رباتیک در صنعت 4.0

هوش مصنوعی و تجزیه و تحلیل داده‌ها، موجب افزایش بهره‌وری ربات‌ها می‌شوند. رباتیک در صنعت 4.0 بخش مهمی از پازل این صنعت است. کارخانه‌های هوشمند در آینده به انواع جدیدی از ماشین‌ها، مانند دستگاه‌های سیار و جمعی متصل به هم، وابسته خواهند بود. هوش مصنوعی (AI)، رایانش ابری (cloud computing) و تحلیل داده‌ها (data analytics)‌، ربات‌های صنعتی را از همیشه قابل اعتمادتر خواهند کرد.

هدف رباتیک در صنعت 4.0 به صفر رساندن زمان تعطیلی کار و به حداکثر رساندن کارایی است. از آن‌جایی که روبات‌ها از حسگرهای بیشتری استفاده می‌کنند و اتصالات آن‌ها به‌صورت دیجیتالی انجام می‌شود، کمتر مستعد اختلال هستند. در تولید امروزی توقف برنامه‌ریزی نشده‌ی کارخانه یکی از شایع‌ترین علل ناکارآمدی است. مشاهده‌‎‌ سریع و بی‌درنگ نقص بوجود آمده در خط مونتاژ – و پیکربندی مجدد آن – می‌تواند بهره‌وری را افزایش و خطاها را کاهش دهد و همچنین کیفیت را نیز بهبود بخشد.

ریک بروکشایر (Rick Brookshire) مدیر بخش توسعه‌ محصول در Epson Robots می‌گوید: «صنعت 4.0 و اینترنت اشیا (IOT) در حال افزایش اتوماسیون وظایف قبلی با مجموعه‌ای از داده‌های بی‌درنگ، هوش مصنوعی و اتصال دستگاه‌ها هستند. این عناصر در صنعت 4.0 به کارخانه‌ها کمک می‌کنند تا برای دست‌یابی به بازده بیشتر امکان همگرایی را به‌دست بیاورند.
بروکشایر همچنین ذکر می‌کند: «یکی از راه‌های کلیدی دستیابی به این امر، کمک به کاهش زمان از کار افتادگی است. از کار افتادگی در محیط کارخانه می‌تواند فاجعه بار باشد». اگر روبات‌ها اجازه و امکان این را داشته باشند که برای برقراری ارتباط فعالانه‌تر اطلاعات، مانند زمان چرخه، نرخ خروجی و مسائل تعمیر و نگهداری، در سیستم‌های نظارت دخالت داشته باشند، آن‌گاه [فرایند تولید] را می‌توان برای کمک به بهینه‌سازی [ماشین] و نگهداری پیشگیرانه به‌شکل بهتری مورد ‌نظارت و ارزیابی قرار داد.
بروکشایر خاطرنشان می‌کند: «علاوه بر این، [مهندسان] علاقه زیادی به درک سلامت روبات‌ها دارند. بینش درست و کافی در مورد مسائلی مانند میزان زندگی باقی مانده‌ موتور در این مورد نقش دارد. اگر مدیران کارخانه بتوانند مشکلات احتمالی یک ربات را قبل از شکست واقعی بهتر درک کنند، می‌تواند برای کاهش زمان خرابی و کاهش بهره‌وری گام‌های بسیار بزرگی بردارند.

کریس بلانشت (Chris Blanchette)، مدیر اجرایی حساب‌های جهانی در FANUC America Corp، می‌افزاید: «ما شاهد افزایش علاقه‌ی برخی از تولیدکنندگان بزرگ برای سرمایه‌گذاری در اتصالات (connectivity) و فناوری صنعت 4.0 بوده‌ایم. این علاقه به ویژه در صنایعی مانند هوافضا، خودرو، کالاهای بادوام مصرف‌کننده، الکترونیک و دستگاه‌های پزشکی بیشتر نیز به چشم می‌خورد.  برخی از مشتریان ما پیشگامان برای پذیرش صنعت 4.0 در سطح جهانی هستند. ظرف پنج سال آینده، تمرکز زیادی یز روی اتصالات خواهد بود.
بلانشت ادعا می‌کند: «تقاضا برای روبات‌ها و برای در دست داشتن ویژگی‌های مربوط به ربات‌ها در حال تبدیل شدن به یک الزام است، نه یک گزینه. بسیاری از شرکت‌ها می‌دانند که جمع‌آوری داده‌های مربوط به فرآیند در اسرع وقت می‌تواند به بهبود کارایی تولید و کیفیت محصول کمک کند. آنها می‌توانند بیاموزند که فرآیند مربوط در حال حاضر چگونه در جریان است و چگونه می‌توانند پیشرفت کنند.
بلانشت می‌گوید: «اغلب وقتی تولیدکنندگان به مزایای روباتیک نگاه می‌کنند، فقط بر کاهش تعداد رئیسان تمرکز می‌کنند. افزودن ویژگی‌های صنعت 4.0 نیز به آن‌ها کمک می‌کند تا تأثیر و ارزش کلی اتوماسیون بر تجارت خود را درک کنند.

بلانشت همچنین توضیح می‌دهد: « رباتیک در صنعت 4.0 بسیار مورد اهمیت است، زیرا به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد تا بهتر درک کنند که چگونه اتوماسیون می‌تواند کارایی فرآیند، کیفیت محصول و ایمنی را بهبود بخشد. داده‌ها به آن‌ها کمک می‌کند تصویر واضح‌تری از ارزش افزوده‌ای که روبات‌ها برای کارخانه‌ می‌توانند به ارمغان بیاورند را نیز داشته باشند.»

چندین عنصر کلیدی رباتیک در صنعت 4.0 وجود دارد، از جمله اتصالات و داده‌ها. اتصالات عنصر ابتدایی و اساسی است. اگر ماشین‌ها به درستی متصل نباشند و کار جمع‌آوری داده‌ها که معمولاً از حسگرهای مختلف تعبیه‌شده در کنترل‌کننده‌ها، بازوهای ربات و ابزارهای انتهای بازو انجام می‌شود، به درستی اتفاق نیفتد، به سختی می‌توان ارزشی نیز به دست آورد. این‌که کاری با آن داده‌ها انجام شود نیز مهم است و مهندسین را قادر می‌سازد تا به مواردی مانند گزارش‌های مبتنی بر تاریخ و محدودیت‌های فرآیند فعالانه واکنش نشان دهند. محدودیت‌های فرآیند در جریان می‌توانند به عنوان محرکی در تلاش‌ برای تعمیر و نگهداری نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار بگیرند.

فراتر از آن، تجزیه و تحلیل‌های پیش بینی کننده، قادر هستند آنچه قرار است اتفاق بیفتد را قبل از وقوع، دریابند. در آینده، هوش مصنوعی نقشی کلیدی در این فرآیند خواهد داشت.
حسگرها چشم و گوش فناوری صنعت 4.0 هستند. آنها اطلاعات مختلفی را در مورد وضعیت فعلی عملکرد روبات‌ها، مانند فشار پنجه رباتیک، موقعیت بازو، و دمای موتور یا لرزش آن ارائه می‌دهند.

دیوید کوودو (David Quevedo)، مدیر پشتیبانی فنی در ABB Robotics می‌گوید: «صنعت 4.0 حول ارتباطات و اتصالات متمرکز است. حسگرها آن‌چه را که در داخل و اطراف یک ماشین اتفاق می‌افتد اندازه‌گیری می‌کنند و داده‌های دیجیتالی را تولید می‌کنند. این داده‌ها توسط نرم افزار تجزیه و تحلیل می‌شوند و سپس به اطلاعاتی تبدیل می‌شوند که [مهندسان] می‌توانند در کم‌ترین زمان ممکن برای بهبود و تطبیق فرآیندهای تولید خود اعمال کنند.
کوودو می‌افزاید: «دیجیتالی‌سازی (Digitalization) عبارت است از به اشتراک‌‌گذاشتن و تجزیه و تحلیل داده‌ها در سراسر اکوسیستم تولید دیجیتال متصل‌شده است».

به دلیل پیشرفت‌های تولیدی که برای کاربران نهایی فراهم می‌کند برای صنعت رباتیک مهم است و رباتیک در صنعت صنعت 4.0 را از درجه اهمیت بالایی برخوردار می‌کند.
مکوودو توضیح می‌دهد: «این بینش‌ها می‌توانند به بهبود کارایی و افزایش قابلیت اطمینان در کل چرخه تولید کمک کنند و کلیت عملیات، از مهندسی و راه‌اندازی گرفته تا بهره‌برداری و نگهداری را تحت تاثیر قرار دهد». دیجیتالی شدن کارایی بیشتر در زنجیره‌‌ی ارزش را امکان پذیر می‌کند.
با این حال هنوز سوء‌تفاهمی در مورد رباتیک در صنعت 4.0 و معنای آن وجود دارد.
بلانشت توضیح می‌دهد: «بسیاری از افراد تصور می‌کنند که این مساله فقط به اتصال دستگاه‌ها و جمع‌آوری داده‌ها مرتبط است. صنعت 4.0 در واقع در مورد تصمیم‌گیری تجاری بر اساس داده‌هایی است که از طریق اتصالات (connectivity) جمع‌آوری می‌شود. مهندسان باید از داده‌ها استفاده کنند و هوش مصنوعی را برای بهبود کارایی فرآیند و تجهیزات تولید، و در نهایت به صفر رساندن خرابی‌ها، در آن بگنجانند.»

منبع