnoj liniji

Svima su već uveliko poznati industrijski roboti – mašine koje su napravljene da samostalno obavljaju poslove u proizvodnji. To su snažni i izdržljivi roboti koji su sposobni da posao obavljaju neuporedivo brže, efikasnije i preciznije od bilo kog čoveka. Upravo ta njihova brzina i snaga mogu da ih učine opasnim za radnike koji se nalaze u njihovoj blizini. A kako postoji mnoštvo poslova gde je u procesu proizvodnje neophodno da se na nekim mestima angažuje i čovek, instalacija industrijskog robota može da predstavlja potencijalni problem.

Zato je osmišljena posebna forma industrijskih robota – kolaborativni roboti (ili koboti), koji su napravljeni tako da mogu da deluju pored ljudi, u zajedničkom radnom prostoru, bez opasnosti da će ih povrediti. U takvim slučajevima, koboti su zaduženi za repetitivne poslove, dok radnici obavljaju složenije zadatke koji zahtevaju više mentalni, a manje fizički rad. Kolaborativni roboti su u takvim okruženjima dizajnirani da budu komplementarni sa poslovima koje ljudi obavljaju, zajedno čineći optimalan proizvodni proces.

Istorijat kobota

Početkom devedesetih godina prošlog veka, Occupational Safety and Health Administration (OSHA) iz SAD-a, postala je zabrinuta zbog načina na koji su rešavani ergonomski problemi u automobilskoj industriji. Teški, ponavljajući poslovi, uticali su na zdravlje radnika koji su ih obavljali, a koje bi roboti mogli lako i jednostavno da izvršavaju. Međutim, problem je što su na tim radnim mestima bili potrebni i radnici, pa nije bilo bezbedno postavljati postojeće industrijske robote.

„Pritisak“ koji je OSHA napravila, dovela je do toga da se Northwestern University i UC Berkley ozbiljno pozabave tom temom. Zahvaljujući tome, Dž. Edvard Kolgejt (J.Edvard Colgate) i Majkl Peškin (Michael Peshkin) su 1996. godine napravili prvog kobota, kog su definisali kao „uređaj i metodu za direktnu fizičku interakciju između osobe i računarski kontrolisanog manipulatora“. Njihov kobot je, u suštini, bila kolaborativna mašina, koju je kontrolisao računar, namenjena za pomoć radnicima da svoje svakodnevne poslove obavljaju uz znatno manje fizičkog naprezanja. Pored njih, i mnoge kompanije specijalizovane za razvoj industrijskih robota prepoznale su potencijal kolaborativnih robota. Kuka Robotics, kompanija koja je napravila jednog od prvih industrijskih robota, predstavila je 2004. godine svog prvog kobota, LBR 3. U „trku“ se uključila i Universal Robots, jedna od najvećih kompanija za proizvodnju robota, koja je 2008. godine predstavila UR5 kobota, a četiri godine kasnije i unapređeni model, UR10. Tokom 2008. godine, prvi kolaborativni robot je instaliran na svom „radnom mestu“, u fabrici za proizvodnju tehničke plastike i gume. Nakon toga, industrijska proizvodnja više nije mogla da ostane ista. Kada su ljudi videli da robotske ruke mogu da rade zajedno sa njima, bez posebne sigurnosne opreme (bezbednosnih kaveza, ili specijalnih zaštitnih odela), koboti su postali široko prihvaćeni u svim industrijama. Danas oni predstavljaju uobičajen i integralni deo proizvodnog procesa, a poseduju i veliki broj inteligentnih opcija koji ih čine mnogo fleksibilnijim i funkcionalnijim nego što je to ranije bio slučaj. Kolaborativni roboti stoga danas predstavljaju jedan od najuzbudljivijih pravaca razvoja robotike u industriji i još uvek imaju strmu putanju uspona i prihvatanja.

Tržište kolaborativnih robota

Sposobnost kobota da rade zajedno sa ljudima znatno proširuje potencijal upotrebe robotike u proizvodnji. Zato se u narednim godinama očekuje eksponencijalni rast ove grane robotike, kao i otkrivanje novih načina kako da industrije ostvare veći profit njihovim upošljavanjem u procesu proizvodnje.

Uostalom, taj trend rasta je već uočljiv. Analitičarska kuća Interact Analysis objavila je podatak da je industrija kolaborativnih robota u 2017. godini vredela oko 400 miliona dolara. Samo godinu dana kasnije, 2018. godine, vrednost je porasla za 60 procenata (na više od 600 miliona dolara). Taj brzi rast predstavljao je samo početak. Ista analitičarska kuća procenjuje da će u roku od 10 godina od tog trenutka, dakle do 2027. godine, tržište kolaborativnih robota vredeti 7,5 milijardi dolara, kao i da će obuhvatati 29 procenata ukupnog tržišta industrijskih robota. Jedna druga analitičarska kuća, ABI Research, dala je dugoročniju prognozu. Prema njihovim predviđanjima, industrija kobota bi do 2030. godine mogla da vredi više od 11,8 milijardi dolara. Ta predviđanja znače da smo tek na početku rasta ove industrijske grane, kao i da se za sada ne vidi kada bi takav trend mogao da posustane. Moramo da naglasimo da postoji nekoliko različitih faktora koji utiču na ovakav razvoj događaja. Među njima bismo izdvojili sve veći nedostatak kvalifikovane radne snage, povećanje cene rada, povećanje broja proizvoda i skraćenje njihovog životnog ciklusa, kao i sve veća potreba za fleksibilnošću u automatizaciji proizvodnje. I naravno, jedan od najvažnijih faktora je postizanje bržeg ROI-a i veće profitabilnosti.

U proteklih nekoliko godina, kolaborativni roboti su se pokazali kao idealna „radna snaga“ u malim i srednjim kompanijama. Razlog je što oni imaju inicijalno manje troškove od industrijskih robota, manjih su dimenzija i brzo se otplaćuju u uslovima proizvodnje u manjim serijama. Međutim, u poslednje vreme i velike kompanije sve više shvataju prednosti kobota i počinju da ih implementiraju u svoje procese proizvodnje. Prihvatanje kobota u velikim kompanijama biće jedan od najvažnijih činilaca koji će obezbediti njihov ubrzan rast tržišnog udela u automatizaciji proizvodnje.

Industrija u kojoj će se verovatno pronaći najviše primena za kolaborativne robote je proizvodnja elektronskih delova. Ova industrija je specifična po tome što ima veliki broj varijacija delova i kratak životni vek proizvoda. Koboti se tu veoma dobro uklapaju zbog svoje superiorne fleksibilnosti u odnosu na klasične industrijske robote.

Prednosti upotrebe kolaborativnih robota

U odnosu na tradicionalne industrijske robote, koloaborativni roboti imaju veliki broj prednosti. Sa stanovišta upotrebe, najvažnija je svakako bezbednost. Ovakvi roboti mogu da se postave u najrazličitija okruženja jer su dizajnirana da minimizuju rizik od povrede na radnom mestu. Dizajnirani su sa zaobljenim površinama, opremljeni su velikim brojem senzora koji služe za izbegavanje kolizije sa ljudima (i drugim robotima), imaju limitatore snage, kao i različite druge pasivne sisteme zaštite. Takođe, oni poseduju i bezbednosne protokole koji će ih isključiti u slučaju bilo kakve neplanirane i potencijalno opasne situacije.

Fleksibilnost upotrebe je takođe jedna od značajnih prednosti. Koboti mogu da se lako programiraju i to bez znanja programskih jezika. Postoje čak i modeli kobota kojima je dovoljno da se pokaže šta treba da urade, jednostavnim pomeranjem robotske ruke na određeno mesto i ručno izvršenje željenog zadatka, koji će on kasnije reprodukovati tokom rada. Na taj način, kolaborativni roboti mogu da se brzo preusmere sa jednog automatizovanog zadatka na drugi, praktično bez prekida proizvodnog procesa. Neki koboti su napravljeni da budu mobilni, pa se lako mogu „odgurati“ sa jedne pozicije na drugu, kako bi obavili neki drugi zadatak. Ovakva fleksibilnost smanjuje i inicijalne troškove automatizacije i direktno utiče na brži ROI i povećanje produktivnosti.

Iz fleksibilnosti proizilaze i niski troškovi upravljanja. Upotreba kobota smanjuje vreme potrebno za integraciju u proizvodni proces. Bezbednosne mere kojima su ovi roboti opremljeni isključuju potrebu za postavljanjem neke druge bezbednosne opreme (kao što su ograde ili druga industrijska bezbednosna oprema), koji usporavaju implementaciju i poskupljuju uvođenje robota u proces proizvodnje. To ih čini mnogo atraktivnijim rešenjima za automatizaciju od klasičnih industrijskih robota, čime se proširuje i baza potencijalnih korisnika.

Jednostavno i brzo postavljanje i priprema za rad je još jedna velika prednost. S obzirom da su u pitanju roboti relativno malih dimenzija mogu da se postave i u malim prostorijama u koje neki veliki industrijski robot ne bi mogao da stane. Prosečno vreme integracije kobota u proizvodni proces meri se nedeljama, a u nekim jednostavnijim slučajevima to može da bude završeno i za samo nekoliko dana. To je znatno brže od postavke industrijskih robota (kojima se vreme pripreme uključivanja u proizvodnju meri mesecima), koji uz to zahtevaju i intervenciju stručnjaka, što ovde nije neophodno.

Kao rezultat svih pomenutih prednosti, kao i činjenice da su ovi roboti znatno jeftiniji od klasičnih industrijskih robota, imamo i brz povratak ulaganja u kolaborativne robote, koje se najčešće meri mesecima, a ne godinama. Oni su idealno rešenje za kompanije koje žele da podignu automatizaciju proizvodnje na viši nivo, ali nisu spremne da mnogo rizikuju u finansijskom smislu, niti da remete trenutni proizvodni proces.

Za kraj smo ostavili jednu prednost koja možda nije vidljiva na prvi pogled, ali je itekako važna. Upotreba kobota štiti i osnažuje zaposlene. Istraživanje koje je 2018. godine sproveo američki Bureau of Labor Statistics (Biro za statistiku rada) ukazuje da su ponavljajući pokreti uzročnici čak 39 procenata poremećaja mišićno-skeletnog sistema zaposlenih. Kada koboti preuzmu na sebe takve poslove, radnici ne samo da dobijaju više vremena za obavljanje kreativnih poslova, već se i direktno utiče na poboljšanje njihovog zdravstvenog stanja i smanjenje broja i težine povreda nastalih na radnom mestu.

Sve to ukazuje da kolaborativne robote u proizvodnji čeka svetla budućnost. Njihova popularnost sve više raste i primena im se nalazi u sve većem broju različitih industrija. Takođe, njihova jednostavnost postavljanja i pripreme za rad, kao i fleksibilnost koja donosi laku preorijentaciju na druge tipove zadataka, čini ih idealnim za najrazličitija proizvodna postrojenja. Uz sve to, sama činjenica da mogu da sarađuju sa radnicima na istim poslovima ukida potrebu za postavljanjem posebnih, specijalizovanih proizvodnih linija na kojima bi roboti sami radili, pa kompanije ne moraju da razmišljaju o eventualnim dodatnim troškovima njihovog uključivanja u proizvodni proces. I možda najvažniji utisak je da se upotrebom kobota radnici ne osećaju ugroženim, kao kod implementacije industrijskih robota. Kolaborativni roboti nisu napravljeni da bi radnicima „ukrali“ radna mesta, već da bi im pomogli i olakšali posao i povećali kvalitet njihovog rada na proizvodnoj liniji.