Fabbriche senza equipaggio-quasi, ma non del tutto
I cambiamenti tecnici ed economici, la digitalizzazione della produzione e l'automazione a tutti i livelli della vita portano anche a cambiamenti nella forza lavoro. Le imprese acquistano sempre più robot e sostituiscono parzialmente il personale con macchine. Gli analisti hanno da tempo promesso una rapida riduzione degli operai a causa della robotizzazione. Alcuni siti industriali hanno già abbandonato il lavoro manuale, sostituendo i dipendenti con macchine. Ma per ora, le persone sono ancora lì. Cobots-robot che cooperano con gli esseri umani - si crede di essere più probabilità di essere il futuro. Secondo la Federazione Internazionale di Robotica' dichiarazione, un nuovo record è stato stabilito nel 2021 - 3 milioni di robot industriali stavano già lavorando nelle fabbriche di tutto il mondo, il 10% in più rispetto a un anno fa. L'Asia è il più grande mercato mondiale per i robot industriali: il 71% di tutti i robot acquistati nel 2020 sono installati lì, con la Cina che rappresenta la maggior parte - 168.400 unità, il 20% in più rispetto allo scorso anno. È il maggior numero di unità mai registrate per un singolo paese. Nel frattempo, un totale di robot 943,223 sta già operando in Cina, quindi il marchio 1 million è stato già superato in 2021. Il secondo più grande mercato per i robot industriali dopo la Cina è il Giappone. Tuttavia, l'economia giapponese è stata duramente colpita dalla pandemia di Covid-19, con vendite in calo del 23% nel 2020 e solo 38.653 robot installati, ma il mercato della robotica del Giappone dovrebbe crescere del 5% nel 2022. Gli Stati Uniti sono il più grande utilizzatore di robot industriali e il terzo al mondo. Le aspettative complessive per il mercato nordamericano sono molto positive. Le installazioni robotiche industriali stanno ora assistendo a un ritorno ai livelli pre-recessione. Nel 2021, il numero di impianti automatizzati è cresciuto di quasi il +17%. La Repubblica di Corea è diventata il quarto più grande mercato di robot in installazioni annuali dopo Giappone, Cina e Stati Uniti. La Corea ha il più alto livello mondiale di robotizzazione nel settore dell'elettronica e dell & # 39; industria automobilistica, con 932 robot per 10.000 persone (in confronto, Singapore, che è al secondo posto in questo indicatore, ha solo 605 robot per 10.000 persone, e il Giappone ha 390). Le principali aree in cui vengono utilizzati i robot industriali sono ancora l'elettronica e l'industria automobilistica. Il traguardo di 500.000 robot industriali installati in tutto il mondo all'anno sarà raggiunto già nel 2024. Già nel 2030, 20 milioni di posti di lavoro in tutto il mondo saranno sostituiti da robot, dicono gli analisti di Oxford Economics. Dal 2000 sono già stati tagliati 1,7 milioni di posti di lavoro grazie ai robot: 400 mila in Europa, 260 mila negli Stati Uniti e 550 mila in Cina. Secondo le statistiche, un robot taglia fino a 1,6 posti di lavoro. Gli analisti ritengono che la robotizzazione influenzerà le regioni in cui prevale l'uso di manodopera non qualificata.
Che cos'è un'automazione completa
All'aumentare del volume di produzione, in qualsiasi ambito, la soluzione naturale diventa l'automazione del processo. Questo processo comporta l'introduzione di nuove tecnologie, attrezzature e software appropriato. Mentre prima, in quasi tutte le fasi, la produzione veniva eseguita manualmente, ora molte operazioni vengono eseguite da macchine, robot e con l'aiuto di sistemi di progettazione assistita da computer. L'automazione può essere applicata sia ai singoli processi produttivi che alla loro totalità. Viene introdotta un'automazione completa della produzione per aumentare l'efficienza e la redditività e risparmiare risorse finanziarie e di tempo. L'automazione di produzione completa è un tipo di automazione industriale in cui tutte le fasi del processo di produzione, compreso il trasporto e il controllo di qualità dei prodotti, vengono eseguite con l'ausilio di attrezzature speciali, controllate utilizzando programmi e modalità, unite da un sistema di controllo comune. L'automazione complessa comprende quasi tutte le fasi di preparazione e realizzazione dei prodotti: progettazione, controllo delle attrezzature della macchina durante la produzione, raccolta e distribuzione delle informazioni, pallettizzazione, spedizione e contabilità. Sostituire gli esseri umani con i robot faciliterà l'introduzione di processi automatizzati a un costo minimo. Alla fine, le fabbriche ridurranno il numero di dipendenti al minimo, se non creeranno una produzione senza uomini. Le professioni associate all'empatia e alla creatività dureranno più a lungo di altre. Sebbene un robot abbia già dipinto un quadro che è andato all'asta per thousand 432,5 migliaia, la domanda di specialisti intelligenti e qualificati crescerà sullo sfondo della sostituzione delle persone con i robot.
Obiettivi di automazione aziendale
Gli obiettivi della modernizzazione dei processi produttivi che possono essere raggiunti attraverso l'automazione sono:
- Rapido adeguamento della produzione alle modifiche apportate,
- Aumento della qualità dei prodotti,
- riduzione dei costi di produzione,
- maggiore capacità di produzione,
- un lancio più rapido dei prodotti sul mercato,
- miglioramento dei fattori di sicurezza ed ergonomia.
I principali tipi di automazione sono l'ambito della loro applicazione
Complessi hardware-software
I complessi hardware-software sono il sistema di soluzioni hardware e software che lavorano in parallelo per completare uno o più compiti omogenei. Grazie all'introduzione di tali complessi, i proprietari di aziende in qualsiasi campo possono migliorare l'efficienza e la redditività della produzione e ridurre il volume delle attività circolanti. Spesso l'amministrazione del dispositivo può essere eseguita con qualsiasi browser Internet, il che riduce al minimo i costi di manutenzione. Tali complessi sono dotati di monitoraggio delle prestazioni, che consente il ripristino automatico della funzionalità in caso di errori. Il software ottimizzato aiuta i processi di produzione ad avviarsi il più rapidamente possibile. Esempi di complessi software e hardware includono workstation automatizzate, analisi video, videosorveglianza e sistemi di controllo accessi.
Linee di produzione automatizzate
Le linee di produzione automatizzate vengono utilizzate per la produzione in serie di prodotti che richiedono un'elaborazione in più fasi. La linea di produzione è costituita da postazioni geograficamente distribuite in una fabbrica collegata da un sistema di trasporto del lavoro meccanizzato che consegna i pezzi da una postazione all'altra in una sequenza predeterminata. L'esercizio delle linee avviene principalmente senza l'intervento dell'operatore. Il compito del regolatore è controllare periodicamente il funzionamento dell'attrezzatura, caricare i pezzi all'inizio della linea e rimuoverli a fine linea. Grazie all'utilizzo di linee automatizzate si ottiene un elevato livello di economia di produzione: si riduce al minimo il numero di addetti e macchine e si riduce l'area di produzione. Inoltre, le linee automatizzate migliorano la qualità delle parti e la stabilità della produzione.
La robotica nell'automazione
La robotica come metodo di automazione della produzione sta diventando sempre più popolare. È una parte significativa dell'automazione completa. Spesso si presume che l'introduzione della robotica sia specifica per la produzione su larga scala, ma questo è un equivoco. Le piccole imprese favoriscono anche i robot industriali, guidati dai numerosi vantaggi di tali apparecchiature. Tra i principali vantaggi ci sono un breve periodo di ammortamento, riduzione dei costi di produzione, nel lungo periodo, minimizzazione del fattore umano e del tasso di scarto, garanzia della qualità delle operazioni eseguite, maggiore lavorabilità e velocità di produzione, programmabilità e facile riconfigurazione. Oggi, la maggior parte dei robot viene applicata nelle operazioni di produzione, suddivise in tre categorie: carico/scarico, operazioni di lavorazione, assemblaggio e ispezione. La prima categoria comprende il trasporto e il carico / scarico di materiali su un trasportatore o una macchina. Nel trasporto, robot & #39; compito è quello di spostare le parti da una posizione all'altra. Altre operazioni sono più complesse, come il posizionamento di pezzi su pallet in un ordine calcolato dal robot stesso. Per il carico/scarico dei materiali, viene utilizzato un robot dotato di una pinza di presa unica. Nelle operazioni di lavorazione automatizzate, il robot controlla uno strumento specifico, ad esempio nella saldatura a punti e nella verniciatura. Corpi macchina saldatura a punti è una delle applicazioni più comuni di robot industriali negli Stati Uniti. Altre operazioni in questa categoria includono levigatura, lucidatura e routing. Oggi i robot industriali sono utilizzati in varie applicazioni, come medicina, cibo, automotive, lavorazione dei metalli, apparecchiature ottiche e molti altri.
Campagne inumane
L'industria automobilistica è il più grande segmento della robotica. Inoltre, le industrie alimentari, della plastica e chimiche stanno registrando una rapida crescita. Le aziende nei paesi sviluppati non stanno solo sostituendo gli esseri umani con i robot, ma stanno anche costruendo capannoni o magazzini in cui gli esseri umani non hanno posto.
Amazon risparmia 22 milioni di dollari all'anno grazie ai robot. Più di 100mila robot lavorano nei siti del rivenditore. L'azienda prevede di inviare 100mila dipendenti a corsi di formazione entro il 2025, dopo aver speso 700 milioni di dollari.
Nello stabilimento Philips di Drachten, nei Paesi Bassi, 128 robot producono rasoi elettrici in officine senza illuminazione. Prima di avviare la fabbrica, l'azienda produceva rasoi di alta qualità. Pertanto, il lavoro manuale è stato ridotto al minimo in fabbrica.
L'azienda si è trovata di fronte alla necessità di cambiare velocemente i modelli dei rasoi prodotti. Il portafoglio dell'azienda comprende 60 linee di dispositivi e 600 modelli. La fabbrica può passare da un modello all'altro in poche ore senza persone.
L'azienda non sa come saranno i rasoi tra dieci anni, ma ha scelto attrezzature che possono essere riconfigurate su nuovi modelli a un costo minimo. Il rasoio è composto da tre componenti principali assemblati su linee indipendenti. Il sistema di assemblaggio è modulare, con ogni cella scollegata e collegata senza interrompere la produzione. Nove persone controllano la qualità dell'output.
Lo stabilimento Audi di Ingolstadt (Germania) timbra fino a 2,5 mila auto al giorno. L'officina di montaggio funziona senza luci ma è dotata di sensori di movimento. La luce si accende non appena qualcuno entra nel negozio. Gli 800 robot di saldatura di precisione eseguono continuamente il loro lavoro in pochi secondi.
L'unicità della fabbrica sta nella produzione di macchine su ordinazione. Se il cliente desidera un tetto apribile, un volante sul lato sinistro o colori brillanti, i robot considerano ogni capriccio. Un particolare modulo viene applicato per gestire gli ordini.
In precedenza, migliaia di saldature di precisione venivano eseguite dai saldatori. L'automazione ha consentito di ridurre il personale e, allo stesso tempo, di aumentare il livello di qualità. I dipendenti in tempo reale sono stati lasciati sulla catena di montaggio finale e nell'officina di finitura, dove sono installati gli interni del veicolo.
Nella fabbrica di telefoni cellulari Changying Precision Technology Company a Dongguan (Cina), i robot hanno sostituito quasi tutti gli esseri umani. Sessanta bracci robotici producono componenti per smartphone su dieci linee di assemblaggio ininterrottamente ogni giorno. Un braccio robotico sostituisce il lavoro di 6-8 dipendenti. L'azienda prevede di aumentare il numero di robot a mille.
Le linee sono dotate di un trasportatore automatizzato, il cui lavoro è controllato da tre persone. Il monitoraggio è effettuato da remoto. Il miglioramento dei robot ha permesso di ridurre il numero di difetti dal 25% al 5%. L'aumento della produttività è stato del 250%.
Nel 2012, L'Oréal (Francia) ha automatizzato la linea di confezionamento blister nel suo stabilimento di Somerset, in Inghilterra.
Per diversi anni, il confezionamento in blister in fabbrica è stato eseguito manualmente perché non molti prodotti venivano confezionati in questo modo. I principali svantaggi dell'imballaggio manuale sono il costo, la bassa sicurezza e la bassa efficienza. L'Oppure tutti avevano bisogno di robot per soddisfare gli standard di velocità, affidabilità e facilità d'uso richiesti.
L'introduzione dei robot ha soddisfatto l'elevata domanda di prodotti, soddisfacendo i requisiti di produttività, manodopera, costi ed efficienza previsti all'inizio del progetto.
L'azienda olandese MQ Statieven ha automatizzato la sua linea di produzione. MQ Statieven produce treppiedi per industria, movimento terra, edilizia e ferrovie. Per automatizzare i processi, hanno scelto un robot collaborativo progettato per operazioni pesanti. Il robot è in grado di sollevare parti che pesano fino a dodici chilogrammi.
In MQ Statieven, il robot viene utilizzato esclusivamente per caricare la macchina. Il sistema preleva la materia prima, preleva il materiale lavorato dal mandrino, posiziona la materia prima al suo posto e posiziona il materiale lavorato sul nastro trasportatore. In questo modo, i dipendenti vengono liberati dal lavoro noioso, consentendo loro di dedicare tempo a compiti più importanti per espandere la produzione.
Il motivo dell'automazione in azienda è la carenza di tecnici. Con un numero limitato di persone, la fabbrica poteva lavorare sodo solo per un breve periodo, ma non era una soluzione a lungo termine. La soluzione era utilizzare un robot che si occupasse del lavoro monotono.
Gli specialisti di MQ Statieven hanno reso il robot mobile. Lo spostano rapidamente da una macchina all'altra con un carrello con una pompa e l'installazione richiede semplicemente 15 minuti, quindi l'automazione nelle piccole produzioni diventa più efficiente. Secondo il titolare dell'azienda, il costo del cobot viene recuperato entro un anno, a condizione che venga utilizzato solo durante i turni diurni.
L'efficienza del robot è molto superiore a quella di un essere umano. Il robot può lavorare senza interruzioni, il che aumenta la produttività giornaliera del 12%. Inoltre, il robot può cambiare materiale a una velocità di 12-20 secondi. In meno di un anno di utilizzo, la sua produttività è aumentata di circa il 30%. E queste non sono tutte le funzionalità che il robot ha da offrire.
Isomo (ISOlation Modern) è un famoso marchio belga che produce tavole di polistirolo. Isomo vende il 40% dei suoi prodotti in Belgio. Poi c'è la Francia, un mercato potenzialmente in crescita per i pannelli di piccole dimensioni, a cui l'azienda ha voluto attingere il più rapidamente possibile. Il problema era che la linea di confezionamento isolante in uso non si adattava ai piccoli formati e quindi ostacolava lo sviluppo del nuovo mercato. Inizialmente, il processo di confezionamento era per metà manuale.
Nell'agosto 2011 è stata implementata una nuova linea automatizzata per gestire schede di dimensioni inferiori in modo più rapido ed efficiente.
La nuova linea è dotata di due robot per lo scarico e la movimentazione di pile di tavole. Il primo robot preleva i pannelli dal primo robot, mentre il secondo, dotato di speciali pinze, preleva il numero necessario di tavole e le invia alla confezionatrice. Un computer controlla l'intera installazione.
Oltre a raddoppiare la capacità di isolamento degli imballaggi (considerando che questo era l'ostacolo principale) e ad aumentare la scala di produzione, l'azienda ha ridotto il processo produttivo da tre a due turni.
Non presidiato e costoso
Il passaggio alla produzione digitale implica la progettazione e la costruzione di una fabbrica da zero. La creazione di fabbriche intelligenti implica la robotizzazione e l'implementazione di un concetto digitale. I sistemi diventano più complessi e l'intelligenza artificiale analizza i dati e prende decisioni senza il coinvolgimento umano: questi processi portano all'emergere di un concetto come una fabbrica di luci spente. La fabbrica senza pilota inizia con la fase di progettazione del prodotto, il gemello digitale e altre tecnologie. Il prossimo è l'impostazione della produzione, della logistica e dell'uso del prodotto finito. I progetti di fabbriche senza persone richiedono investimenti significativi non solo nelle attrezzature ma anche nelle infrastrutture. Avviare un progetto su larga scala comporta principalmente rischi economici e richiede molto tempo. L'economia di un progetto è determinata dal periodo di ammortamento, che tradizionalmente è inferiore a tre anni. Un altro problema affrontato da un'impresa che decide di costruire un impianto del genere è la sufficienza di competenze, risorse e attrezzature della giusta qualità. È difficile costruire impianti di produzione senza operatore in settori in rapida crescita. Spesso le aziende alla ricerca dell'automazione accorciano il momento del test. Ecco perché i robot producono scarti. Pertanto, anche le fabbriche senza equipaggio richiedono esseri umani. Molti esperti ritengono che siano richiesti uno o due specialisti per area di produzione e che sia necessario un team di almeno 5-6 persone per un intero stabilimento con 8-10 regioni. Allo stesso tempo, ritengono che sia ragionevole abbandonare completamente i servizi umani in impianti di produzione pericolosi.
L'uomo è sottovalutato
Il miliardario Elon Musk voleva sostituire completamente gli umani nello stabilimento auto di Tesla, ma ha restituito i dipendenti alla sezione di installazione del sedile dello showroom. Il punto è che i robot non possono duplicare i movimenti di un essere umano e svolgere bene il compito. Elon Musk ha ammesso di aver fretta di sostituire lo staff. Crede che gli esseri umani siano sottovalutati perché un essere umano e un robot insieme otterranno risultati migliori rispetto a lavorare da soli. Una nuova dimensione emergerà quando l'intelletto umano e l'intelligenza artificiale si uniranno. Il futuro della produzione sta nella cooperazione tra uomo e macchina. Per questo motivo, il mercato dei robot collaborativi - aumenterà a breve, al 44,5% ogni anno fino al 2025, a circa billion 8,5 miliardi. La domanda di robot collaborativi per l'assemblaggio intelligente di parti ed elettronica, dove l'azione meccanica da sola non è sufficiente, sta crescendo più velocemente.