Jeszcze kilkanaście lat temu hasło „fabryka bez ludzi” brzmiało jak wizja rodem z filmu science fiction. Dziś coraz więcej procesów produkcyjnych rzeczywiście odbywa się przy minimalnym udziale człowieka. Roboty spawają, pakują i przenoszą elementy, systemy automatyki kontrolują parametry produkcji, a specjalne czujniki potrafią wykryć nieprawidłowości, zanim dojdzie do poważnej awarii.
Czy oznacza to, że pracownicy wkrótce całkowicie znikną z hal produkcyjnych? Niekoniecznie. Automatyzacja przemysłu zmienia przede wszystkim charakter pracy. Człowiek coraz rzadziej wykonuje powtarzalne czynności, a częściej nadzoruje urządzenia, analizuje dane, programuje maszyny i reaguje w sytuacjach, których system nie jest w stanie rozwiązać samodzielnie.
Automatyzacja przemysłu to coś więcej niż roboty
Gdy mówimy o automatyzacji, wiele osób wyobraża sobie przede wszystkim duże roboty przemysłowe pracujące przy liniach produkcyjnych. To jednak tylko część znacznie większego systemu.
Nowoczesny zakład może wykorzystywać między innymi automatyczne linie produkcyjne, roboty przemysłowe, systemy transportu wewnętrznego, czujniki, sterowniki PLC, systemy wizyjne, rozwiązania pneumatyczne oraz oprogramowanie kontrolujące przebieg całego procesu.
W praktyce automatyzacja może zaczynać się już od bardzo prostych rozwiązań. Przykładem jest czujnik wykrywający obecność produktu na taśmie transportowej. Jeśli element pojawi się w odpowiednim miejscu, system może automatycznie uruchomić kolejną operację.
W bardziej zaawansowanych zakładach setki takich urządzeń współpracują ze sobą. Powstaje w ten sposób system, w którym kolejne etapy produkcji są ze sobą połączone i mogą działać niemal bez przerwy.
Dlaczego przedsiębiorstwa inwestują w automatyzację?
Najważniejszym powodem jest oczywiście wydajność.
Maszyna może wykonywać tę samą czynność przez wiele godzin, zachowując bardzo podobne tempo i dokładność. Nie potrzebuje przerwy, nie traci koncentracji i nie odczuwa zmęczenia.
Automatyzacja pozwala więc zwiększyć skalę produkcji bez konieczności proporcjonalnego zwiększania liczby pracowników.
Nie chodzi jednak wyłącznie o produkowanie większej liczby wyrobów.
Nowoczesne systemy pozwalają również:
- ograniczać liczbę błędów,
- poprawiać powtarzalność produktów,
- kontrolować jakość produkcji,
- zmniejszać ilość odpadów,
- lepiej wykorzystywać surowce,
- monitorować zużycie energii,
- ograniczać przestoje,
- zwiększać bezpieczeństwo pracowników.
Dla wielu przedsiębiorstw szczególnie ważna staje się też możliwość szybkiego reagowania na zmiany zamówień. Dobrze zaprojektowana linia może zostać przestawiona na produkcję innego wariantu produktu znacznie szybciej niż tradycyjny system oparty głównie na pracy ręcznej.
Robot nie musi zastępować człowieka
Jedną z największych obaw związanych z automatyzacją jest utrata miejsc pracy. W praktyce sytuacja jest bardziej skomplikowana.
Robot rzeczywiście może przejąć część obowiązków wykonywanych wcześniej przez człowieka. Najczęściej dotyczy to jednak czynności monotonnych, ciężkich lub niebezpiecznych.
Dobrym przykładem jest przenoszenie ciężkich elementów. Jeżeli pracownik przez kilka godzin dziennie musi podnosić części ważące kilkanaście kilogramów, istnieje duże ryzyko urazów i przeciążeń. Robot może wykonywać tę pracę szybciej i bez narażania zdrowia.
Podobnie wygląda sytuacja w procesach związanych z wysoką temperaturą, substancjami chemicznymi, hałasem czy powtarzalnymi ruchami.
Automatyzacja może więc nie tyle usuwać człowieka z fabryki, co odsuwać go od najbardziej uciążliwych stanowisk.
Jak zmienia się rola pracownika?
Wraz z automatyzacją zmieniają się kompetencje potrzebne w zakładach przemysłowych.
Coraz większe znaczenie mają operatorzy maszyn, automatycy, mechatronicy, programiści, technicy utrzymania ruchu oraz specjaliści potrafiący analizować dane produkcyjne.
Pracownik nie musi już bezpośrednio wykonywać każdej operacji. Jego zadaniem może być kontrolowanie procesu i reagowanie wtedy, gdy pojawia się problem.
Zmianę dobrze pokazuje prosty przykład.
W tradycyjnym zakładzie pracownik może ręcznie kontrolować produkty schodzące z linii. W zakładzie zautomatyzowanym robi to system wizyjny wyposażony w kamery. Człowiek analizuje natomiast produkty odrzucone przez system, sprawdza przyczyny błędów i decyduje, czy konieczna jest zmiana ustawień maszyny.
Praca fizyczna nie znika całkowicie. Jest jednak stopniowo uzupełniana pracą wymagającą większej wiedzy technicznej.
Maszyny zaczynają dostarczać ogromne ilości danych
Jedną z największych zmian zachodzących we współczesnych fabrykach jest wykorzystanie danych.
Maszyny mogą cały czas informować o swoim stanie. System może rejestrować temperaturę, ciśnienie, drgania, pobór energii, prędkość pracy, liczbę wykonanych cykli i dziesiątki innych parametrów.
Po co zbierać tak dużo informacji?
Przede wszystkim po to, aby wcześniej zauważać problemy.
Jeżeli temperatura silnika stopniowo rośnie albo urządzenie zaczyna generować nietypowe drgania, może to być sygnał zbliżającej się awarii. System monitorowania pozwala wykryć taką zmianę wcześniej i zaplanować serwis.
Dzięki temu firma nie musi czekać, aż maszyna nagle się zatrzyma.
Nieplanowany przestój jest jednym z najbardziej kosztownych problemów w produkcji. Awaria jednego urządzenia może zatrzymać całą linię, a każda godzina przerwy oznacza konkretne straty.
Pneumatyka nadal odgrywa ważną rolę
Rozwój robotyki i elektroniki nie oznacza końca tradycyjnych technologii przemysłowych.
Pneumatyka nadal jest powszechnie wykorzystywana w automatyzacji procesów produkcyjnych. Siłowniki pneumatyczne mogą przesuwać, dociskać, sortować lub podnosić elementy, a zawory sterują przepływem sprężonego powietrza.
Rozwiązania pneumatyczne są cenione przede wszystkim za prostą konstrukcję, szybkość działania i możliwość pracy w wymagających warunkach.
Zmienia się natomiast sposób ich kontrolowania.
Nowoczesny układ pneumatyczny może współpracować z czujnikami, sterownikami i systemem zarządzania produkcją. Dzięki temu nawet stosunkowo proste urządzenia stają się częścią rozbudowanej, cyfrowej fabryki.
Transport wewnętrzny także się automatyzuje
Automatyzacja nie kończy się przy samej maszynie produkcyjnej.
Ogromne znaczenie ma również przepływ materiałów pomiędzy magazynem, linią produkcyjną i strefą wysyłki.
W zakładach coraz częściej można spotkać automatyczne przenośniki, systemy sortowania oraz autonomiczne pojazdy transportowe.
Takie maszyny mogą samodzielnie przewozić komponenty pomiędzy kolejnymi stanowiskami. Niektóre systemy potrafią nawet wyznaczać trasę, omijać przeszkody i reagować na zmieniającą się sytuację na hali.
Pozwala to lepiej zorganizować logistykę zakładu i ograniczyć sytuacje, w których maszyna czeka na dostarczenie potrzebnego materiału.
Sztuczna inteligencja wchodzi na hale produkcyjne
Kolejnym etapem automatyzacji jest coraz szersze wykorzystanie sztucznej inteligencji.
Nie oznacza to jednak, że fabryką zarządza jeden „inteligentny komputer”.
AI może być wykorzystywana do bardzo konkretnych zadań.
System analizujący zdjęcia produktu może wykrywać uszkodzenia lub nieprawidłowości niewidoczne na pierwszy rzut oka. Inne rozwiązanie może analizować dane z maszyn i podpowiadać, kiedy najlepiej wykonać konserwację.
Algorytmy mogą również pomagać w planowaniu produkcji, zarządzaniu zapasami czy optymalizacji zużycia energii.
Im więcej danych dostarcza zakład, tym większe możliwości ich wykorzystania.
Czy każda fabryka powinna być maksymalnie zautomatyzowana?
Niekoniecznie.
Automatyzacja nie jest celem samym w sobie. Powinna rozwiązywać konkretny problem biznesowy lub produkcyjny.
Jeżeli przedsiębiorstwo produkuje tysiące identycznych elementów każdego dnia, automatyzacja może przynieść bardzo duże korzyści.
Sytuacja wygląda inaczej w przypadku niewielkiego zakładu wykonującego krótkie serie mocno zróżnicowanych produktów. W takim miejscu całkowita automatyzacja może być kosztowna i nie zawsze się opłacać.
Dlatego przed zakupem robota czy nowej linii warto określić, gdzie rzeczywiście powstają straty.
Czasami największym problemem okazuje się wolne pakowanie produktów. Innym razem źródłem strat jest częsta awaria konkretnej maszyny albo niewłaściwa organizacja transportu materiałów.
Dobra automatyzacja zaczyna się więc nie od zakupu technologii, lecz od dokładnego poznania procesu.
Fabryka przyszłości będzie bardziej elastyczna
Przez wiele lat automatyzacja kojarzyła się przede wszystkim z wielkimi liniami zaprojektowanymi do produkcji jednego wyrobu.
Dziś przemysł zmierza w stronę większej elastyczności.
Roboty można przeprogramować, maszyny mogą automatycznie zmieniać ustawienia, a system produkcyjny może otrzymywać dane bezpośrednio z zamówienia klienta.
Pozwala to szybciej zmieniać warianty produktów i produkować krótsze serie bez wielogodzinnego przezbrajania całej linii.
W praktyce właśnie elastyczność może stać się jedną z największych zalet nowoczesnej fabryki.
Czy powstaną fabryki całkowicie bez ludzi?
Technicznie w niektórych obszarach jest to już możliwe. Istnieją procesy, które przez długi czas mogą przebiegać niemal bez ingerencji człowieka.
Nie oznacza to jednak, że przemysł zmierza do całkowitego wyeliminowania pracowników.
Maszyny świetnie radzą sobie z czynnościami powtarzalnymi. Człowiek nadal jest potrzebny przy podejmowaniu nietypowych decyzji, rozwiązywaniu nowych problemów, projektowaniu procesów, konserwacji urządzeń i rozwijaniu całego systemu.
Bardziej prawdopodobny jest więc model fabryki, w której ludzie i maszyny pracują razem.
Robot wykonuje zadania wymagające szybkości i powtarzalności. System automatyki kontroluje proces. Oprogramowanie analizuje dane. Człowiek natomiast nadzoruje całość, podejmuje decyzje i reaguje na sytuacje, których wcześniej nie dało się przewidzieć.
Automatyzacja dopiero nabiera tempa
Współczesny przemysł zmienia się szybko, ale całkowicie bezobsługowa fabryka nie stanie się z dnia na dzień standardem.
Dużo bardziej realny jest stopniowy rozwój. Firmy automatyzują pojedyncze stanowiska, łączą maszyny z systemami informatycznymi, instalują dodatkowe czujniki i analizują dane produkcyjne. Z czasem kolejne fragmenty zakładu zaczynają współpracować ze sobą.
Największa zmiana nie polega więc na tym, że z hali zniknie człowiek.
Zmienia się przede wszystkim jego rola.
Fabryka przyszłości może potrzebować mniej osób do wykonywania monotonnych czynności, ale jednocześnie coraz więcej specjalistów zdolnych projektować, obsługiwać i rozwijać skomplikowane systemy produkcyjne.
Dlatego pytanie nie brzmi już: „czy maszyny zastąpią ludzi?”, lecz raczej: „jak ludzie będą pracować razem z maszynami?”. I właśnie odpowiedź na to pytanie będzie w dużej mierze kształtowała przemysł w kolejnych latach.
