Jak wdrożyć pierwszego robota – w 10 krokach

09-12-2020

W fabrykach na całym świecie pracuje 2,7 miliona robotów przemysłowych, a automatyzacja i robotyzacja produkcji wciąż przyspiesza. Roboty należą do najbardziej skutecznych rozwiązań technicznych umożliwiających optymalizację i wzrost produktywności. Według badań prowadzonych przez OECD firmy, które efektywnie wykorzystują technologię, są dziesięciokrotnie bardziej wydajne niż te, które tego nie robią.

Przez ostatnie kilkanaście lat dominowało przekonanie, że rozwój gospodarczy można osiągnąć głównie poprzez rozwój sektora usług i finansów przy jednoczesnym zmniejszaniu roli przemysłu. Kryzys gospodarczy zapoczątkowany w 2008 r. czy pandemia koronawirusa zweryfikowały te opinie i pokazały, że w trudnych czasach lepiej sobie radzą kraje, które zachowały duży udział produkcji przemysłowej i utrzymały ją w dobrej kondycji.

Dotychczas polski sektor produkcji opierał swą konkurencyjność przede wszystkim na: relatywnie niskich kosztach pracy, wysokiej chłonności rynku wewnętrznego i elastyczności kursu złotego. W dłuższej perspektywie atuty te mogą się jednak okazać niewystarczające, zwłaszcza gdy państwo chce awansować do grupy krajów wysoko rozwiniętych. W dobie czwartej rewolucji przemysłowej nie ma wątpliwości, że to technologia jest najefektywniejszym narzędziem wspierającym zdobywanie przewagi rynkowej.

Według danych IFR (International Federation of Robotics) gęstość robotyzacji w Polsce kształtuje się znacznie poniżej średniej światowej czy nawet europejskiej. Pod tym względem wciąż wyprzedzają nas kraje z Europy Środkowej, jak: Węgry, Słowacja i Czechy. Poziom automatyzacji przemysłu w Niemczech – które są europejskim liderem robotyzacji – wydaje się być już daleko poza zasięgiem.

Z badania przeprowadzonego przez IPAG – Instytut Prognoz i Analiz Gospodarczych („Wpływ robotyzacji na konkurencyjność polskich przedsiębiorstw”, 2019) wynika, że 41% firm przemysłowych w Polsce, które nie mają robotów, nawet nie rozważało automatyzacji produkcji. 30% firm, które nie inwestowały w roboty przemysłowe, jako główny powód braku robotyzacji podaje profil swojej produkcji. Trzecią najczęściej wskazywaną przyczyną jest mała skala produkcji. 7% tych firm nie planuje rozwoju produkcji, a co za tym idzie – nie są one zainteresowane robotami. Koszt zakupu robota jest barierą tylko dla 4% firm.

Polskie firmy mają w obszarze robotyzacji wiele do zrobienia, dlatego warto mieć świadomość, że opóźnianie inwestycji działa na niekorzyść przedsiębiorstw, które chcą konkurować na międzynarodowym rynku.

Aby w pełni skorzystać z potencjału technologii, trzeba mieć dobry plan. Dlatego podpowiadamy, od czego warto zacząć.

Krok 1 – Ocena bieżącej działalności i barier rozwoju

Na inwestycje w technologię trzeba patrzeć szeroko. Na początku istotne jest skupienie się na elementach, które hamują rozwój produkcji. Pierwszym zadaniem osób zarządzających produkcją jest więc zidentyfikowanie problemów i zdefiniowanie największych ograniczeń, które robotyzacja może rozwiązać. Mogą to być ograniczenia w obszarze wydajności, np. na skutek zbyt dużego odsetka wadliwych detali lub w wyniku niedoboru kadr. Każda z tych przyczyn wymaga innego sposobu działania.

Krok 2 – Gruntowna analiza techniczno-ekonomiczna

Przed rozpoczęciem inwestycji należy oszacować jej potencjalny wpływ na efekt biznesowy. Zarząd musi odpowiedzieć sobie na pytanie, w jakim zakresie robotyzacja pomoże w realizacji strategii firmy, w jakim stopniu poprawi jakość produktu, zwiększy wydajność linii produkcyjnej, zminimalizuje straty materiałów czy ograniczy koszty wynikające np. z przestojów. Zapisanie kluczowych elementów produkcji w postaci liczb pozwoli uzyskać przejrzysty obraz produkcji – przed wdrożeniem technologii i po nim.

Krok 3 – Zadbanie o kompetencje pracowników

Nawet najdoskonalsza technologia musi być wspomagana przez pracowników. Maszyny muszą być stale kontrolowane i sterowane przez nadzorujących je ludzi. W związku z tym operatorzy i służby utrzymania ruchu w zakładzie muszą przejść szkolenia umożliwiające obsługę robotów oraz optymalne zarządzanie procesami realizowanymi w ramach stanowiska zrobotyzowanego.

Krok 4 – Wybór partnera

Kolejnym krokiem jest wybór partnera technologicznego. Współpraca z doświadczonym producentem stanowisk zrobotyzowanych, nierzadko związanym z renomowanymi dostawcami robotów i korzystającym z ich praktycznej wiedzy, z reguły przyczynia się do optymalnego doboru technologii – odpowiadającej zarówno obecnym, jak i przyszłym potrzebom, skrócenia okresu wdrażania i obniżenia jego kosztów.

Krok 5 – Rozplanowanie stanowiska

Na tym etapie partner dobiera model robota przemysłowego. Niekiedy proponuje użycie kilku robotów, aby w pełni wykorzystać potencjał maszyn. W ramach koncepcji stanowiska przeprowadza się testy i symulacje pracy robota (np. z użyciem oprogramowania symulacyjnego FANUC ROBOGUIDE). Warto dokładnie przeanalizować możliwe warianty usytuowania robota w ramach stanowiska zrobotyzowanego, ponieważ w bezpośredni sposób wpływa to na funkcjonalność aplikacji, możliwości wyznaczenia stref pracy operatorów oraz płynność ruchów robota. Niekiedy przesunięcie robota o zaledwie 10 cm może sprawić, że jego ruchy będą łagodniejsze, a to przełoży się na żywotność maszyny, oszczędności energii oraz jakość wykonywanej pracy. Ważna jest analiza wydajności oraz żywotności dobieranych robotów.

Krok 6 – Zadbanie o bezpieczeństwo

Każdy system zrobotyzowany musi spełniać wymogi dyrektyw maszynowych. Dostawca stanowiska jest zobowiązany do przeanalizowania tworzonego gniazda produkcyjnego pod kątem norm i wymogów w zakresie bezpieczeństwa.

Krok 7 – Zebranie ofert od dostawców technologii

Na tym etapie działań liczy się otwartość i przenikliwość. Te cechy pozwalają rzetelnie ocenić wartość całej inwestycji, a nie jedynie cenę stanowiska zrobotyzowanego.

Krok 8 – Analiza ofert pod kątem zwrotu z inwestycji

Warto skorzystać z wiedzy partnerów i postawić na takie rozwiązanie, które pozwoli na szybki zwrot zainwestowanego kapitału, a także dynamiczny rozwój produkcji w przyszłości.

Firma FANUC udostępnia autorski kalkulator ROI (return on investment – zwrotu z inwestycji), który ułatwia producentom uzyskanie konkretnych informacji – po jakim czasie zwróci się kapitał zainwestowany w budowę stanowiska i będzie można liczyć na zyski. Z doświadczenia firmy FANUC wynika, że spośród wielu argumentów w czasie planowania inwestycji to liczby są najbardziej przekonujące. Dzięki nim klienci są w stanie przewidzieć, w jaki sposób robot może zwiększyć wydajność i jaki poziom zysków zapewni.

Krok 9 – Oszacowanie kosztów eksploatacji stanowiska

Już na etapie planowania zakupu robota należy przyjrzeć się potencjalnym kosztom jego eksploatacji. W celu uzyskania jasnego obrazu warto wykorzystać wskaźniki, które ułatwią wyliczenia. Jednym z nich jest TCO (total cost of ownership), obrazujący całkowity koszt pozyskania, instalowania, użytkowania, utrzymywania i w końcu pozbycia się robota na przestrzeni określonego czasu. Wskaźnikiem, który pozwoli ocenić koszt posiadania robota z większym naciskiem na aspekt biznesowy, jest TCA – total cost of automation – czyli całkowity koszt posiadania robota.

Krok 10 – Przygotowanie się na kolejne etapy automatyzacji

Proces wdrożenia stanowiska zrobotyzowanego musi uwzględniać czas na testy i dopracowanie aplikacji. W zależności od jej złożoności ten etap prac może trwać od kilku tygodni do kilku miesięcy.

Optymalnie zaprojektowane stanowisko produkcyjne jest gotowe do tego, by odpowiadać na bieżące potrzeby produkcji, a także dostosowywać się do przyszłych wyzwań – np. wzrostu wydajności, pojawienia się nowego produktu w asortymencie czy nowego materiału – wynikających ze zmieniających się potrzeb rynku. W związku z tym projektant stanowiska i dostawca robotów powinien myśleć o ewentualnych możliwościach rozbudowy stanowiska. Z punktu widzenia użytkownika roboty trzeba dobierać w taki sposób, aby koszty całego wdrożenia były optymalnie wyważone w stosunku do bieżących potrzeb, a inwestycje związane z rozbudową stanowiska – jak najmniej uciążliwe.