Jak začít s robotizací výroby a robotickými pracovišti

Po několika desítkách realizovaných projektů mohu říct jednu věc: úspěšná robotizace nezačíná výběrem robota. Začíná pochopením výrobního procesu.
Největší chyba? Firma chce koupit robota.
Velká část poptávek začíná větou: "Potřebujeme robota." Jenže robot není cíl. Robot je pouze nástroj.

Správná otázka zní:

• Jaký problém chceme vyřešit?

• Co dnes omezuje výrobu?

• Kde vznikají největší ztráty?

Ve většině případů zjistíme, že problémem není samotná absence robota, ale například:

• dlouhé prostoje,

• nekonzistentní kvalita,

• ergonomicky náročná práce,

• nedostatek obsluhy,

• časté reklamace,

• nebo nízká kapacita výroby.

Teprve když známe skutečný problém, můžeme navrhnout správné řešení. Jak tedy postupovat?

Osm kroků, jak postupovat při robotizaci výroby

1. Najděte proces, který dává smysl robotizovat
Ne každý proces je vhodný pro automatizaci.
Ideální kandidát splňuje několik podmínek:

• vysoká opakovatelnost,

• stabilní výrobní proces,

• jednoduché rozhodování,

• dostatečný objem výroby,

• vysoká pracnost nebo fyzická náročnost.

Typické aplikace jsou například:

• zakládání dílů do CNC,

• pick & place,

• paletizace,

• lepení,

• svařování,

• šroubování,

• manipulace,

• kontrola kamerovým systémem,

• balení výrobků.

Naopak procesy, kde každý kus vypadá jinak nebo se často mění výrobní postup, bývají výrazně složitější a ekonomicky méně výhodné. Dobrou praxí je začít jednou jednodušší aplikací, která přinese rychlý přínos a vytvoří důvěru pro další projekty.

2. Změřte současný stav
Než začnete poptávat dodavatele, doporučuji získat co nejvíce dat.
Například:

• takt výroby,

• počet kusů za směnu,

• počet operátorů,

• OEE,

• zmetkovitost,

• prostoje,

• směnnost,

• náklady na pracovní sílu,

• reklamace.

Bez těchto údajů nelze objektivně spočítat návratnost investice. Robotizace není o pocitech. Je o číslech.

3. Stanovte jasný cíl projektu
Často slýchám: "Chceme zautomatizovat výrobu." To ale není cíl.
Správně definovaný cíl může znít například:

• zvýšit kapacitu o 30 %,

• zkrátit takt ze 45 na 28 sekund,

• odstranit jednu směnu,

• snížit zmetkovitost pod 0,5 %,

• eliminovat těžkou manipulaci pracovníků,

• zvýšit bezpečnost pracoviště.

Takové cíle lze po spuštění projektu jednoduše vyhodnotit. Úspěšné projekty automatizace začínají právě měřitelnými cíli a jasně definovanými KPI.

4. Myslete na celý proces, ne pouze na robota
Robot tvoří často pouze 20–40 % celé investice.
Stejně důležité jsou:

• přípravky,

• uchopovače,

• kamerové systémy,

• bezpečnostní prvky,

• dopravníky,

• PLC,

• HMI,

• pneumatické systémy,

• elektrické rozvaděče,

• software.

Často právě kvalita těchto částí rozhoduje o tom, zda bude zařízení spolehlivě vyrábět dalších deset let.

5. Zapojte výrobu již na začátku
Nejlepší návrhy často nepřichází z kanceláře. Přichází od operátorů.
Právě oni vědí:

• kde výroba stojí,

• co se nejčastěji pokazí,

• které operace jsou nejnáročnější,

• kde vznikají chyby.

Pokud jsou zaměstnanci součástí projektu od začátku, bývá následné zavedení robotického pracoviště výrazně jednodušší. Robot není konkurence člověka. Robot přebírá monotónní, opakující se nebo ergonomicky nevhodnou práci, zatímco lidé se mohou věnovat činnostem s vyšší přidanou hodnotou.

6. Nepodceňujte bezpečnost
Bezpečnost není něco, co se řeší na konci projektu. Musí být součástí návrhu od prvního dne.
Každé robotické pracoviště by mělo obsahovat například:

• analýzu rizik,

• správně navržené oplocení,

• světelné závory nebo laserové skenery,

• bezpečnostní PLC,

• nouzová zastavení,

• bezpečnostní zámky,

• validaci bezpečnostních funkcí.

Dobře navržené pracoviště není pouze bezpečné. Je také rychlejší, jednodušší na obsluhu a lépe servisovatelné

7. Počítejte návratnost investice realisticky
Mnoho firem očekává návratnost do jednoho roku. To však není vždy reálné.
Do výpočtu je vhodné zahrnout nejen úsporu pracovníků, ale také:

• vyšší kapacitu,

• nižší zmetkovitost,

• nižší reklamace,

• vyšší kvalitu,

• možnost výroby ve více směnách,

• nižší nemocnost,

• vyšší bezpečnost,

• stabilnější výrobní proces.

V praxi se dobře připravené projekty často pohybují v návratnosti mezi 1 až 4 roky. Výsledná ekonomika ale vždy závisí na konkrétním procesu, vytížení zařízení a dosažených provozních přínosech.

8. Vyberte správného integrátora
Dodavatel robota nemusí být automaticky dodavatelem funkční výrobní linky.
Dobrý systémový integrátor by měl umět:

• analyzovat proces,

• navrhnout koncept,

• navrhnout bezpečnost,

• vytvořit 3D studii,

• dodat kompletní zařízení,

• zajistit instalaci,

• uvést zařízení do provozu,

• vyškolit obsluhu,

• poskytovat dlouhodobý servis.

Rozdíl mezi dodavatelem robota a systémovým integrátorem bývá často rozhodující pro úspěch celého projektu.

Závěr
Robotizace není jen investicí do nové technologie. Je to investice do budoucnosti výroby.
Firmy, které začínají správně – tedy analýzou procesu, definováním cílů a výběrem vhodné aplikace – dosahují výrazně lepších výsledků než ty, které začnou samotným výběrem robota.
Moje doporučení je jednoduché: nezačínejte otázkou „Jakého robota koupit?“ Začněte otázkou „Který proces má dnes největší potenciál pro automatizaci?
Právě odpověď na tuto otázku bývá prvním krokem k úspěšné robotizaci.

Autor: Ing. Josef Ponikelský, Ph.D., Product manager LIN-TECH - robotika, HENNLICH s.r.o.