Gyártástechnológia

Ipari robotok és intralogisztika a jövő üzemeiben

A napjainkban megfigyelhető tendenciák alapján az elkövetkező időszakban egyre emberszabásúbb és kommunikatívabb gépek fogják felélénkíteni a gyárak termelékenységét.

hirdetés

Péntek reggel szakértők és újságírók népes serege lepte el a Műszaki Egyetem K épületének dísztermét a Yaskawa Electric Corporation által szervezett konferencia alkalmából. A részben ipari robotokat gyártó japán vállalat 100 éves fennállását ünnepelte az eseményen, amelyen a társaság múltját, továbbá a cégnek a termelést végző és partnereinek a gyártásban résztvevő eszközeit ismerhették meg közelebbről a látogatók. A találkozón a hegesztési szakma magyarországi helyzetén túl a vendégek részletesebb képet kaphattak az ipari robotok, illetve az anyagmozgatást és a takarékosságot elősegítő technikák jövőbeli alakulásáról is. Cikkünkben az előadások alapján mi leginkább a gyártástechnológiai és logisztikai megoldások prognosztizálható irányvonalait kívánjuk nagy vonalakban bemutatni az olvasóknak.

Yaskawa Motoman MH5S II, MH5F
(Fotó: Zamaróczy Ádám)
Pillanatnyilag a legkorszerűbb ipari robotok megtervezéséhez mechatronikai ismereteikre kell támaszkodniuk a mérnököknek. A mechatronika a gépészetet, az elektronikát és a számítástechnikát ötvöző tudományág, amelynek alkalmazásával egyebek mellett egyre kifinomultabb feladatok elvégzésére képes és fokozódó hatékonysággal működő gyártócellák kialakítására nyílik lehetőség. Az elnevezést a Yaskawa Electric Corporation egyik mérnöke, Tetsuro Mori a gépészet (mechanics) és az elektronika (electronics) szavak vegyítésével alkotta meg, és a vállalat 1972-ben szabadalmaztatta is a fogalmat.

Amint az Johnny Jarhall, a Yaskawa Nordic AB kereskedelmi igazgatójának előadásából kiderült, az első ipari robot (Unimate) alkalmazására 1961-ben a General Motors szerelőszalagja mellett került sor. Azóta a hasonló berendezések üzletága hatalmas fejlődésen ment keresztül. Az elmúlt öt évben szédületes, mintegy 50%-os növekedést tapasztalhattunk az ipari robotok területén, és ennek a fő hajtóereje az autóipar volt. A Nemzetközi Robotszövetség a közeljövőre is rohamos fejlődést prognosztizál; a szervezet várakozásai szerint a 2014-ben regisztrált 200 000-es darabszámmal szemben 2018-ban már világszerte 400 000 ipari robotot fognak értékesíteni, ami 100%-os emelkedést jelent. A tendencia húzóereje a növekvő funkcionalitás, a csökkenő költségek és a magas kereslet lesznek.

A tavalyi évben globálisan 1,5 millió robot gürcölt a gyárakban. A Jarhall által ismertetett adatok alapján Európában a 60-as évek óta hozzávetőlegesen 700 000 ipari robotot adtak el, és ebből 400 000 még mindig működésben van. Bár a magyarországi robotpopuláció 2006 és 2013 közötti, 547%-os gyarapodása például az amerikai 82%-os ütemmel szemben szélsebesnek mondható, hazánkban a 10 000 alkalmazottra kivetített 47 darab gépezet még mindig elenyészőnek tekinthető. Az említett mutató szerinti érték Svédországban például 174, Németországban 292, Japánban pedig 340 volt, ami jól jelzi Magyarország jelentős lemaradását az ipari robotika területén. Az itthon megállapított arányokat még a 62-es világátlag is maga mögé utasítja.

Emberré válás 2.0

Míg régebben majdhogynem egy külön szakmát kellett kitanulni az ipari robotok beprogramozásához, a jövőben egyre kevésbé lesz erre szükség, hiszen a vezérlő szoftverek felhasználói szinten folyamatosan egyszerűsödni fognak. Az elkövetkező időszakban az érzékelés egyre meghatározóbb fogalommá válik a robotikában. Manapság a percepció még túlnyomórészt a viszonylag egyszerű látórendszerekre korlátozódik, ám az elkövetkező időszakban további, a tapintáshoz hasonló képességekkel is fel lesznek vértezve a termelést végző apparátusok. Az intellektuális kapacitás növekedésével tehát a gépek számára egyre komplexebb információk befogadására és feldolgozására nyílik lehetőség. Ennek folyományaként a készülékek melletti munkavégzés is biztonságosabbá válik.

Robot és robot, valamint robot és ember közé az üzemi balesetek elkerüléséhez manapság még igen kiterjedt kerítésrendszerre van szükség. Ezek beszerzése jelentős költségekkel jár, és akkor még nem is beszéltünk a tekintélyes helyigényükről, amely idővel ugyancsak a vállalatok kiadásaiban fog visszaköszönni. A hasonló biztonsági eszközök lassan elhagyhatóak lesznek, hiszen éppen a gépek mind kifinomultabb érzékszervrendszerének köszönhetően a robotok együttműködési képessége is fokozódni fog. A kétdimenziós kamerákat lassacskán felváltják a háromdimenziós berendezések, a napjainkban még majdhogynem egyeduralkodónak számító kétujjas megfogók mellett pedig már az ötujjas kiszerelések is lassan megjelennek a horizonton.

Forrás: Shutterstock

A külvilág egyre mélyrehatóbb kitapasztalása révén a szerkezetek mobilitása is ugrásszerű növekedésnek indul. Mostanában az ipari robotok egyelőre még helyhez kötött monstrumokként „rögzültek” a köztudatban, amelyek hely- és helyzetváltoztatása maximum csak az utazópályákhoz és forgató berendezésekhez hasonló megoldásokkal válik kivitelezhetővé. Mozgékonyságuk révén azonban idővel az eszközök üzemen belüli áthelyezése is egyszerűsödni fog, mígnem a szerkezetek rövidesen alighanem már „a saját lábukon” fognak átsétálni a munkafolyamat következő fázisának helyszínére.

A szerencse kísérjen utadon!

Amint az köztudott, a logisztika a rendszereknek az anyag, személy, energia és információ áramlásával, illetve ennek tervezésével foglalkozó tudományág. Sokak számára a fogalom lineáris folyamatokat takar, melyek révén a termék a termelőtől végül eljut a fogyasztóhoz. Ez tévhit, hiszen például az üzemi logisztika az anyagoknak a gyárak falain belüli mozgatásával foglalkozó szakterület, amelynek fejlődésével a termelékenységet is növelni lehet. A logisztikát a jelenben meghatározó és a szakterület fejlődésének a jövőre kivetíthető tendenciáit Győrváry Zsolt, a Flexman Robotics Kft. (a Yaskawa kizárólagos magyarországi képviselője) alkalmazás-technikai mérnöke szemléltette a konferencián.

A számítások szerint az anyagmozgatás összköltsége egy termék előállításában 15% és 85% között mozog, és az átlagos arány megközelítőleg 25%. A termék előállítására fordított kiadásokat úgy lehet a leginkább csökkenteni, ha a gyártó a saját területén belüli anyagmozgatás (intralogisztika) költségeit visszaszorítja. Ezt a célt a kijelölt utak lerövidítésével, a helyes telepítéssel és automatizálással lehet elérni. Ez utóbbi azért indokolt, mert az emberi munkaerő hatásfoka a dolgozók szerteágazó igényei miatt igen csekély, csupán pár százalék. Az automatizálás megalapozottságát erősíti ezenkívül, hogy az üzemi balesetek mintegy 70%-a logisztikai természetű.

Fotó: Shutterstock

Amikor ipari forradalmakról beszélünk, sokáig „csupán” három paradigmaváltással találkozhattak a különböző termékek előállítói. A közvélekedés alapján az első radikális változást a gőzgépek színre lépése, a másodikat a tömegtermelés megjelenése, a harmadikat pedig a robotok hadrendbe állítása, illetve az elektronikának a gyártásba történő integrálása jelentették. A gyártás fejlődésének most már jól elkülöníthető, ám még mindig körvonalazódó, új lépcsőfoka ugyanakkor, hogy a gyártó rendszerei, valamint a gyártó és a rendszerei valamilyen kapcsolatba kerülnek egymással. Bár az elképzelés bizonyos aspektusai további tisztázásra szorulnak, annyi biztos, hogy a kommunikáció, az IT és felhőalapú gépek interakciója oszlopos alkotóelemei a koncepciónak. Jelentőségéből kiindulva erre az elgondolásra először Németországban kezdtek mint a gyártás történetének következő, korszakos mérföldkövére tekinteni, és mint ilyet el is nevezték Industrie 4.0-nak (Ipar 4.0). Meglátásuk szerint tehát beköszöntött a negyedik ipari forradalom.

Az új korszak égisze alatt meg fognak alakulni a kiberfizikai rendszerek, melyek keretében az üzemeltető temérdek információt fog kapni, hogy ezek alapján dönteni tudjon. Fontos azonban, hogy az adatok bekerüljenek egy olyan rendszerbe (ezt nevezhetjük mesterséges intelligenciának) is, ahol az embertől kapott információk, vagy más gépektől kapott információk alapján az adott berendezések dönteni tudnak. Egy nagyon egyszerű példa erre, amikor a jövőben a különböző feladatok elvégzésére már nem az üzemeltetőnek kell kiadni a robot számára a parancsot, hanem a termékeken található chipek vagy vonalkódok alapján a gép saját maga fogja elindítani az éppen megkövetelt programot.

Azt látjuk tehát, hogy az Ipar 4.0-nak az elvárásai az IT szektor felhasználására nagyon nagy hangsúlyt fektet. Lesznek új funkciók és információáramlási lehetőségek, illetve valamilyen kapcsolat gép és ember között az IT-n keresztül. Igen jól szemlélteti az elképzelést a „predictive maintenance” (prediktív karbantartás) módszere, amelyet a Yaskawa már évek óta alkalmaz Amerikában. Ennek lényege, hogy a gép különböző szenzorokkal töretlenül méri az üzemeltetés szempontjából releváns adatokat, és ezeket elküldi például a karbantartási részleg szakembereinek, akik az említett esetben felkészülhetnek a lassan aktuálissá váló hajtóműcserére.

Vezető nélküli targonca (Fotó: Creform)
Győrváry Zsolt szerint a logisztika fejlődését meghatározó tendenciák között emellett érdemes még megemlíteni a szolgáltató robotok integrációját az anyagmozgatási rendszerekbe. Ilyen például a Flexman Robotics-szal együttműködésben álló Creform kompakt, low-cost vezető nélküli targoncahálózata is. A rendszert alkotó, automata járművek lényegében egy mágnescsíkot követve közlekednek az üzemeken belül. Az Industrie 4.0-hoz kapcsolódva az emberi munkaerővel szemben az önjáró targoncák egyik előnye többek között, hogy IT-alapú nyomonkövetésükkor nem kell személyiségi jogi fenntartásokat figyelembe vennie az üzemeltetőnek.

Zamaróczy Ádám
a szerző cikkei

(forrás: GyártásTrend)
hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés