Robot cộng tác và sự chuyển đổi của ngành sản xuất

Cobots trong sản xuất

Được trang bị cảm biến tích hợp, thuật toán AI và ML, cobots có thể tương tác an toàn và hiệu quả với con người, thực hiện các nhiệm vụ yêu cầu độ chính xác, sức mạnh hoặc hành động lặp đi lặp lại. Sức mạnh tổng hợp này làm giảm nhẹ nhu cầu nhân lực trong các nhiệm vụ đòi hỏi sức khỏe hoặc nguy hiểm, giúp tăng tốc sản xuất, nâng cao chất lượng và độ linh hoạt.

Ngoài ra, khi cobots giải phóng thời gian và đảm nhận nhiều hơn các công việc lao động nặng nhọc, người lao động sẽ có đủ thời gian để đưa ra quyết định sáng suốt. Với sự cân bằng này, các ngành nghề như ô tô, điện tử và hàng tiêu dùng đang bước vào một kỷ nguyên mới, nơi robot và con người bổ sung thế mạnh cho nhau, hòa trộn trực giác của con người với độ chính xác của robot.

Dây chuyền lắp ráp, hàn và kiểm tra là một số ứng dụng phổ biến nhất của robot trong sản xuất. Ngày nay, robot lắp ráp hỗ trợ vòng đời sản phẩm ngắn hơn, vì chúng có thể được cấu hình lại nhanh chóng so với thiết bị lắp ráp chuyên dụng, nâng cao hiệu suất và rút ngắn thời gian sản xuất. Robot cũng có thể cải thiện an toàn lao động vì có thể làm việc ở những nơi khó tiếp cận, chẳng hạn như hàn, loại bỏ các tác vụ nguy hiểm tiềm tàng. Trên dây chuyền sản xuất, robot có thể có kết quả chính xác hơn, không phạm sai lỗi như con người.

Một số linh kiện vật lý quá phức tạp ngoài tầm kiểm định của con người. Robot có thể xử lý an toàn các linh kiện tinh tế hoặc tinh vi trong quá trình kiểm soát chất lượng và đánh giá chính xác sản phẩm phức tạp. Nhờ vận hành chính xác và đáng tin cậy hơn, robot có thể phát hiện lỗi sớm hơn so với kiểm soát chất lượng thủ công, giảm xác suất sản phẩm bị triệu hồi và tạo điều kiện tăng trưởng kinh doanh.

Hướng tới nhà máy thông minh

Các công nghệ mới như AI tiên tiến, kết nối 5G/6G và điện toán biên đã sẵn sàng để nâng cao hơn nữa năng lực của cobot. AI tiên tiến sẽ trao quyền để cobots có thể học hỏi từ môi trường xung quanh và ra quyết định theo thời gian thực.

Đồng thời, kết nối 5G và 6G sẽ đảm bảo giao tiếp nhanh và đáng tin cậy hơn giữa robot và các loại máy móc khác. Điện toán biên, một mô hình điện toán phân tán đưa chức năng tính toán và lưu trữ dữ liệu đến gần vị trí cần thiết, cũng sẽ giúp cobots xử lý dữ liệu tại chỗ, giảm độ trễ và rút ngắn thời gian phản hồi. Như vậy, cobots có thể ra quyết định nhanh hơn, nâng cao hiệu suất và năng suất.

Tất cả các yếu tố đó góp phần vào sự tăng trưởng liên tục của cobots, với thị trường sẽ đạt giá trị 7 tỷ USD vào năm 2030, theo ước tính của Statista. Cobots mang lại nhiều lợi ích, và khi được liên tục đổi mới sáng tạo, công nghệ này đang mở đường hướng tới tương lai của các nhà máy thông minh. Tuy nhiên, sự phát triển và tích hợp của robot vẫn có khó khăn thách thức. Nhiều nhà sản xuất còn cần xem xét các yếu tố như giao tiếp/hợp tác, an toàn, chi phí và khả năng tương tác.

Giao tiếp

Một trong những yêu cầu chính để triển khai robot thành công là giao tiếp. Việc cộng tác giữa con người và robot sử dụng xử lý ngôn ngữ tự nhiên và giao tiếp trực quan để tạo ra sự tương tác trơn tru giữa con người và robot. Nhờ đó, robot có thể làm theo hướng dẫn của con người mà không cần đào tạo chuyên ngành, tạo ra môi trường làm việc hiệu quả và thân thiện với người dùng hơn cũng như mở rộng diện tiếp cận của công nghệ.

Cobots cũng có thể hiểu và đáp ứng với cử chỉ của con người, tăng cường hiệu quả giao tiếp. Các nhà sản xuất có thể lập trình cobots để thực hiện các tác vụ phức tạp, tối ưu hóa quy trình công việc và đảm bảo phối hợp trơn tru với các loại máy móc khác. Việc lập trình này bao gồm xác định nhiệm vụ, chia nhiệm vụ thành các bước nhỏ hơn, sau đó hướng dẫn cobot cách thực hiện từng bước.

Robot cũng cần có khả năng giao tiếp với các vật thể vô tri khác để vận hành bình thường. Chẳng hạn, trong khi chỉ cần kết nối vô tuyến với nhau, các robot cần sử dụng tin nhắn thoại và tin nhắn văn bản để giao tiếp với con người. Tương tự, các robot cần cơ cấu chấp hành và cảm biến để giao tiếp với các máy móc và vật thể khác.

An toàn trên hết

Mọi mối nguy hiểm an toàn đều phải được xem xét đến. Mặc dù cobots có thể cải thiện an toàn cho người lao động bằng cách đảm nhận các công việc nguy hiểm, các nhà sản xuất phải đảm bảo có các thủ tục và quy trình để ngăn chặn mọi hậu quả nguy hiểm.

Nói cách khác, hợp tác vận hành con người - robot cần có các tính năng an toàn tiên tiến, chẳng hạn như nút dừng khẩn cấp, giới hạn tốc độ và lực cũng như cảm biến phát hiện sự hiện diện của con người. Những tính năng này giúp phòng ngừa tai nạn và giảm nguy cơ chấn thương.

Chi phí triển khai cao

Mặc dù những lợi ích cobots mang lại rất lớn, giúp nâng cao quá trình sản xuất hiện nay và trong cả tương lai, chúng ta không thể tránh khỏi chi phí triển khai cao. Tích hợp ban đầu có thể là một quá trình kéo dài, gian khổ và tốn kém. Do đó, các nhà sản xuất phải thận trọng đánh giá các lợi ích tiềm năng và ước lượng khối lượng sản xuất và mức doanh số cần phải duy trì trong thời gian hoàn vốn đầu tư dự kiến để bù đắp khoản đầu tư ban đầu trước khi tích hợp robot vào vận hành.

Khả năng tương tác

Phối hợp không đồng bộ là một thách thức khác trong robot công nghiệp. Phần cứng và phần mềm từ các nhà sản xuất khác nhau khiến cho việc tương tác trở nên khó khăn. Việc phối hợp giữa các thiết bị đòi hỏi nhiều loại giao diện lập trình ứng dụng và đôi khi cả phần mềm tùy chỉnh. Những hạn chế về sự khéo léo, khả năng thích ứng và ra quyết định cũng làm giảm tiềm năng của robot.

Tính linh hoạt cao hơn sẽ cho phép các hệ thống robot rút ngắn thời gian tích hợp và tái tích hợp cũng như nâng cao khả năng tái sử dụng. Tính linh hoạt cũng giúp dây chuyền sản xuất có thể đặt lại cấu hình và tạo ra cơ hội sản xuất sản phẩm đa dạng trên quy mô nhỏ.

Kỷ nguyên mới của ngành sản xuất

Từ những cỗ máy cố định đến các hệ thống thông minh được kết nối, robot đang trở thành trung tâm của quá trình chuyển đổi sang Nền công nghiệp 4.0. Trong thập kỷ tới, sự tiến bộ liên tục của công nghệ robot trong sản xuất sẽ định nghĩa lại ngành sản xuất, đưa robot hợp tác (cobots) trở thành đối tác không thể thiếu trong nhà máy.

Khả năng nâng cao hiệu suất, đảm bảo an toàn cho người lao động và thích ứng với nhu cầu sản xuất năng động đưa robot trở thành là nền tảng của ngành sản xuất tương lai bền vững, sáng tạo hơn.