Sebbene storicamente i cobot non abbiano raggiunto la stessa popolarità dei robot industriali, negli ultimi anni sono stati proposti diversi fattori per accelerarne l'adozione, come l'Industria 5.0, i progetti di smart factory delle grandi case automobilistiche e la crescente domanda di delocalizzazione della produzione.
Essendo uno dei pionieri nell'adozione dell'automazione nella produzione, il settore automobilistico rappresenta di gran lunga il mercato più grande per i robot; tuttavia, una delle principali sfide per le grandi case automobilistiche è rappresentata dal fatto che, in caso di malfunzionamento di un robot industriale, l'intera linea di produzione deve essere arrestata per garantire la sicurezza degli operatori umani durante l'ispezione. Questo processo può comportare costi di fermo macchina significativi. I cobot, tuttavia, potrebbero essere la soluzione ideale, poiché gli operatori umani possono lavorare in modo efficiente e sicuro al loro fianco senza interferire con gli altri robot. Audi ha annunciato la sua "Smart Factory 2025", in cui uno degli elementi chiave è il miglioramento dell'interazione uomo-robot (HRI), e molte altre case automobilistiche globali, come Volkswagen e Nissan, hanno proposto piani simili. Si ritiene che questi piani determineranno un rapido aumento delle vendite di cobot nel settore automobilistico.
L'Industria 4.0, tema di grande attualità, è oggetto di ricerca da molti anni. Tuttavia, è stato dimostrato che l'enfasi sulla digitalizzazione tipica dell'Industria 4.0 può causare una serie di problemi socioeconomici, come le preoccupazioni relative alla sostituzione degli operatori umani e alle emissioni di gas serra. Recentemente, l'Unione Europea (UE) ha proposto il suo piano Horizon 2020 e Industria 5.0, che pone una forte enfasi sull'integrazione delle risorse umane (HRI) e sulla riduzione delle emissioni di anidride carbonica. Dato che molti produttori e utenti finali di robot hanno sede in Europa, IDTechEx ritiene che questa proposta aumenterà la domanda di robot collaborativi. Inoltre, molti altri Paesi hanno presentato i propri piani, come Made in China 2025, la Strategia per la crescita digitale della Danimarca e A Roadmap: From Internet to Robotics, per promuovere l'adozione dei cobot.
L'Industria 5.0 si concentra su tre aree principali: produzione centrata sull'uomo, sostenibilità e resilienza aziendale. Come menzionato nella recente pubblicazione dell'UE, l'Industria 5.0 mira a riportare gli operatori umani nella produzione e a migliorare la sostenibilità del settore manifatturiero. Il consenso generale è che l'Industria 5.0 richieda una crescente diffusione di robot collaborativi, ma qual è esattamente la loro relazione e quali vantaggi apporterebbero i cobot all'Industria 5.0? Il seguente grafico, creato da IDTechEx, fornisce alcuni chiarimenti.
Fonte: IDTechEx - "Robot collaborativi (cobot) 2023-2043: tecnologie, attori e mercati""
La produzione centrata sull'uomo richiede un elevato livello di sicurezza, poiché le macchine lavorano a stretto contatto con gli operatori umani. I sensori di coppia possono essere utilizzati per il rilevamento delle collisioni e il controllo della forza. Gli operatori preimpostano i valori dei sensori di coppia. Quando si verifica una collisione, i valori rilevati dai sensori superano l'intervallo preimpostato, attivando la funzione di arresto di emergenza. Grazie alla loro robustezza e al basso costo, i sensori di coppia sono i sistemi di rilevamento più diffusi per i robot collaborativi. Tuttavia, i sensori di coppia possono rilevare le variazioni di coppia solo dopo che si è verificata una collisione, il che significa che non possono fare previsioni in anticipo. I sensori di prossimità potrebbero essere una soluzione ideale. La capacità dell'intercapedine d'aria tra i sensori e l'operatore umano cambia quando quest'ultimo si trova vicino al braccio del cobot. Tuttavia, i sensori di prossimità sono relativamente costosi e, affinché il cobot possa rilevare l'operatore umano da qualsiasi direzione, sono necessari molti sensori di prossimità, il che in definitiva porta a costi elevati e a una minore accessibilità economica.
La sostenibilità si riferisce alla riduzione delle emissioni di gas serra e alla mitigazione dei potenziali impatti sociali negativi dell'Industria 4.0. Ad esempio, rispetto ai robot industriali, i robot collaborativi operano a una velocità inferiore e hanno un impatto ambientale minore, con conseguenti minori emissioni di anidride carbonica. Inoltre, poiché i cobot lavorano a stretto contatto con gli operatori umani, vi saranno minori preoccupazioni socioeconomiche riguardo alla sostituzione degli esseri umani con le macchine.
Infine, in termini di resilienza, a causa degli effetti persistenti del COVID-19, come le interruzioni della catena di approvvigionamento e l'inflazione, le grandi aziende globali hanno iniziato a diversificare i propri fornitori. Questi effetti presentano significative opportunità e sfide per le piccole e medie imprese (PMI) locali, che devono incrementare l'automazione degli impianti e soddisfare le esigenze di capacità produttiva di queste grandi aziende. Alcune PMI hanno già iniziato a installare cobot sulle proprie linee di produzione per aumentare la capacità produttiva.
In sintesi, rispetto all'Industria 4.0, non si registra un'evoluzione tecnologica significativa nell'automazione o nella produzione durante la transizione all'Industria 5.0. IDTechEx ritiene che l'Industria 5.0 offrirà enormi opportunità per i robot collaborativi. In quanto pioniere dell'Industria 5.0, l'Europa ha assistito a un rapido aumento nell'adozione dei robot collaborativi e IDTechEx è convinta che anche altre grandi economie regionali promuoveranno l'adozione dei cobot.
