Aktuální vydání

celé číslo

04

2024

Průmyslové roboty a automatizace výrobních a montážních linek

celé číslo

Automatizace a čtvrtá průmyslová revoluce

Automatizace a robotizace, úhelné kameny konceptu Industry 4.0, se nezadržitelně prosazují po celém světě, i když ne všude se stejnou intenzitou.

V rámci čtvrté průmyslové revoluce směřuje průmysl po celém světě k digitalizované, propojené a plně automatizované výrobě, při níž budou hrát důležitou roli velmi provozně pružné a snadno ovladatelné roboty, které lze díky jejich digitálním rozhraním bez problémů začlenit do digitálně propojených struktur inteligentních továren. Čím je v dané zemi vyšší stupeň automatizace, tím jsou zde lepší předpoklady a podmínky k úspěšnému zavedení digitalizované a propojené výroby. Inteligentní, flexibilní a adaptivní automatizační systémy jsou základním kamenem v koncepci Industry 4.0. To je také jeden z důvodů, proč se automatizaci a robotizaci průmyslu v poslední době přikládá stále větší význam. Tento trend potvrzuje i analýza vydaná Mezinárodní společností pro robotiku (International Federation of Robotics – IFR) z konce února t. r., podle níž má být do roku 2018 ve světě uvedeno ve výrobních podnicích do provozu zhruba 1,3 milionu nových průmyslových robotů. Podle odhadu prognostiků tím obrat na světovém trhu s robotickými systémy dosáhne v roce 2018 nové rekordní výše asi 60 miliard amerických dolarů. Výrazněji než dosud by se na nákupech průmyslových robotů měly v budoucnu podílet malé a střední podniky.

 Hustota robotů odráží stupeň průmyslové automatizace

Důležitým indikátorem pro aktuální posouzení stupně automatizace v mezinárodním měřítku je tzv. hustota robotů, což je počet robotů připadajících v dané zemi na 10 000 pracovníků činných ve výrobním průmyslu. V současnosti připadá ve světě v průměru 66 robotů na 10 000 pracovníků ve výrobním sektoru. Celkem 21 zemí ve světě tuto průměrnou hustotu robotů překračuje (obr. 1). Více než polovina z těchto zemí, vyznačujících se vyšším stupněm automatizace, je členy Evropské unie (čtrnáct zemí). Spolu s nimi patří k „nadprůměru“ ještě tři asijské země (Jižní Korea, Japonsko a Tchaj-wan), USA, Kanada, Austrálie a Švýcarsko. Jedničkou ve světě ve využívání průmyslových robotů k automatizaci výrobních postupů je v současnosti Jižní Korea. Zde překračuje aktuální počet 478 robotů na 10 000 pracovníků celosvětový průměr více než sedmkrát. Za ní následují Japonsko s hustotou 314 a Německo s hustotou 292 robotů na 10 000 pracovníků. USA jsou se 164 roboty na 10 000 pracovníků na sedmém místě světového žebříčku. Potěšitelné je, že mezi zeměmi s nadprůměrnou hustotou robotů je i Česká republika, která s 82 roboty zaujímá na světovém žebříčku devatenácté místo. Rozdíly jsou nejen mezi zeměmi, ale ani v jednotlivých zemích není hustota robotů ve všech výrobních sektorech stejná. Na obr. 2 je ukázáno, že ve všech zemích hustota robotů v automobilovém průmyslu výrazně převyšuje hustotu robotů v ostatním průmyslu, v Japonsku např. asi sedmkrát, a na Slovensku dokonce asi čtyřicetpětkrát. To ale také odkrývá velký prostor pro robotizaci mimo obor automobilové výroby.

Robotizace v Číně rekordně roste

Hustota robotů v Číně aktuálně činí 36 robotů na 10 000 pracovníků, což je zhruba polovina celosvětového průměru a Čínu to řadí v hustotě robotů na 28. místo ve světě. Ve světové statistice je to podobné postavení, jaké má Portugalsko (42 robotů) nebo Indonésie (39 robotů). Historicky bezpříkladnou snahu prokázala „Říše středu“, když se před pěti lety rozhodla tento nepříznivý stav změnit, přičemž v současnosti je již největším a také nejrychleji rostoucím odbytištěm průmyslových robotů na světě. Ještě nikdy předtím nebylo prodáno tolik průmyslových robotů v jedné zemi během jednoho roku jako v roce 2014 v Číně (57 100 jednotek). Tento boom bude podle prognóz stejnou intenzitou pokračovat a během roku 2018 bude v Číně prodáno asi 150 000 robotů, což bude znamenat, že pravděpodobně víc než každý třetí průmyslový robot vyrobený na světě bude instalován v Číně.

Zatímco ve velkých výrobních podnicích zejména automobilového průmyslu je automatizace výrobních procesů díky širokému vy­užití průmyslových robotů na vysokém stupni, v malých a středně velkých podnicích jsou roboty stále ještě používány jen velmi málo. Hlavním důvodem je, že pro tuto specifickou oblast výroby s málo početnými a velmi variabilními výrobními dávkami dosud chybějí vhodné roboty. Výrobci robotů si to uvědomují a uvádějí v poslední době na trh malé, levné a snadno programovatelné roboty schopné bezpečně spolupracovat s člověkem na jednom pracovišti (obr. 3). Kolega „robot“ stále častěji pracuje bez ochranných bariér společně s lidmi a pomáhá přitom nahradit tradiční tuhé výrobní postupy flexibilními. Tato technika by měla umožnit aktivně se podílet na koncepci Industry 4.0 a využít všechny její přednosti také malým a středním podnikům.

Kooperace lidí a robotů: jeden z klíčů k úspěchu

„Obrovský růst prodeje průmyslových robotů ve světě představuje důležitý milník při uskutečňování čtvrté průmyslové revoluce,“ říká Joe Gemma, prezident IFR. V současnosti se jasně ukazuje, že průmyslové roboty jsou jedním ze základních kamenů koncepce Industry 4.0, bez kterých není možné tuto vizi realizovat. Další impulzy pro rozvoj robotizace přináší technický pokrok v oboru přímé spolupráce člověka s robotem (obr. 4). O nové tzv. kolaborativní roboty (collaborative robot, co-robot, popř. cobot) je velký zájem, protože kooperace lidských a robotických pracovníků bude jedním z klíčů pro úspěch v neutuchajícím konkurenčním boji na světovém trhu.

[1,3 Millionen Industrie-Roboter nehmen bis 2018 ihre Arbeit auf. IFR, 25. 2. 2016.]

Ing. Karel Kabeš

Obr. 1. Země s hustotou průmyslových robotů nad světovým průměrem (zdroj: IFR)

Obr. 2. Hustota robotů v automobilovém a ostatním průmyslu ve vybraných zemích (zdroj: IFR)

Obr. 3. Průmyslový robot YuMi od firmy ABB se dvěma rameny je navržen pro přímou spolupráci s člověkem (foto: ABB)

Obr. 4. Robot nové generace Kuka flex Fellow může pracovat společně s člověkem (foto: Kuka)