Будущее робототехники в гофроиндустрии

Использование робототехники в индустрии гофроупаковки начало набирать обороты в конце XX века. Первоначально роботы были внедрены для выполнения простых и повторяющихся операций на упаковочных линиях. Одними из первых примеров стали роботизированные паллетайзеры и базовые автоматизированные системы укладки коробок.

В начале 2000-х годов отрасль производства гофрированной упаковки пережила резкий рост интереса к робототехнике, чему способствовали несколько ключевых факторов. Прорывы в программном обеспечении значительно расширили возможности и гибкость роботизированных систем, а совершенствование датчиков и электроники сделало роботов более функциональными и простыми в интеграции с упаковочным оборудованием.

Существенное снижение стоимости компьютерного оборудования, такого как микропроцессоры, сделало роботизированные системы доступными для более широкого круга компаний. Повышение функциональности роботов, включая продвинутые датчики и зачаточные системы машинного зрения, открыло новые возможности для применения, что идеально совпало с потребностями упаковочной отрасли в гибкости, эффективности, качестве, снижении затрат и повышении безопасности.

Нехватка рабочей силы стимулирует спрос

Одним из важнейших факторов, способствующих внедрению робототехники в гофроиндустрии сегодня, является дефицит рабочей силы. Согласно ежегодному отчету Ассоциации производителей о заработной плате и окладах в производственной отрасли за 2023 год, отрасль ожидает кризис: в течение следующих пяти лет треть (или более) работников производственного сектора достигнет пенсионного возраста. Эта волна уходов приведет к значительной утрате опыта и навыков, создавая серьезные препятствия для дальнейшего роста и инновационного развития отрасли.

«Когда я начал продавать роботов более десяти лет назад, заводы по производству коробок в первую очередь беспокоились о стоимости рабочей силы. Сегодня разговор идет уже о нехватке людей», — говорит Боб Каска, основатель Kaska Robotics. «Мы слышим это все чаще — некому нажимать кнопки, некому подавать листы в машины. Это беспрецедентная проблема».

С учетом того, что значительная часть квалифицированных рабочих приближается к выходу на пенсию, потребность в автоматизированных решениях становится крайне актуальной. Робототехника предлагает жизнеспособный способ закрыть этот пробел, обеспечивая бесперебойную и эффективную работу производств даже в условиях сокращающегося кадрового ресурса.

Вызовы и преимущества

По мере того как передовая робототехника становится новым стандартом в отрасли, остаются ряд вызовов, требующих пристального внимания и стратегического подхода:

Скептицизм и опасения по поводу безопасности

Несмотря на растущий интерес к роботам, настороженность и тревога по поводу безопасности по-прежнему остаются серьезными барьерами для внедрения. Работники могут опасаться, что роботы заменят их на рабочих местах, а также — и это вполне объяснимо — переживать по поводу безопасного взаимодействия с машинами. «Часто первым вопросом, который мне задают, бывает: А это не подожжет мой завод?» — рассказывает Джон Вайлер, менеджер по продажам промышленных решений компании Boston Dynamics. — «А что, если он ошибется? Эти мысли естественны — ведь люди не знают, чего не знают».

Чтобы снизить тревожность, компании могут инвестировать в всесторонние обучающие программы, подчеркивающие сотрудничество между людьми и роботами. Такие программы помогают показать, как роботы могут брать на себя рутинные или опасные задачи, повышая общую безопасность на производстве и удовлетворенность сотрудников.

Высокие начальные затраты

Хотя изначальные инвестиции в робототехнику могут показаться обременительными, в долгосрочной перспективе они позволяют снизить расходы на оборудование. Например, вместо установки большого количества стационарных датчиков или дополнительного оборудования, достаточно одного мобильного робота с сенсорами, который будет проводить осмотры множества объектов. «Компании устанавливают датчики только на самое критичное оборудование, которое нуждается в круглосуточном контроле», — объясняет Вайлер. — Всё остальное эффективнее инспектировать с помощью робота с установленными датчиками, который будет обходить всё помещение».

Таким образом, можно сократить затраты на капитальное строительство инфраструктуры и одновременно повысить операционную эффективность.

Внедрение

Подготовка завода к внедрению роботов может потребовать модификаций существующей инфраструктуры. Это может включать оптимизацию планировки под движение роботов, модернизацию источников питания и интеграцию с существующим программным обеспечением. Однако современные технологические достижения в робототехнике позволяют внедрять такие системы с минимальными изменениями. Новые роботы более адаптивны, часто требуют лишь незначительных доработок, что делает переход к автоматизации более гладким и экономически оправданным.

Масштабируемость

Масштабирование также может быть проблемой, поскольку роботизированные системы не всегда легко адаптируются к изменениям объемов производства или смене ассортимента. Решение, подходящее для одного объема, может потребовать серьезной перестройки для работы в других условиях. Чтобы справиться с этим, предприятия могут выбирать модульные решения, которые легко масштабируются, дополняются и адаптируются под новые задачи. Такая гибкость позволяет системе развиваться вместе с производством и сохранять актуальность на разных этапах.

Ключевые преимущества

Использование робототехники в коробочном производстве дает целый ряд важных преимуществ:

- Повышение эффективности и производительности: Роботы существенно повышают эффективность и производительность, автоматизируя повторяющиеся операции и обеспечивая непрерывную работу без перерывов.

- Улучшенная точность и стабильность: Роботизированные системы обеспечивают высокую точность и однородность — каждая резка, сборка и операция выполняется строго по заданным спецификациям и стандартам качества.

- Экономия производственного пространства: Компактный дизайн большинства роботов требует меньше места, что позволяет эффективнее использовать цеховую площадь и легко интегрировать роботов в существующие производственные линии. Более того, использование роботов вместо жестко фиксированных автоматизированных линий позволяет людям быстро подключаться и выполнять нестандартные или мелкосерийные заказы вручную.

Одним из ярких примеров такой гибкости являются роботизированные устройства подачи (robotic prefeeders). «Гибкость, позволяющая без задержек переключаться между автоматическим роботом-подачей и ручной подачей, крайне важна», — отмечает Боб Каска. — «Эта адаптивность особенно ценна для коробочных производств с ограниченным пространством, где часто встречаются короткие тиражи заказов».

Снижение затрат на персонал и уменьшение травматизма

Роботы позволяют сократить расходы на рабочую силу и снизить количество несчастных случаев на производстве, выполняя опасные или физически тяжелые задачи. Это делает производство не только более экономичным, но и безопасным для персонала.

Будущее роботов на коробочных производствах

По мере того как робототехника трансформирует гофроиндустрию, формируются новые тенденции и технологии, определяющие будущее. Вот ключевые направления:

- Последняя граница автоматизации

На сегодняшний день роботизированные решения охватывают практически все этапы производства гофроупаковки: от перемещения материалов до резки и сборки. Однако такие задачи, как укладка прокладочных листов (dunnage sheets) и размещение бирок (load tags), до недавнего времени оставались сложными для автоматизации. Теперь появились первые роботизированные решения и для этих задач, приближая отрасль к 100% автоматизации.

- Искусственный интеллект (AI)

Технологии компьютерного зрения на базе искусственного интеллекта позволяют роботам с высокой точностью отслеживать перемещение продукции по конвейерам — без необходимости использования штрихкодов или RFID-меток. Визуальные данные используются для назначения виртуального серийного номера каждой единице, обеспечивая непрерывный и бесконтактный контроль на всех этапах производства.

Кроме того, развитие больших языковых моделей (LLM) позволяет непрофессиональным пользователям взаимодействовать с роботами с помощью естественного языка, что значительно упрощает их внедрение и расширяет области применения.

- Мобильные роботы

Мобильные роботы и автоматические направляемые транспортные средства (AGV) играют ключевую роль в повышении эффективности и безопасности на производстве гофроупаковки. Они способны самостоятельно перемещаться по сложной производственной среде, выполнять инспекции и диагностику, а значит — снижать количество аварийных простоев.

AGV-решения обеспечивают оперативную доставку сырья и готовой продукции, сокращают ошибки, снижают потребность в рабочей силе и способствуют внедрению системы бережливого производства (Just-in-Time). Совместно эти технологии повышают производительность, безопасность и адаптивность производственных процессов. Всё это свидетельствует о том, что в ближайшие годы роботизированные системы станут неотъемлемой частью гофропроизводства — гибкой, умной и экономичной.

- Люди в эпоху роботов

Будущее работы человека в условиях активного внедрения робототехники — это сотрудничество, при котором роботы выполняют повторяющиеся, опасные или требующие высокой точности задачи, а люди сосредотачиваются на более сложных, творческих и стратегических функциях.

Интеграция искусственного интеллекта (AI) и больших языковых моделей (LLM) значительно упростит взаимодействие с роботами: теперь даже сотрудники без технического образования смогут общаться с машинами на естественном языке, что сделает технологии доступными широкой аудитории.

По мере роста автономности роботов возможен переход к так называемому "lights-out" производству — фабрикам без постоянного присутствия людей, где контроль осуществляется удалённо или с минимальным участием персонала.

Однако такая трансформация потребует от работников постоянного развития навыков и адаптации к новым технологиям, чтобы эффективно использовать эти инструменты. В конечном счёте, роботы не заменят человека, а расширят его возможности.

Будущее уже наступило: новая волна роботизации обещает сделать производство гофроупаковки более эффективным, безопасным и продуктивным.

Но готовы ли вы и ваша компания к этому будущему?

Для иллюстрации использовано фото Freepikрации

Источник: Paper 360