Хотя исторически коллаборативные роботы не были так популярны, как промышленные роботы, в последние годы было предложено несколько факторов, ускоряющих их внедрение, таких как концепция «Индустрия 5.0», проекты «умных заводов» крупных автопроизводителей и растущий спрос на перенос производства за границу.
Будучи одним из пионеров внедрения автоматизации в производство, автомобильная промышленность является крупнейшим рынком для роботов; однако одной из главных проблем для крупных автопроизводителей является то, что в случае неисправности промышленного робота необходимо остановить всю производственную линию, чтобы обеспечить безопасность операторов во время проверки. Этот процесс может привести к значительным затратам из-за простоя. Тем не менее, коллаборативные роботы (коботы) могут стать идеальным решением, поскольку операторы-люди могут эффективно и безопасно работать рядом с ними, не влияя на других роботов. Компания Audi объявила о своей программе «Умная фабрика 2025», одним из ключевых элементов которой является улучшение взаимодействия человека и робота (HRI), и многие другие мировые автопроизводители, такие как Volkswagen и Nissan, также предложили аналогичные планы. Считается, что эти планы приведут к быстрому росту продаж коботов в автомобильной промышленности.
Индустрия 4.0, как актуальная тема, изучается уже много лет. Однако, как показали исследования, ориентация Индустрии 4.0 на цифровизацию приводит к ряду социально-экономических проблем, таких как опасения по поводу замены операторов-людей и выбросов парниковых газов. Недавно Европейский союз (ЕС) предложил план «Горизонт 2020» и «Индустрия 5.0», в котором большое внимание уделяется интеграции человеческих ресурсов (HRI) и сокращению выбросов углекислого газа. Учитывая, что многие производители роботов и конечные пользователи находятся в Европе, IDTechEx считает, что это предложение увеличит спрос на коллаборативных роботов. Кроме того, многие другие страны также представили свои планы, такие как «Сделано в Китае 2025», «Стратегия цифрового роста Дании» и «Дорожная карта: от интернета к робототехнике», направленные на содействие внедрению коллаборативных роботов.
Концепция «Индустрия 5.0» фокусируется на трех основных областях: человекоцентрированное производство, устойчивое развитие и устойчивость бизнеса. Как упоминалось в недавней публикации ЕС, цель «Индустрии 5.0» — вернуть людей-операторов в производство и повысить его устойчивость. Общепринятое мнение заключается в том, что «Индустрия 5.0» требует все более широкого внедрения коллаборативных роботов, но как именно они связаны между собой и какие преимущества принесут коллаборативные роботы в рамках «Индустрии 5.0»? Следующая диаграмма, созданная IDTechEx, дает некоторые пояснения.
Источник: IDTechEx - "Коллаборативные роботы (коботы) 2023-2043: технологии, участники и рынки""
Человекоцентрированное производство требует высокого уровня безопасности, поскольку машины работают в тесном контакте с операторами. Датчики крутящего момента могут использоваться для обнаружения столкновений и управления силой. Операторы предварительно устанавливают значения датчиков крутящего момента. При столкновении значения, обнаруженные датчиками, превышают заданный диапазон, что приводит к срабатыванию функции аварийной остановки. Благодаря своей надежности и низкой стоимости датчики крутящего момента являются наиболее широко используемыми сенсорными системами для коллаборативных роботов. Однако датчики крутящего момента могут обнаруживать изменения крутящего момента только после столкновения, а это значит, что они не могут делать прогнозы заранее. Датчики приближения могут стать идеальным решением. Емкость воздушного зазора между датчиками и людьми будет изменяться, когда операторы находятся рядом с манипулятором коллаборативного робота. Однако датчики приближения относительно дороги, и для того, чтобы коллаборативный робот мог обнаруживать операторов с любого направления, требуется много датчиков приближения, что в конечном итоге приводит к высоким затратам и снижению доступности.
Устойчивое развитие подразумевает сокращение выбросов парниковых газов и смягчение потенциальных негативных социальных последствий Индустрии 4.0. Например, по сравнению с промышленными роботами, коллаборативные роботы работают с меньшей скоростью и занимают меньше места, что приводит к снижению выбросов углекислого газа. Кроме того, поскольку коллаборативные роботы тесно взаимодействуют с операторами-людьми, социально-экономические проблемы, связанные с заменой людей машинами, будут менее актуальны.
Наконец, что касается устойчивости, из-за сохраняющихся последствий COVID-19, таких как сбои в цепочках поставок и инфляция, крупные глобальные компании начали диверсифицировать своих поставщиков. Эти последствия создают значительные возможности и проблемы для местных малых и средних предприятий (МСП) в плане повышения автоматизации производства и удовлетворения потребностей этих крупных корпораций в производственных мощностях. Некоторые МСП уже начали устанавливать коллаборативных роботов на своих производственных линиях для увеличения своих производственных мощностей.
В целом, по сравнению с Индустрией 4.0, в переходе к Индустрии 5.0 не наблюдается существенной технологической эволюции в области автоматизации или производства. IDTechEx считает, что Индустрия 5.0 откроет огромные возможности для коллаборативных роботов. Будучи пионером Индустрии 5.0, Европа продемонстрировала быстрый рост внедрения коллаборативных роботов, и IDTechEx полагает, что другие крупные региональные экономики также будут способствовать внедрению коллаборативных роботов.
