Szykuje się rewolucja w branży robotyki

Pandemia odcisnęła negatywne skutki w wielu branżach przemysłu. Sektor robotyki na świecie i w Polsce także odczuł kryzys. Czy rynek robotyki i automatyki wychodzi już na prostą? Co czeka te sektory w najbliższych latach? Na te oraz inne pytanie odpowiedział Ludwik Kotliński, główny specjalista w zakresie robotyki w firmie ABB.

Rozpoczyna się trzeci rok ciężkiej próby dla światowej gospodarki. Spowolnienie odczuły niemal wszystkie branże przemysłowe. Czy robotyka również odnotowała straty w związku z pandemią?

Nie da się ukryć, że rynek robotyki na świecie i w Polsce odczuł kryzys. Problemy logistyczne, zaburzenia w łańcuchach dostaw, a dodatkowo blokada Kanału Sueskiego, spowodowały wiele zawirowań, co wyraźnie widać w statystykach. Analizując dane z raportu Międzynarodowej Federacji Robotyki (International Federation of Robotics) za rok 2020 widzimy, że jako branża w ujęciu globalnym zanotowaliśmy niewielki wzrost (0,5 proc. w stosunku do roku 2019), osiągając trzeci najlepszy wynik po latach 2017 oraz 2018. Jeśli chodzi o odbiorców, to największym był sektor elektroniki, tam odnotowaliśmy wzrost na poziomie 23 proc. Natomiast jeśli chodzi o rynek polski, to w stosunku do roku 2019 zanotowaliśmy około 20-proc. spadek, co w dużej mierze wynikało z sytuacji globalnej i specyfiki naszej gospodarki. Sztandarowym przykładem ogromnych ograniczeń był przemysł motoryzacyjny - gwałtowne zmniejszenie się rynków zbytu, a także problemy z dostawą komponentów ograniczyły produkcję, a więc także zamówienia u kontrahentów.

Czy już wychodzimy „z dołka”?

Analizy pokazują dobre perspektywy na kolejne lata. Również w Polsce przewidujemy duży wzrost zainteresowania robotyzacją i automatyzacją produkcji. Warto tu zauważyć, że obok tradycyjnych zastosowań - przemysł ciężki, obsługa maszyn, spawalnictwo czy motoryzacja, pojawiają się kolejne segmenty rynku zainteresowane tymi technologiami. Na przykład rynek spożywczy - jest tu widoczny duży potencjał, choć ilościowo wciąż nie jest to odzwierciedlone w ogólnych statystykach.

Robotyzacja kojarzy się z dużymi firmami, które mają kilkadziesiąt, a czasem kilkaset robotów. Czy równocześnie rośnie również rynek małych i średnich firm, gdzie wykorzystuje się pojedyncze urządzenia?

Zdecydowanie tak, choć statystyki są pod tym względem mocno mylące. Dla przykładu w ramach jednej inwestycji w branży automotive potrafi być oddanych do użytku kilkaset robotów, w konfrontacji z takim wolumenem małe firmy instalujące jednego czy dwa roboty są niezauważalne. Zainteresowanie i rozwój jednak widać. Wynika on z różnych czynników - z rosnącego deficytu rąk do pracy na polskim rynku, ze stale rosnących kosztów pracy, z coraz dokładniejszej analizy produktywności firmy, i na pewno w tym zestawieniu warto przypomnieć, że ostatnie dwa lata to ogromne absencje pracowników, którzy chorowali lub byli kierowani na kwarantannę z powodu kontaktu z wirusem. Większe zakłady pracy często miały problem z pełnym obsadzeniem linii produkcyjnych.

To chyba nigdy nie będzie wyglądać równie efektownie w statystykach, bo równowagą dla jednej fabryki automotive musi być kilkadziesiąt lub nawet kilkaset małych firm…

Dlatego jestem dość ostrożny w analizach statystyk. Trzeba mieć świadomość tego, że automatyzacja i robotyzacja w mniejszych firmach postępuje nie mniej dynamicznie. A potencjał, jaki niesie zmieniające się podejście szefów takich firm, jest z roku na rok coraz większy.

Grupa ABB ma ugruntowaną pozycję w branży. W jaki sposób staracie się utrzymywać pozycję lidera?

Wystarczą fakty, które jednoznacznie pokazują, że naszą pozycję na rynku budujemy w oparciu o nowe technologie i nowatorskie rozwiązania. Wiele elementów, które funkcjonują dzisiaj na rynku wprowadzaliśmy jako pierwsi. Naszym celem jest bowiem nie tylko podążanie za trendami, ale wręcz kreowanie tych trendów, co często się udaje. Chociażby robot YuMi®, który był pierwszym dwuramiennym cobotem na rynku. Wówczas jeszcze - w 2015 roku - rynek cobotów dopiero powstawał.
Natomiast jeśli chodzi o zastosowania robotów ABB, to obszar ten stale się poszerza. Zdecydowanie wychodzimy poza przemysł ciężki i samochodowy, roboty to już nie tylko przenoszenie, malowanie i spawanie. Dzisiaj roboty ABB pracują w laboratoriach, gdzie pomagają w przeprowadzaniu testów na COVID-19, by ograniczać styczność pracowników z wirusem. Mocno wchodzimy także w technologię druku 3D, dostarczając na przykład gotowy pakiet wspomagający aplikację druku 3D w oparciu o jednostki zrobotyzowane.

ABB w swojej historii wprowadziło na rynek wiele nowatorskich produktów, jednym z ostatnich przykładów jest robot IRB 390 o kinematyce równoległej i niespotykanym na rynku udźwigu rzędu 15 kg.

Wspomniany robot YuMi najbardziej chyba otworzył nieoczekiwane możliwości zastosowania robotów. Bezpieczny, precyzyjny, gotowy do pracy ramię w ramię z człowiekiem. Kilka lat wcześniej to było nie do pomyślenia.

Największym problemem z cobotami była ich precyzja, warto tu zaznaczyć, że YuMi dorównuje w tym aspekcie standardowym robotom przemysłowym. Poza tym, priorytetem było bezpieczeństwo. Normy ustanawiane przez ABB są nie tylko zgodne ze wszystkimi oficjalnymi wymaganiami, ale często wykraczają znacznie poza nie. Cały czas poszukujemy rozwiązań, żeby nasze urządzenia były pod każdym względem bezpieczne.

Jednym ze stosunkowo nowych narzędzi w ramach oprogramowania RobotStudio^®, służącego do projektowania i programowania stanowisk zrobotyzowanych, jest moduł programowy, dzięki któremu możemy zasymulować zatrzymanie awaryjne manipulatora, a w szczególności wyznaczyć drogę, jaką przebędzie robot w takiej sytuacji. To niezwykle pożyteczne narzędzie, które pozwala ocenić czy dane rozwiązanie spełnia normy bezpieczeństwa pod względem ochrony zdrowia i życia człowieka.

Płynnie przeszliśmy do kwestii bezpieczeństwa. W tym zakresie również nastąpiła w ostatnich latach duża zmiana. Jeszcze kilkanaście lat temu manipulator musiał pracować w wydzielonej klatce bezpieczeństwa, był szczelnie ogrodzony, a dostępu do niego broniły systemy autoryzacji. Dzisiaj roboty pracują na linii produkcyjnej blisko ludzi. Operują dość swobodnie. Klatka już im nie jest potrzebna?

Nie da się sprowadzić kwestii bezpieczeństwo do samego manipulatora, bo on jest tylko jednym z elementów całego stanowiska zrobotyzowanego. Bezpieczeństwo musi uwzględniać nie tylko kinematykę ramienia, ale także jego zakres ruchu czy charakter pracy zainstalowanego chwytaka wraz z detalem. Kontrola bezpieczeństwa odbywa się więc nie tylko na poziomie samych urządzeń, ale również oprogramowania. I przede wszystkim tu nastąpił ogromny rozwój, pojawiły się skanery ruchu, które monitorują obecność i zachowanie człowieka, kurtyny bezpieczeństwa w podczerwieni, analizatory momentów obrotowych na osiach robota, co pozwala sprawniej i szybciej wykrywać ewentualne kolizje i odpowiednio zareagować. I oczywiście wynikiem końcowym musi być analiza i ocena ryzyka dla całej stacji roboczej, a nie tylko manipulatora.

W ramach prac badawczo-rozwojowych w zakresie robotyzacji widać wiele wyzwań. Z jednej strony jest bezpieczeństwo, z drugiej precyzja, z trzeciej jeszcze możliwość zwiększenia udźwigu czy zasięgu. A co tak naprawdę jest dzisiaj najważniejsze dla przemysłu?

Naszym podstawowym zadaniem jest oczywiście spełniać oczekiwania, jakie stawiają przed nami nasi klienci. Dzisiaj rynek oczekuje, że proponowane rozwiązania będą z jednej strony bardzo elastyczne i łatwe do dowolnego przekonfigurowania, z drugiej jednak muszą być doskonale dobrane do potrzeb. Muszą też charakteryzować się coraz większą wydajnością. Przede wszystkim jednak nasi odbiorcy chcą, by robotyka była „coraz łatwiejsza”, aby nie wymagała obsługi przez specjalistów, jednak - i tu wracam do wspomnianej elastyczności - pozwalała na modyfikacje i zarządzanie cyklem pracy robota w sposób możliwie najprostszy. To pracownicy na liniach produkcyjnych mają obsługiwać stanowiska zrobotyzowane, zmieniać ustawienia, bez konieczności posiadania specjalistycznej wiedzy.

Drugim znaczącym oczekiwaniem jest bezpieczeństwo, które pozwoli zlikwidować wygrodzenia i klatki, by manipulatory mogły bezpośrednio współpracować z ludźmi. I z punktu widzenia inżynierskiego to jest jedno z największych wyzwań, ponieważ wciąż na całym świecie jest niewiele przykładów stanowisk, gdzie człowiek jednocześnie z robotem pracuje na jednym detalu. Odejście od stref wydzielonych ma także swoje uzasadnienie ekonomiczne, ponieważ wielu klientów zaczyna liczyć produktywność swojego biznesu na podstawie zyskowności z danej powierzchni. Rozwój systemów bezpieczeństwa w przyszłości może zaowocować tym, że na tej samej powierzchni możliwa będzie instalacja większej liczby stanowisk.

Oczywiście nie można w tym miejscu nie wspomnieć o mobilności, która także jest coraz ważniejsza. Widzimy taką potrzebę i staramy się mieć w tym zakresie dobrą propozycję. Do Grupy ABB dołączyła niedawno firma ASTI Mobile Robotics, wiodący producent autonomicznych robotów mobilnych. Połączenie obu ofert otwiera przed użytkownikami zupełnie nowe możliwości.

Ale spojrzenie w przyszłość ma też drugą stronę, bo dobra firma inżynierska nie tylko odpowiada na zapotrzebowanie rynku, ale kreuje nowe rozwiązania. Nad czym ABB pracuje obecnie w tym zakresie?

O naszych przełomowych rozwiązaniach mówiliśmy już wcześniej i oczywiście w naszych laboratoriach cały czas trwają prace nad kolejnymi propozycjami. I oczywiście o takich pracach, na etapie badań, nie mówi się głośno. Mogę jednak zdradzić, że dynamika nowości, jeśli chodzi o robotykę ABB, będzie w najbliższych latach niespotykana. Jeszcze nigdy w takim tempie nie rozwijaliśmy naszych produktów. Obecnie jesteśmy świadkami zmiany generacyjnej w zakresie kontrolerów robotów, czyli ich jednostek sterujących. Nowa rodzina kontrolerów OmniCore to nowoczesna platforma, która według zapowiedzi Grupy ABB do 2025 roku zastąpi stosowane do tej pory kontrolery IRC5. Zmiana ta oznacza m.in. zwiększenie możliwości procesowych, miniaturyzację oraz - co jest niezwykle ważne - pełną integrację z platformą ABB Ability™, czyli innowacyjną platformą w chmurze, służącą do monitorowania, optymalizowania i kontrolowania systemów produkcyjnych, tworząc w ten sposób dodatkową wartość dla klientów w ramach czwartej rewolucji przemysłowej. To będzie prawdziwy krok milowy dla robotyki.

Źródło: ABB
Redaktor: MRR