Roboty. Wsparcie czy konkurencja?

Jest wiele powodów, dla których firmy decydują się na robotyzację linii produkcyjnej. Brak odpowiednich zasobów ludzkich, oszczędność czy niedoskonałość działań człowieka. Okazuje się, że robotyzacja nie musi być zagrożeniem dla pracowników. Znajdzie się miejsce i dla człowieka, i dla maszyny [Materiał partnerski].

O tym, że roboty mogą zastąpić ludzi i zająć ich miejsca pracy, pisano już w XIX wieku. Były to czasy, gdy szczytem technologii była maszyna parowa. W czasie II wojny światowej pojawiły się pierwsze komputery i podstawy programowania. Technologie informacyjne – podstawa dzisiejszej gospodarki – zaczęły się dynamicznie rozwijać.

Dokładnie 50 lat temu Alvin Toffler, autor „Szoku przyszłości”, przewidział zmiany, które dziś są określane przez futurologów mianem „czwartej rewolucji przemysłowej”. Wyrastająca z trzeciej rewolucji (nazywanej cyfrową albo technologiczną) kolejna zmiana wiąże się z upowszechnieniem bezprzewodowego internetu, nanotechnologią, znacznym przyspieszeniem przesyłania danych. Obniżenie kosztów produkcji, robotyzacja i automatyzacja, globalny przepływ idei i rozwiązań technicznych – to wszystko sprawia, że człowiek staje się coraz bardziej marginalizowany. Czy aby na pewno?

Ramię w ramię z robotami

Rzeczywistość okazała się zgoła inna od tego, o czym pisał Toffler. Chociaż jeszcze do niedawna decyzja o usprawnieniu i automatyzowaniu procesów poprzez wprowadzenie robotów budziła u pracowników spore obawy, przede wszystkim strach przed utratą stanowiska, dziś okazuje się, że pomimo zmian technologicznych ludzie wciąż mają pracę. W wielu branżach i obszarach wręcz brakuje rąk do pracy. Technologia zmienia wszelkie gałęzie gospodarki, sprawia, że nie tylko produktów i usług jest więcej. Więcej jest także pracy, zadań i możliwości.

Dzisiaj coraz bardziej powszechne staje się – skądinąd słuszne – przeko-
nanie, że roboty nie odbierają pracy, ale wykonują te najbardziej monotonne i powtarzalne czynności. Pracownicy, odciążeni od tych banalnych i przykrych, mogą się skupić na innych obszarach i rozwijać. W praktyce automatyzacja i „maszyny myślące” zastępują ludzkie zadania, ale też zmieniają strategie organizacji. Nikt nie mówi o pracy na całe życie, zajęciu na dekady czy raz zdobytych umiejętnościach, które wystarczą. Firmy wiedzą, że muszą być w procesie ciągłej zmiany. Pracownicy także muszą się szkolić i rozwijać. Roboty zastępują ludzi, to fakt. Ale tylko takich, którzy nie rozwijają się i nie zdobywają umiejętności. O te jest prościej niż kiedykolwiek, bowiem firmy prześcigają się w organizowaniu kursów i szkoleń. Robią to także firmy technologiczne, w których nowoczesne rozwiązania IT są podstawą działania czy produkcji. Pracownicy „idą”
ramię w ramię z robotami.

Przyszłość pracy wymaga od nas rozważenia największych pytań naszego wieku. Jaki wpływ będzie miał dalszy marsz technologii, automatyzacji i sztucznej inteligencji (AI), gdzie pracujemy i jak pracujemy? Jakie jest nasze miejsce w zautomatyzowanym świecie?

Wielu komentatorów skupia się na technologii i jej roli, przewidując wiodącą rolę procesów automatyzacji. W rzeczywistości kształt przyszłych zakładów pracy będzie wynikiem fuzji procesów automatyzacji i wyszkolonych pracowników. O przydatności na rynku pracy będzie decydować także zdolność do kreowania i wdrażania innowacji, często polegających na łączeniu wiedzy i umiejętności z kilku dziedzin. Roboty będą uzupełnieniem naszej pracy. Jak może wyglądać przyszłość? Zobaczmy to na przykładzie firmy Balluff, która aktywnie działa w obszarze czwartej rewolucji (po)przemysłowej.

Balluff i robotyzacja

  1. Źródło problemu

    Kluczowy problem, który stoi u podstaw decyzji o robotyzacji, zależy od specyfiki danego zakładu. W przypadku, który chcemy zaprezentować, tym problemem był brak precyzji pomiarów zasuwnic metalowych. Nawet doświadczeni pracownicy o wysokich kwalifikacjach ze względu na czynniki zewnętrzne wykonywali pomiary niedokładnie, przez co często zmuszeni byli je powtarzać. Stanowiło to problem zarówno dla wspomnianych specjalistów, którzy frustrowali się wielokrotnym wykonywaniem tej samej czynności, jak i kadry zarządzającej, która oprócz dbania o nastrój kadr zwracała uwagę na potrzebę optymalizacji czasu pracy i efektywności, a tym samym zwiększenie zysków. Dlatego wspólnie z naszym wieloletnim partnerem, firmą Unit – producentem maszyn i systemów automatyki przemysłowej – zobowiązaliśmy się do opracowania narzędzia, które nie tylko usprawni pomiary, ale także zredukuje czas potrzebny na ich wykonanie: najnowszej generacji przyrząd do pomiaru i weryfikacji poprawności wykonania zasuwnic metalowych.
  2. Wyzwania

    Maszyna, którą zdecydowaliśmy się stworzyć, miała być przede wszystkim możliwie precyzyjna ze względu na rygorystyczne wymogi związane z kontrolą jakości. To oznaczało wyposażenie pracowników w odpowiednie technologie. Jednocześnie proponowane rozwiązanie miało być łatwe w implementacji i proste w obsłudze, tak aby każdy delegowany do tego narzędzia pracownik nie musiał przechodzić osobnego szkolenia i poświęcać dodatkowego czasu na przyswajanie wiedzy o urządzeniu. W momencie wdrażania rozwiązania sporym problemem okazał się brak przekonania pracowników co do zasadności automatyzacji w firmie, czyli wspomniany już wcześniej strach przed utratą pracy.
  3. Tester zasuwnic – skomplikowana siła prostoty

    Rozwiązanie, które zaproponowaliśmy, jest skomplikowane w warstwie koncepcyjnej i konstrukcyjnej, ale stosunkowo proste w codziennym zastosowaniu. System pozwala na sprawną weryfikację badanego detalu w trzech wymiarach jednocześnie. Centrum detalu pozycjonowane jest w nieruchomym gnieździe, natomiast oba jego końce mocowane są w gniazdach znajdujących się na ruchomych wózkach. Te wyposażone są z kolei w przygotowane przez nas enkodery magnetyczne BML SL1.

    Wzdłuż podstawy stanowiska pomiarowego zamontowano kodowaną taśmę magnetyczną. Takie rozwiązanie pozwala na odczytanie z enkoderów jednocześnie trzech wymiarów: całkowitą długość detalu oraz dwie odległości (od środka do końców).
    Zastosowanie enkoderów daje wiele korzyści, na przykład prosty sposób montażu, ponieważ taśma magnetyczna, której wymaga enkoder, jest samoprzylepna. Jednocześnie pomiędzy taśmą magnetyczną a enkoderem nie ma styku ani mechanicznych elementów ruchomych, podlegających zużyciu i powodujących konieczność konserwacji lub napraw. W aspekcie użytkowym najważniejszą cechą enkoderów BML SL1 jest komunikacja po protokole IO-Link. W znaczący sposób ułatwia to programowanie oraz odczyt wartości z enkodera oraz zapewnia wymaganą szybkość odczytu pozycji. Interfejs IO-Link, w który wyposażony jest każdy z enkoderów, pozwala na łatwą integrację ze wszystkimi najpopularniejszymi systemami sterowania spotykanymi na rynku, a w razie potrzeby umożliwia również połączenie z systemami niestandardowymi. Zastosowanie IO-Link eliminuje problem zakłóceń, co stanowi częsty problem w przypadku enkoderów analogowych. (W komunikacji za pomocą IO-Link stosowany jest sygnał cyfrowy). W ten sposób rozwiązany zostaje kolejny problem.
  4. Innowacja IO-Link

    Wspomnieliśmy o IO-Link, ale to technologia, której warto poświęcić jeszcze jeden akapit. Dzięki użyciu standaryzowanych rozwiązań możliwa jest szybsza naprawa usterek i zminimalizowanie liczby dodatkowych urządzeń konwertujących, a co za tym idzie – obniżenie kosztów. Jeszcze kilkanaście lat temu częstym problemem była rozładowana bateria w telefonie i brak ładowarki w plecaku. Dzisiaj w większości urządzeń mobilnych obowiązuje standard Micro USB. Dzięki niemu łatwo zdobyć jest zamienny kabel – można pożyczyć go w trasie od towarzysza podróży, kupić w kiosku lub wyjąć z innego urządzenia i podładować telefon. Podobne sytuacje zdarzają się w automatyce przemysłowej. IO-Link zapewnia szybką i prostą konfigurację nowych i obecnych już w systemach urządzeń. Wszystkie elementy połączone są jednym rodzajem przewodu, co redukuje liczbę przejściówek, minimalizując tym samym ryzyko uszkodzeń i skracając czas instalacji systemu. Standard ten przyspiesza znacząco nie tylko odnajdywanie zaistniałych usterek, ale też wykrywanie miejsc, gdzie mogą one potencjalnie wystąpić, dzięki czemu wyeliminowanie awarii nie wiąże się z kosztownymi przestojami w produkcji. Podczas wymiany IO-Link Device nowe urządzenie jest poddawane automatycznej parametryzacji. Dzięki IO-Link możliwa jest spójna kontrola nad wszelkimi danymi diagnostycznymi i procesowymi, a także komunikacja między elementami systemu. Na rynku automatyki wciąż rośnie liczba urządzeń w standardzie IO-Link. Nic dziwnego – to rozwiązanie ma wiele zalet i jest bardzo prawdopodobne, że już wkrótce zdominuje ono systemy w automatyce, wypierając starsze technologie.

    Podstawowymi elementami systemu IO-Link są:

    • IO-Link Master – komunikacyjna bramka między urządzeniami sterującymi i IO-Link Device;
    • IO-Link Device – urządzenia wykonawcze i sensory (podłączane bezpośrednio do IO-Link Master);
    • nieekranowany przewód 5-żyłowy (w niektórych przypadkach 3-żyłowy);
    • oprogramowanie do konfiguracji i parametryzacji systemu.

    IO-Link Master montowany jest w szafie sterowniczej lub w pobliżu sensorów i urządzeń wykonawczych. Interfejs IO-Link to standard posługujący się komunikacją typu punkt-punkt – każde urządzenie IO-Link Device jest podłączone do osobnego portu. System jest wykorzystywany na szeroką skalę od kilku lat, a IO-Link zdecydowanie ułatwia komunikację, oferując przy tym zdalną parametryzację i diagnostykę – jest to bardzo istotna kwestia w kontekście wdrażania przemysłu 4.0. Określenie to odnosi się do stworzenia fabryki, w której dzięki inteligentnemu zarządzaniu produkcją procesy zachodzą jeszcze szybciej, bez konieczności czasochłonnej interwencji człowieka.

    IO-Master działa na zasadzie cyklicznej wymiany danych z urządzeniami podrzędnymi, które przesyła za pomocą sieci nadrzędnej do adresów sterownika. Urządzenie znakomicie sprawdza się przy korzystaniu z takich sieci przemysłowych, jak: Profibus, Profinet, EtherCat, EthernetIP czy DeviceNet. Znacznie ułatwia to modernizację istniejących w wielu fabrykach aplikacji i tworzenie nowych. Urządzenie zbudowane jest z części odpowiadającej za podłączenie do sieci nadrzędnej, zasilania i urządzeń IO-Link Device. W zależności od potrzeb klienta dostosowywana jest zarówno liczba oraz rodzaj gniazd, jak i sposób montażu elementu.

    IO-Link Device to hardware uzupełniający dla IO-Link. W większości współczesnych urządzeń obecne są mikroprocesory sterujące ich pracą – nasze urządzenie wykorzystuje je dodatkowo do komunikacji z systemem nadrzędnym. Bez problemu można wykorzystać tradycyjne sensory cyfrowe oraz analogowe dzięki specjalnie zaprojektowanym w tym celu modułom wej/wyj przetwarzającym sygnał do standardu IO-Link. Znakomicie sprawdza się wbudowana pamięć – na przykład w czujnikach zliczających, zwalniających program sterujący z kolejnej wartości do zapamiętywania. Czujniki analogowe często wysyłają zwrotną informację w postaci odpowiedniej wielkości prądowej, którą w systemie starej generacji dodatkowy przetwornik analogowo-cyfrowy musiałby przekształcić na konkretną informację. IO-Link robi to sam, eliminując dodatkowe urządzenie i czynności. Oczywiście istnieją również urządzenia pracujące jedynie w standardzie IO-Link, jednak nie należy postrzegać tego jako ograniczenia, a zaletę. Oferują one bowiem znacznie prostszą (i dzięki temu szybszą) obsługę i montaż niż na przykład analogowe odpowiedniki sensorów. Urządzenia IO-link sterowane są za pomocą wartości cyfrowych – niezależnie od tego, czy wymagają operacji na pojedynczych bitach czy wartościach całego rejestru.
  5. Efekty wprowadzonego rozwiązania

    Rozwiązanie opracowane we współpracy z firmą Unit zapewnia lepszą jakość pomiarów i skrócenie czasu tego procesu. Klient jest też w stanie precyzyjnie określić dokładny zysk na dokładności, ze względu na to, że wyniki tych pomiarów zapisywane są w bezpiecznym archiwum cyfrowym, co pozwala na długoterminowe przechowywanie danych i bezproblemowe odtworzenie ich w dowolnym momencie (np. podczas audytu). Istotną zmianą jest też wolniejsze zużywanie testerów dzięki przeprowadzaniu pomiarów bezdotykowych. Zautomatyzowane testery opracowane przez firmę Unit zużywają się dużo wolniej niż „tradycyjne” – liniowe czy obrotowe. Dla klienta oznacza to znaczący spadek kosztów eksploatacji, szczególnie w dłuższej perspektywie. To zaś przekłada się bezpośrednio na skalowalność działalności.
  6. Wsparcie, a nie konkurencja

    Oczywiście poza korzyściami biznesowymi jedną z najważniejszych zalet automatyzacji jest końcowe zadowolenie pracowników, szczególnie osób, które przez wiele lat wykonywały czynności zastąpione obecnie przez pracę robota. Po uruchomieniu przyrządu do pomiaru i weryfikacji poprawności wykonania zasuwnic metalowych pracownicy docenili intuicyjność, niezawodność, niezależność od zewnętrznych czynników i mniej monotonną formę pracy. Dzięki temu urządzeniu to kompetencje specjalistów są czynnikiem najważniejszym, jedynym, który przesądza o jakości ich pracy.

Usprawnienie zamiast zastąpienia


Jak widać z zaprezentowanego przykładu firmy Balluff, robotyzacja to usprawnianie procesów, wspieranie człowieka tam, gdzie technologia po prostu radzi sobie lepiej. Co jest z korzyścią dla pracownika i dla firmy. W rzeczy samej firma Balluff wspiera przedsiębiorstwa w procesie usprawniania procesów produkcyjnych, dostarczając innowacyjne urządzenia i rozwiązania, które służą do planowania produkcji, optymalizacji kosztów i zarządzania jakością. W myśl idei przemysłu 4.0, poprzez zaawansowane rozwiązania z zakresu automatyki przemysłowej poprawia zdolności produkcyjne partnerów i jest „graczem” w rewolucji 4.0, o której w tej publikacji piszemy.

Automatyka to dziedzina, która rozwija się niezwykle szybko. Jest istotną częścią przemysłu i stale ewoluuje. Co pewien czas zostaje do niej wprowadzone nowe rozwiązanie, które znacząco rewolucjonizuje dotychczasowe rozwiązania. Przyspieszanie, usprawnianie i minimalizowanie kosztów produkcji, by osiągnąć maksymalny zysk – oto podstawowe cele, jakie stoją przed każdą dziedziną przemysłu, a przede wszystkim automatyką.

Nowy (cyfrowy) porządek świata

Wbrew obawom wielu robotyzacja i automatyzacja nie musi oznaczać utraty pracy przez pracowników. Niestety, czwarta rewolucja (po)przemysłowa to także czas selekcji. Tak jak każda rewolucja, także i ta wiele zmieni. Na rynku pozostaną firmy, które wdrożyły – i to odpowiedzialnie! – nowoczesne technologie, upadną zaś te podmioty, które nie uznały cyfrowej transformacji za priorytet.

Wielka zmiana technologiczna, której jesteśmy świadkami, nie musi być postrzegana jako zagrożenie. Niebezpieczeństwem może być jedynie brak odpowiedniego przygotowania do zmian, które ze sobą niesie. Przykład firmy Balluff pokazuje, że zmiany technologiczne są nieodzowne i dotyczą każdego sektora. Adaptacja do nowego środowiska i charakteru pracy nie musi być trudna, jeśli się do niej przygotujemy.

Zastosowanie nowoczesnych rozwiązań – maszyn, czujników ruchu, systemów wspieranych przez sztuczną inteligencję itd. – może być postrzegane jako koszt, ale to niezbędna inwestycja, żeby przetrwać na coraz bardziej cyfrowym rynku. W dłużej perspektywie – co warto podkreślić – proces robotyzacji zadowala samych pracowników, pozwala im wykonywać zadania ciekawsze lub tylko nadzorować procesy, zmniejszając zakres pracy fizycznej. Eliminacja monotonnych, powtarzalnych i niedających szansy rozwoju zadań zapobiega wypaleniu zawodowemu. To szczególnie ważne w dobie, gdy naprawdę trudno o specjalistów, nawet tych od podstawowych rozwiązań.

Polecane Materiały video