Tự động hóa sản xuất trên thế giới: phạm vi, ví dụ, ưu và nhược điểm

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Cải tiến, nhân loại không ngừng tự làm cho mình dễ dàng hơn, chuyển nó sang trí tuệ nhân tạo. Việc robot hóa sản xuất có thể loại bỏ một số ngành nghề, ví dụ như dịch vụ điện thoại ngày nay chỉ được thực hiện bằng điện tử, mặc dù vào đầu thế kỷ trước, các nhà khai thác điện thoại nữ đã kết nối hai thuê bao. Ngày nay, sự tiến bộ đã tiến xa hơn nữa và con người đã bắt đầu tạo ra những cỗ máy nhân tạo thực sự có khả năng thực hiện một số hoạt động cơ học nhất định - rô bốt.

Sản xuất robot là gì?

Quy trình này nên được coi là một thành phần của tự động hóa công nghiệp, khi năng lực của con người được thay thế bằng các hệ thống robot ở quy mô công nghiệp. Thông thường, các doanh nghiệp lớn cố gắng sử dụng các rô bốt đa năng có thể ảnh hưởng tích cực đếnhoạt động của cả khu phức hợp. Lợi thế chính của chúng nằm ở chỗ chúng có thể được cấu hình lại bất kỳ lúc nào để sản xuất các bộ phận và sản phẩm hoàn toàn khác nhau, chỉ cần nhập một chương trình khác vào thiết bị là đủ. Bằng cách sử dụng loại robot này, nhiều doanh nghiệp có thể tiết kiệm đáng kể.

Quá trình robot hóa sản xuất đóng một vai trò rất lớn đối với các doanh nghiệp tham gia vào quá trình gia công các bộ phận khác nhau. Ở đây có tới 50% sản phẩm được sản xuất với quy mô khá nhỏ, và nếu không có robot trên dây chuyền công nghiệp thì việc tạo ra sản phẩm tự nó sẽ chiếm khoảng 5% thời gian của cả ngày làm việc. Thời gian còn lại sẽ được dành cho việc cấu hình lại thiết bị, thay thế các bộ phận và dụng cụ. Hoạt động sản xuất như vậy không có lợi cho bất kỳ doanh nghiệp nào, vì mỗi doanh nghiệp đều theo đuổi mục tiêu tăng năng suất. Tự động hóa việc tạo ra các bộ phận có một tác dụng tích cực khác - rô bốt có thể tiết kiệm một lượng lớn nguyên liệu và vật liệu thô, nhưng ở đây mọi thứ phụ thuộc vào việc tổ chức hợp lý quy trình làm việc.

Loại robot nào được sử dụng trong doanh nghiệp?

Trong lĩnh vực sản xuất, có khái niệm "robot công nghiệp", dùng để chỉ một thiết bị cụ thể có một số chức năng nhất định và có thể làm việc trên 5 chương trình trở lên. Nhiệm vụ chính của robot là thực hiện các công việc được giao, đó là: thao tác các công cụ, bộ phận và vật liệu bổ sung.

Các chuyên gia giàu kinh nghiệm nói vềsự tồn tại của ít nhất ba thế hệ thiết bị như vậy. Thế hệ đầu tiên bao gồm robot có thể lập trình, chỉ có thể thực thi một chương trình nhất định. Đối với loại thứ hai - rô bốt thích ứng có các cảm biến và với sự trợ giúp của chúng có thể nhận thông tin từ môi trường, phân tích thông tin đó và nếu cần, điều chỉnh các nhiệm vụ và hành vi của chính chúng. Thế hệ thứ ba hoàn toàn bao gồm các robot thông minh có khả năng phân biệt giữa các đối tượng trong môi trường và tự mình thực hiện một số hành động nhất định. Theo quy định, khi nói đến quá trình tự động hóa sản xuất, công ty bắt đầu dự kiến sẽ mua các thiết bị hiện đại nhất.

Robot công nghiệp cũng thường được phân chia theo chức năng trực tiếp của chúng. Một số người trong số họ thực hiện các nhiệm vụ để sản xuất sản phẩm, một số khác thực hiện công việc nâng và vận chuyển sản phẩm, một số khác bảo trì thiết bị sản xuất chính, v.v. Trong một số trường hợp, robot có thể thực hiện các chức năng phụ trợ, đặc biệt là dọn dẹp cơ sở.

Tất cả các robot tham gia vào ngành công nghiệp đều là cơ sở của các tổ hợp công nghệ robot (RTC). Loại thứ hai là sự kết hợp của các thiết bị và thường được sử dụng để thực hiện các hoạt động lớn hơn - chụp sản phẩm, thực hiện các nhiệm vụ trong điều kiện khắc nghiệt (ví dụ: dưới nước), cung cấp thông tin về tiến độ của các quy trình sản xuất liên quan, v.v.

Đâu cần tự động hóa?

Tự động hóa sản xuất sẽ thay thế nguồn nhân lực, vốn thường xuyên hơnđược sử dụng để tạo ra sản phẩm và di chuyển chúng. Thông thường, các cơ chế được sử dụng được giao các nhiệm vụ đơn giản nhất, chúng liên tục thực hiện nhiều lần trong ngày. Việc sử dụng robot là không thể thiếu khi đóng gói sản phẩm, bốc xếp cũng như chuyển sản phẩm giữa các địa điểm sản xuất khác nhau. Cho đến nay, việc tạo ra các bộ phận vẫn còn nhiều khó khăn, vì chỉ có thiết bị rất đắt tiền mới có thể tái tạo chính xác các bộ phận theo bản vẽ, và việc sử dụng nó vẫn không hiệu quả về mặt kinh tế đối với nhiều doanh nghiệp.

Nếu chúng ta nói về nơi mà quá trình robot hóa sản xuất đã được giới thiệu thành công, thì một ví dụ về điều này có thể là các doanh nghiệp tham gia vào việc hàn, cắt, thực hiện các thử nghiệm điều khiển, v.v. Robot cũng được sử dụng tích cực cho các hoạt động lắp ráp đơn giản, các quy trình khó hơn vẫn được thực hiện bởi mọi người, vì chúng yêu cầu các thao tác bổ sung. Nhiệm vụ quan trọng của tự động hóa công nghiệp là cung cấp cho công nghệ các quy trình đơn giản được lặp đi lặp lại nhiều lần. Nếu có thể, rô bốt được mua thường xuyên và tồn tại rất lâu.

Lợi ích của việc sử dụng rô bốt là gì?

Chủ các doanh nghiệp lớn có thái độ tích cực đối với việc robot hóa sản xuất, họ đặc biệt xem xét những ưu và nhược điểm của quá trình này, vì chúng có ảnh hưởng trực tiếp đến lợi nhuận. Nếu chúng ta nói về những lợi thế của việc sử dụng robot, thì trước hết phải nói đếnmàn biểu diễn. Một công ty chế tạo người máy có một lợi thế không thể phủ nhận - các xưởng của họ có thể hoạt động không ngừng nghỉ trong nhiều giờ liền.

Với sự tổ chức hợp lý của quá trình tự động hóa sản xuất, số lượng sản xuất hàng tháng có thể cao hơn một bậc. Điều rất quan trọng khi rô bốt hóa là ngăn chặn việc thay đổi thiết bị thường xuyên, nếu không, số tiền lợi nhuận nhận được có thể giảm đáng kể. Ngoài ra, việc thay thế nguồn nhân lực bằng robot có thể tiết kiệm đáng kể tiền lương. Để thực hiện tất cả các quy trình, một người vận hành là đủ để kiểm soát hoàn toàn tất cả các hệ thống.

Nhu cầu tạo ra hàng hóa chất lượng cao là một nhu cầu kinh doanh khác buộc các doanh nghiệp phải sử dụng đến robot hóa sản xuất, ưu điểm của việc sử dụng thiết bị đó là độ chính xác của các bộ phận thu được. Trong quá trình điều chỉnh để tạo ra các bộ phận, lượng nguyên liệu bị loại bỏ giảm đáng kể, về nhiều mặt, điều này có thể thực hiện được do việc loại bỏ yếu tố con người.

Cần lưu ý rằng thực tế là công việc trong một số khu vực sản xuất cực kỳ có hại cho cơ thể con người, và đây là nơi mà người máy đơn giản là không thể thay thế được. Chúng ta đang nói về vật liệu hàn, luyện thép, sơn, v.v. Robot được lắp đặt trong xưởng có khu vực làm việc riêng, được định hình để người không thể vào.

Khá thường xuyênsinh viên viết WRC "Robotics trong sản xuất công nghiệp" thông báo rằng việc sử dụng trí tuệ nhân tạo có thể làm giảm đáng kể không gian làm việc. Trong một số trường hợp, robot có thể được treo hoặc thậm chí cất gọn trong nhà cho đến lần sử dụng tiếp theo. Thiết bị được sử dụng trong các nhà máy công nghiệp có hộp số và động cơ hiện đại, vật liệu chống mài mòn được sử dụng để tạo ra nó, và do đó nó yêu cầu bảo trì tối thiểu.

Có thể thấy nhược điểm nào trong bản nâng cấp này?

Chi phí thiết bị khá cao là một nhược điểm đáng kể trong quá trình tự động hóa sản xuất, các ví dụ và nhược điểm của sự thay đổi năng lực sản xuất như vậy có thể được tìm thấy ở hầu hết mọi doanh nghiệp. Ví dụ, chi phí thay thế một chiếc máy từ 500 nghìn rúp đến vài triệu, và quá trình này đòi hỏi sự chuẩn bị tài chính sơ bộ. Nếu thiết bị đột ngột bị hỏng, bạn sẽ phải tìm tiền để sửa chữa gấp, rất không thuận tiện.

Một bất lợi khác thường gặp nhất trong quá trình hiện đại hóa sản xuất là cắt giảm nhân sự. Robot được thiết kế để thực hiện công việc đòi hỏi kỹ năng thấp và thay thế con người trong công việc này, nhưng các doanh nghiệp không phải lúc nào cũng có thể cung cấp cho nhân viên của mình sự thay thế thích hợp dưới hình thức một vị trí mới. Theo các chuyên gia của Quỹ Kinh tế Thế giới, robot sẽ "loại bỏ" hơn 5 triệu người trên hành tinh khỏi công việc của họ trong hai hoặc ba năm tới.của năm. Một số lượng người thất nghiệp như vậy sẽ cần phải được giải quyết ở đâu đó, và ngay cả bây giờ các bang lớn nhất hành tinh đang cố gắng tìm ra các giải pháp tối ưu nhất cho vấn đề này.

Các nước phát triển đang tích cực áp dụng robot hóa sản xuất, họ liên tục thảo luận về ưu và nhược điểm của quá trình này tại các diễn đàn kinh tế quốc tế. Kết quả của các cuộc họp này, các tùy chọn mới để tự động hóa quy trình làm việc đang được hình thành, cũng như các ý tưởng nhằm tổ chức công việc mới cho nhân viên đã nghỉ việc do sự ra đời của trí tuệ nhân tạo.

Các giai đoạn của quá trình robot hóa là gì?

Đưa trí tuệ nhân tạo vào hoạt động trong bất kỳ doanh nghiệp nào bao gồm bốn giai đoạn, trong đó giai đoạn đầu tiên là chuẩn bị kỹ thuật cho những thay đổi trong dây chuyền sản xuất. Ở đây cần phải tính đến tuyệt đối tất cả các tính năng của công ty, điều này sẽ có ảnh hưởng nhất định đến thiết bị mới. Một số tổ chức sử dụng thiết kế kinh tế và toán học, mục đích của việc này là giới thiệu máy tính để tính toán toán học kỹ thuật trong tất cả các phòng ban. Việc phân tích các hoạt động cần thiết cho việc chuẩn bị robot được thực hiện thủ công, do đó không thể đạt được ngay lập tức sự tiết kiệm, tối ưu hóa có thẩm quyền và chất lượng sản phẩm cao. Nếu tỷ lệ sản xuất của sư tử được cung cấp bởi trí thông minh nhân tạo, thì sự kết hợp của tất cả các phẩm chất trên sẽ dễ dàng đạt được hơn nhiều.

Tự động hóa và robot hóa sản xuất không bao giờ hoàn thành nếu không có sự hình thành của quản lý kiểm soát, điều này luônbao gồm ba thành phần: cơ cấu quản lý, hệ thống thông tin liên lạc và tổ chức đo lường và thông tin. Bộ phận này của tổ chức phải đủ linh hoạt và đa năng, có thể đáp ứng nhanh chóng các nhu cầu kinh doanh đang thay đổi, đồng thời giám sát việc tuân thủ tất cả các tiêu chí được quy định trong chương trình. Khi chọn một hệ thống sẽ kiểm soát công việc của người máy, cần phải tính đến độ chính xác, chi phí, tính linh hoạt của nó, cũng như một số thông số khác.

Bạn nên chú ý đến thực tế là chi phí của thành phần điều khiển xấp xỉ 60% giá của một robot công nghiệp, đó là lý do tại sao việc lựa chọn nó phải được tiếp cận một cách cẩn thận. Thật không may, một số doanh nghiệp lại chọn hệ thống điều khiển rẻ nhất - tương tự và tuần hoàn, điều này chỉ tự chứng minh khi công ty tham gia sản xuất hàng loạt và hiếm khi phải lập trình lại thiết bị. Nếu bạn cần tạo các bộ phận quy mô nhỏ, tốt hơn nên sử dụng hệ thống điều khiển số và vị trí có thể dễ dàng lập trình lại.

Tiếp theo đến giai đoạn quan trọng nhất - lập trình trực tiếp. Việc robot hóa sản xuất hiện đại cung cấp bốn giai đoạn kiểm soát công việc của trí tuệ nhân tạo: hình thành chu trình, ghi nhớ chương trình, tái tạo và thực hiện trực tiếp. Đặc biệt chú ý ở đây phải được chú ý đến lập trình, ngày nay được thực hiện bằng hai phương pháp:phân tích và giáo dục. Việc đầu tiên liên quan đến tính toán và gỡ lỗi, sau đó thuật toán hoạt động được nhập vào hệ thống điều khiển. Thứ hai là việc tạo ra một chương trình điều khiển đã có trong phòng làm việc bằng điều khiển từ xa đặc biệt, là một phần của thiết bị. Các chuyên gia giàu kinh nghiệm khuyên bạn nên sử dụng cả hai tùy chọn để đạt được hiệu quả chất lượng cao nhất từ quá trình robot hóa.

Giai đoạn cuối cùng là khởi động sản xuất tự động hết công suất. Điều rất quan trọng là phải đảm bảo rằng các dây chuyền sản xuất hoạt động hiệu quả nhất có thể, chỉ sau khi tất cả các thử nghiệm cần thiết đã được thực hiện, người máy mới có thể được đưa vào hoạt động. Xin lưu ý rằng trong vài giờ đầu tiên, cần phải kiểm tra năng lực hiện có và thực hiện các điều chỉnh cần thiết.

Robot trợ giúp hàn như thế nào?

Kỷ nguyên ra đời của trí tuệ nhân tạo bắt đầu với việc robot hóa sản xuất hàn, với sự trợ giúp của nó, có thể đạt được những kết quả đáng kể. Máy công nghiệp tự động trong những năm 1970 đã được định hướng lại để hàn điểm, và kể từ đó đây đã trở thành ngành kinh doanh chính của họ. Kể từ khi bắt đầu sử dụng robot, chất lượng hàn đã tăng lên nhiều lần, điều này mang lại lợi ích cho ngành công nghiệp. Ngày nay, cấu hình mà các bộ phận được tạo ra và điểm nối không đóng bất kỳ vai trò nào, trí tuệ nhân tạo có thể kết nối hoàn toàn mọi thứ.

Robot hóa sản xuất hàn tiếp tục đạt được động lực trong thế kỷ 21, ngày nay được sử dụngthiết bị có các cảm biến bổ sung có khả năng xử lý dữ liệu xúc giác và hình ảnh đến. Tất cả các robot đều có thể hàn hai bề mặt kim loại và có được mối hàn chất lượng cao trong hồ quang ổn định. Các nhà công nghiệp tin rằng trong tương lai thiết bị như vậy có thể được sử dụng để hàn laser, cũng như để cắt thêm vật liệu đang được xử lý.

Người máy có thể được sử dụng để tạo ra thức ăn không?

Khi loài người không ngừng gia tăng về số lượng, câu hỏi làm thế nào để nuôi sống tất cả mọi người ngày càng trở nên cấp thiết hơn. Quá trình tự động hóa sản xuất thực phẩm có thể được giải quyết, cho phép bạn tạo ra các sản phẩm mới chất lượng cao trong thời gian ngắn nhất có thể. Các chuyên gia có quan điểm cho rằng robot sẽ ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong lĩnh vực này, và sớm muộn gì chúng cũng sẽ thay thế các đầu bếp chuyên nghiệp.

Tiến bộ đã phát triển đến mức ngày nay trí tuệ nhân tạo có thể xử lý độc lập các sản phẩm sữa đông: cắt, phân loại và thậm chí đóng gói, trong khi quá trình vô trùng được tuân thủ nghiêm ngặt nhất trong quá trình sản xuất. Những người làm bánh kẹo đặc biệt thích sử dụng robot, với sự trợ giúp của nó, họ có thể tạo ra các bản vẽ nguyên bản và chính xác trên bánh ngọt và bánh ngọt, cũng như đóng gói các sản phẩm thu được, giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian. Robot cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp đánh bắt cá, nơi chúng giúp cắt sản phẩm đánh bắt thành từng phần nhỏ, rất thuận tiện cho các đầu bếp làm việc trong ngành dịch vụ ăn uống.

Người máysản xuất thực phẩm phải ảnh hưởng đến những khu vực mà người lao động của doanh nghiệp phải chịu ảnh hưởng nguy hiểm và có hại của môi trường. Chúng ta đang nói về những thay đổi về nhiệt độ, độ ẩm, tiếng ồn, độ rung và bụi gia tăng. Tuy nhiên, các chuyên gia không loại trừ khả năng robot sẽ tạo ra các sản phẩm thực phẩm từ đầu, nhưng trí tuệ nhân tạo như vậy sẽ không sớm được phát triển.

Làm thế nào để họ tự động hóa công việc ở nước ta?

Nếu chúng ta nói về quá trình robot hóa sản xuất ở Nga, thì đây chỉ là động lực bắt đầu. Hầu hết các thiết bị được sử dụng trong hoạt động hàn và tải, cũng như trong ngành công nghiệp ô tô. Số lượng các công ty sử dụng trí tuệ nhân tạo đang tăng lên hàng năm, do chủ sở hữu của họ đã nhận ra tất cả những lợi ích của việc triển khai tự động hóa. Tính đến năm 2018, chỉ có một robot trên 10.000 người ở Nga, tuy nhiên, vào năm 2025, các chuyên gia dự đoán số lượng robot trong ngành công nghiệp trong nước sẽ tăng lên 20%.

Sự chú ý đặc biệt xứng đáng với thực tế là đại đa số người Nga đang làm việc có thái độ tiêu cực đối với người máy. Một mặt, chúng có thể được hiểu là, bởi vì việc sử dụng người máy có thể đồng nghĩa với việc ai đó mất việc làm, nhưng mặt khác, tiến bộ khoa học và công nghệ được thiết kế để tạo điều kiện cho sự tồn tại của nhân loại và không thể bị bỏ rơi. Tuy nhiên, việc tự động hóa hoàn toàn năng lực sản xuất ở Nga vẫn còn rất xa vời, vì vậy việc tự động hóa hoàn toàn sẽ không xảy ra trong những năm tới.

Chính phủ, trong khi đó, đang suy nghĩ vềViệc robot hóa sản xuất có thể mang lại những lợi ích gì, Moscow hiện đang tích cực phát triển một thế hệ trí tuệ nhân tạo mới, sẽ được đưa vào vũ trụ trong tương lai. Thủ đô hàng năm tổ chức hội nghị “RoboSector”, nơi mọi người có thể làm quen với những phát triển mới nhất của các nhà khoa học trong lĩnh vực tự động hóa sản xuất và các chủ doanh nghiệp có thể khám phá những cơ hội mới.

Thị trường thế giới đang hoạt động như thế nào?

Việc robot hóa sản xuất trên thế giới từ lâu đã trở nên phổ biến, theo thống kê, tính đến tháng 1 năm 2017, cứ 10 nghìn nhân viên trên hành tinh của chúng ta thì có hơn 70 robot. Số lượng rô bốt được sử dụng nhiều nhất ở Hàn Quốc với 631 trên 10.000 công nhân, Singapore với 488 và Đức với 309. Các nhà phân tích cho biết châu Á và châu Mỹ bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi tự động hóa quy trình làm việc, với số lượng rô bốt tăng lần lượt là 9 và 7% mỗi năm.

Người giữ kỷ lục về sự ra đời của người máy là Trung Quốc, nếu như năm 2013 mật độ thiết bị trung bình là 25 chiếc trên 10 nghìn lao động thì đến cuối năm 2016 con số này đã lên 68 và tiếp tục tăng. Đến năm 2020, các nhà chức trách của Celestial Empire dự định sẽ đưa các quốc gia hàng đầu vào lĩnh vực robot hóa. Hàn Quốc là quốc gia có mật độ robot cao nhất kể từ năm 2010, họ không thể thiếu chúng khi tạo ra ô tô và thiết bị điện tử.

Những người giữ kỷ lục chống robot hóa sản xuất tính đến năm 2018 là Nga, Ấn Độ và Philippines. Trong nhữngthị trường robot vẫn đang phát triển, vì vậy các nhà sản xuất thiết bị đang tích cực cung cấp dịch vụ của họ cho khách hàng tiềm năng. Các đại diện của ngành công nghiệp kỹ thuật và ô tô đang tỏ ra rất quan tâm đến việc sử dụng trí tuệ nhân tạo, vì việc triển khai nó sẽ giúp giảm đáng kể nguồn nhân lực của các công ty.

Các chuyên gia cho rằng sự thành công của nhiều doanh nghiệp trong tương lai sẽ phụ thuộc vào quá trình robot hóa sản xuất, phạm vi máy móc tự động không ngừng mở rộng và ngày càng đòi hỏi sự phát triển và nghiên cứu nhiều hơn. Theo quan điểm của họ, tự động hóa không nên được coi là dấu chấm hết cho bản thân, máy móc nhân tạo chỉ có thể được giới thiệu trong những tình huống mà một người, vì lý do này hay lý do khác, không thể làm công việc tốt hơn họ. Sự ổn định của quy trình kỹ thuật, sự gia tăng độ chính xác của các bộ phận được sản xuất và tốc độ đạt được mục tiêu chỉ là một phần nhỏ trong những lý do buộc các doanh nghiệp trên thế giới phải đưa robot vào sản xuất.