Coboty ze stałym, choć powolnym wzrostem
Neura Robotics
Wprawdzie mają mniejszy udźwig i zasięg oraz poruszają się z mniejszymi prędkościami niż tradycyjne roboty przemysłowe, jednak ich zalety sprawiają, że wiele firm coraz chętniej spogląda w stronę cobotów. Obecnie co dziesiąty nowy robot przemysłowy jest właśnie cobotem i choć trudno oczekiwać, że w najbliższej przyszłości zdominują one rankingi sprzedaży nowych robotów, to ich udział w globalnym rynku będzie stopniowo się zwiększał. Tym bardziej, że stale ewoluują i poszerzają się ich możliwości, a tym samym zwiększa się produktywność wykonywanej przez nich pracy.
Coboty są już dziś coraz istotniejszym elementem automatyzacji w wielu gałęziach przemysłu. Charakteryzują się dużą elastycznością, łatwością programowania i bezpieczeństwem. Dzięki temu, że są stosunkowo proste w obsłudze i nie wymagają intensywnego szkolenia operatorów, cieszą się również szczególną popularnością wśród najmniejszych firm produkcyjnych.
PARTNERZY RAPORTU
Pomagają też w przejściu na zautomatyzowaną i inteligentną produkcję, wykonując głównie takie zadania, jak paletyzacja, pobieranie elementów i umieszczanie ich w wyznaczonym miejscu, a także spawanie. Coraz częściej roboty współpracujące działają także ze wsparciem sztucznej inteligencji (artificial intelligence – AI).
Uczą się na podstawie realizowanych procesów pracy i dynamicznie dostosowują się do nowych wymagań. Dzięki temu odciążają pracowników od wykonywania żmudnych, ciężkich i niebezpiecznych czynności, pozwalając się im skupić na zadaniach o ważniejszym znaczeniu strategicznym z punktu widzenia przedsiębiorstwa. Coraz częściej też są sposobem na likwidację luki zatrudnienia, w sytuacjach gdy pojawiają się problemy z pozyskaniem nowych pracowników.
Roczna globalna liczba instalacji nowych robotów przemysłowych (tys. szt.)
źródło danych: IFRBez wątpienia roboty współpracujące mogą zmienić oblicze wielu przedsiębiorstw produkcyjnych, które z różnych powodów nie mogą albo nie chcą mocniej postawić na automatyzację. Wykorzystanie cobotów nie tylko odciąża wykwalifikowanych pracowników i oszczędza cenne zasoby ludzkie, ale także wnosi cenny wkład we wzrost produktywności.
W niedalekiej przyszłości coboty mogą jeszcze bardziej „namieszać” w branży przemysłowej. Dzięki AI, cyfrowym narzędziom i szybko rosnącej mocy obliczeniowej będą zyskiwać na znaczeniu, a to wszystko przy spadających kosztach inwestycji w tego typu roboty.
Udział cobotów w łącznej liczbie nowych instalacji robotów przemysłowych (%)
źródło danych: IFRSytuacja rynkowa
Rosnące zainteresowanie cobotami bardzo dobrze odzwierciedlają dane, jakie w corocznych raportach prezentuje Międzynarodowa Federacja Robotyki (International Federation of Robotics – IFR). Wprawdzie z ostatniego opublikowanego raportu (World Robotics 2024) wynika, że w 2023 r. liczba nowych robotów współpracujących po raz pierwszy w historii tej publikacji zmalała, jednak na przestrzeni 6 lat (IFR publikuje dane dotyczące cobotów od 2017 r.) ich liczba wzrosła ponad 5-krotnie.
W 2023 r. na całym świecie przybyło 57 tys. nowych cobotów, co było wynikiem o ok. 2% gorszym niż rok wcześniej. Trzeba jednak podkreślić, że podobny spadek zaliczyła cała branża robotów przemysłowych. W 2017 r. udział cobotów w ogólnej liczbie nowych instalacji robotów przemysłowych wyniósł 2,75%, tymczasem w ostatnich 2 latach oscyluje już w okolicach 10,5%.
Dane za ubiegły rok poznamy jesienią, jednak według prognoz firmy analitycznej Interact Analysis zarówno 2024 r., jak i 2025 r. mogą być jeszcze okresem pewnej stagnacji. Specjaliści Interact Analysis szacują niewielki spadek globalnych dostaw robotów przemysłowych w 2024 r. (o ok. 0,2%). To spowolnienie przypisywane jest przede wszystkim słabszej koniunkturze w branży motoryzacyjnej w Europie i Stanach Zjednoczonych, a także słabszemu popytowi na chińskim rynku.
W 2025 r. spodziewane jest już stopniowe ożywienie gospodarcze, napędzane m.in. zwiększonymi inwestycjami w maszyny i ogólną poprawą sytuacji w światowym sektorze produkcyjnym. Mimo to wysoki poziom zapasów i wciąż niewielki napływ nowych zamówień w wielu branżach mogą ograniczyć popyt na roboty w pierwszej połowie 2025 r. Szybszy wzrost dostaw robotów przemysłowych może się zacząć dopiero od 2026 r. – na ten rok eksperci przewidują wzrosty nawet o ponad 7%.
To chwilowe wstrzymanie większych inwestycji w nowe roboty przemysłowej może się przełożyć na większe zainteresowanie cobotami, które są dostępne za dużo niższą cenę. Zdaniem ekspertów branżowych dostawy nowych robotów współpracujących w ubiegłym roku były o ok. 15–16% wyższe niż rok wcześniej. Będzie to oznaczało również kolejny, dość znaczny wzrost udziału cobotów w ogólnej licznie sprzedanych robotów do branży przemysłowej.
Coboty antidotum na problemy z pracownikami
Według Międzynarodowej Organizacji Pracy globalny sektor produkcyjny nadal cierpi z powodu niedoborów siły roboczej. Jednym z głównych czynników jest zmiana demograficzna, która już obciąża rynki pracy w wiodących gospodarkach, takich jak Stany Zjednoczone, Japonia, Niemcy, ale również coraz w Republice Korei czy Chinach. Chociaż wpływ ten różni się w zależności od kraju, skumulowany wpływ na łańcuch dostaw jest problemem niemal wszędzie.
Zdaniem eksperta
Tomasz Kielar
Sales manager, Laser & Automation Department
Dematec
Do jakich zadań coboty są dziś wykorzystywane najczęściej?
Ze względu na ich elastyczność cobotów używa się obecnie we wszystkich branżach, w których występują powtarzalne i monotonne czynności. Dla przykładu, sprawdzają się przy pakowaniu i paletyzacji, gdzie dodatkowo odciążają pracownika od dźwigania ciężkiego produktu. Coboty Doosan, których jesteśmy dystrybutorem, wykorzystywane są również m.in. w branżach związanych z montażem i produkcją, kontrolą jakości oraz pick & place – przekładaniem produktów na liniach produkcyjnych, spawaniem, lakierowaniem czy w medycynie. Wszechstronność cobotów Doosan przy jednoczesnej prostej obsłudze i programowaniu sprawia, że z roku na rok trend związany z robotyzacją wzrasta.
W jakim kierunku może się to zmieniać w najbliższej przyszłości?
Już teraz widzimy coraz bardziej śmiałe zastosowania cobotów w naszym świecie. Na przykład w internecie można zobaczyć nagranie z pewnej kawiarni, w której cobot Doosan przygotowuje kawę ramię w ramię z baristą, który stoi obok. Coraz śmielej po coboty sięga rolnictwo, gdzie zbierają one owoce/warzywa czy sadzą sadzonki. Już teraz urządzenia te malują obrazy czy pomagają w opiece nad starszymi osobami i przypominają o lekach. W zastosowaniu cobotów ogranicza nas tylko wyobraźnia, a przyszłość tak naprawdę dzieje się już teraz.
Zastosowanie robotyki znacząco zmniejsza wpływ niedoborów siły roboczej w produkcji. Dzięki automatyzacji brudnych, nudnych, niebezpiecznych lub wymagających delikatności zadań, w których konieczna jest bardzo duża precyzja i powtarzalność, pracownicy mogą skupić się na bardziej interesujących i wartościowych zadaniach.
Zdecydowaną większość czynności, które wykonywali ludzie, dziś mogą za nich realizować coboty. Są one w stanie przeprowadzać dokładną wizualną kontrolę jakości, a także wykonywać prace związane z malowaniem czy podnoszeniem ciężarów. I nawet jeśli te ciężary są nieznaczne, długotrwała praca z podnoszeniem i przenoszeniem większych elementów odbija się na zdrowiu pracowników.
Coboty mogą okazać się niezastąpione również przy wykonywaniu powtarzalnych ruchów lub w pracy w niebezpiecznych środowiskach.
Zdaniem eksperta
Marcin Śleziak
Przedstawiciel autoryzowanego dystrybutora TM Robot
Jak w najbliższym czasie będzie ewoluować rynek cobotów?
Obecnie dostępne w sprzedaży roboty współpracujące mają większe niż kilka lat temu udźwigi. Modele czołowych marek, np. TM30-S od Techman Robot, osiągają już robocze możliwości przenoszenia ładunków w zakresie aż do 35 kg. Operowanie takimi ładunkami, przy zachowaniu wymogów bezpieczeństwa, coraz częściej skłania do stosowania ich w zamkniętych celach – szczególnie kiedy obsługiwane są produkty nie do końca bezpieczne podczas manewrowania nimi w obecności operatora i konieczne jest zapewnienie wymaganej w procesie wysokiej wydajności.
Tym samym coboty – z uwagi na prostotę programowania i łatwość przezbrojenia do różnorodnych aplikacji – są w stanie mocno konkurować i skutecznie wygrywać ze swoimi „starszymi kolegami”, czyli tradycyjnymi robotami przemysłowymi. Taka kolej rzeczy będzie skutkowała zwiększeniem udziału rynkowego cobotów, szczególnie w aplikacjach, w których roboty współpracujące będą miały odpowiednie możliwości techniczne.
Interakcja ramienia robota z otoczeniem w połączeniu z mocno ostatnimi czasy rozwijaną AI daje niemalże nieograniczony zakres jego zastosowania. Takim rozwiązaniem, które wyróżnia się obecnie spośród oferty wielu marek dostępnych na rynku, są „inteligentne modele” serii TM-S AI z wbudowanym i w pełni zintegrowanym systemem wizyjnym 2D w standardzie.
Nowe obszary zastosowań cobotów
Możliwość bliskiej współpracy człowieka z robotem wciąż jest jednym z głównych trendów rozwojowych w robotyce przemysłowej. Szybkie postępy w obszarze czujników, technologii wizyjnej i inteligentnych chwytakach pozwalają robotom reagować w czasie rzeczywistym na zmiany w ich otoczeniu, a tym samym bezpiecznie pracować obok ludzi.
Aplikacje, w których zaangażowane są roboty współpracujące oferują coraz bardziej zaawansowane narzędzia, dzięki którym roboty są w stanie jeszcze lepiej odciążać pracowników lub wspierać ich przy wykonywaniu trudniejszych zadań.
Oferta producentów robotów w zakresie aplikacji współpracujących stale się poszerza. W ostatnim czasie widoczny jest np. wzrost zainteresowania cobotami do spawania – co w dużej mierze jest pokłosiem coraz częstszych niedoborów wykwalifikowanych spawaczy. To więc świetny przykład, że robotyzacja wcale nie oznacza zagrożenia utraty pracy dla ludzi, ale jest raczej sposobem na rozwiązanie problemów z dostępnością nowych pracowników.
Zresztą cały przemysł wytwórczy nadal ma duży potencjał dla automatyzacji przy użyciu robotów. Ponieważ jednak większość firm produkcyjnych to małe i średnie przedsiębiorstwa (MŚP), wdrażanie przez nie robotów przemysłowych spotyka się ze sporymi barierami.
To przede wszystkim wysoki koszt początkowy i koszt, który wiąże się z eksploatacją takiego robota, ale również problemy z pozyskaniem doświadczonych i wykwalifikowanych pracowników do ich obsługi. Modele produkcyjne oparte na robotach współpracujących pozwalają obejść te bariery i korzystać z dobrodziejstwa automatyzacji bez angażowania większego kapitału.
Niedrogie coboty oferują rozwiązania także potencjalnym klientom, którzy uważają, że nie jest im potrzebny wysoko wydajny robot. W wielu bowiem zastosowaniach nie ma potrzeby korzystania z aplikacji robotycznej o dużej precyzji, udźwigu czy szybkości działania.
Interesującymi segmentami poza produkcją – skąd pochodzi coraz więcej przedsiębiorców zainteresowanych cobotami – są również budownictwo, laboratoria, a także magazynowanie. Popyt w zdecydowanej większości branż jest również napędzany tym, że ostatnie kryzysy i zawirowania polityczne wymuszają zwiększanie krajowych zdolności produkcyjnych. A ponieważ duża ilość inwestycji w tradycyjne roboty przemysłowe wiązałaby się z olbrzymimi potrzebami finansowymi, rozwiązaniem w wielu obszarach są sporo tańsze roboty współpracujące.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Nowe obszary zastosowań cobotów to również efekt rozwoju w zakresie manipulatorów i chwytaków. Ciekawym rozwiązaniem, które również daje sporo nowych możliwości, jest połączenie ramion robotów współpracujących z autonomicznymi robotami mobilnymi (AMR). Te nowe przypadki wykorzystania cobotów mogą znacznie zwiększyć popyt na nie.
Trzeba mieć jednak świadomość, że roboty współpracujące będą uzupełniać – a nie całkowicie zastępować – tradycyjne roboty przemysłowe. Te bowiem działają z dużo większą prędkością i siłą i w wielu zastosowaniach nie mogą zostać zastąpione cobotami.
Zdaniem eksperta
Radomir Ochocki
członek zarządu / łożyska dry-tech
igus
Czy rola cobotów w przemyśle w najbliższym czasie będzie się zwiększać?
Zdecydowanie będzie się zwiększać. Ta idea jest wpisana w gigantyczny trend automatyzacji i robotyzacji, który obserwujemy już od pewnego czasu. W większości zakładów przemysłowych jest jeszcze bardzo dużo do zrobienia i właśnie integracja robotów współpracujących na stanowiskach bliskich pracy ludzi jest jednym z wielu rozwiązań, które mogą wypełnić tę lukę. Ekonomiczność wdrożenia cobotów pozwala na robotyzację stanowisk, które wcześniej w ogóle nie były brane pod uwagę. Przykładowo zastosowanie cobota REBEL ze „stajni” Low Cost Automation firmy igus pozwala na osiągnięcie zwrotu z inwestycji w miesiącach, nawet dla najprostszych węzłów produkcyjnych.
Cobot–człowiek czy cobot–cobot?
Choć coboty wymyślono, żeby mogły pracować w bezpośrednim sąsiedztwie człowieka, może się okazać, że interakcja człowiek–cobot nie będzie dominującym scenariuszem zastosowań tego typu robotów w przyszłości.
W dynamicznym i kreatywnym środowisku pracy ludzie pozostają niezastąpieni. Ludzka elastyczność, zdolność adaptacji i kreatywna umiejętność rozwiązywania problemów sprawiają, że interakcja między cobotem a człowiekiem w takich scenariuszach jest nie do pobicia. Choć roboty współpracujące stają się coraz potężniejsze, to w skomplikowanych i nieprzewidywalnych sytuacjach nadal potrzebują wsparcia człowieka.
W środowiskach produkcyjnych o wysokim stopniu standaryzacji, w których priorytetem są precyzja, powtarzalność i wydajność, współpraca między dwoma cobotami może być jednak znacznie lepszym wyborem. Coboty mogą przejąć całkowicie zautomatyzowane procesy i w dużej mierze odciążyć ludzi.
Współpraca między cobotami pozwala na osiągnięcie niespotykanego dotąd poziomu efektywności i precyzji. Bardzo ważną cechą tej współpracy jest możliwość ciągłej pracy cobotów, co jest nieocenione w środowiskach produkcyjnych, w których praca odbywa się 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. W przeciwieństwie do ludzi, którzy są zmęczeni i podatni na błędy, coboty zawsze wykonują swoje zadania z jednakową precyzją.
Znaczącą zaletą jest też synchronizacja cobotów. Dzięki zaawansowanemu programowaniu i tej samej platformie oprogramowania mogą one komunikować się ze sobą w czasie rzeczywistym i wykonywać złożone, wieloetapowe procesy w sposób zsynchronizowany i wydajny.
Taka automatyzacja usprawnia kolejne etapy procesów produkcyjnych i obniża koszty operacyjne, bo nie wymaga ingerencji człowieka. Dzięki temu coboty zwiększają szybkość produkcji, poprawiają jakość produktu i minimalizują źródła błędów.
Istotnym elementem takiej współpracy jest komunikacja i interakcja, która umożliwia działanie w sieci. Coboty muszą mieć możliwość komunikowania się w czasie rzeczywistym, z wykorzystaniem zaawansowanych technologii sieci bezprzewodowych, żeby idealnie synchronizować swoje zadania.
Ważną rolę odgrywa również technologia czujników – żeby dokładnie wykrywać otoczenie i ruchy innych robotów współpracujących, coboty potrzebują zaawansowanych czujników wizualnych i dotykowych. W systemach w pełni zautomatyzowanych zderzenie dwóch robotów współpracujących może sparaliżować proces produkcyjny lub spowodować poważne uszkodzenia. Niezbędne są więc mechanizmy bezpieczeństwa, takie jak funkcja automatycznego wyłączania w razie awarii i precyzyjne systemy zapobiegania kolizjom.
Mimo tych imponujących zalet współpraca między cobotami nie jest pozbawiona pewnych ograniczeń. Roboty współpracujące działają w oparciu o stałe programy i reagują z niewielką elastycznością na nieoczekiwane zdarzenia lub konieczne zmiany w linii produkcyjnej. To wyraźna słabość, ponieważ zmiany często zależą od ludzkiej wiedzy i doświadczenia.
Niewykluczone, że przyszłość cobotów pójdzie w kierunku interakcji hybrydowej. Wówczas możliwe będzie wykorzystywanie zarówno wydajności cobotów, jak i kreatywnych zdolności ludzi.
Nowe trendy, czyli coboty z AI
Coraz częściej używana w różnych sektorach przemysłowych sztuczna inteligencja nie omija również branży robotów. Wykorzystując różnorodne technologie AI, można jeszcze bardziej podnieść wydajność robotów, w tym robotów współpracujących.
Analityczna sztuczna inteligencja umożliwia cobotom przetwarzanie i analizowanie dużych ilości danych, które są zbierane przez ich czujniki. Pomaga to zarządzać zmiennością i nieprzewidywalnością w środowisku przemysłowym, w produkcji o dużej różnorodności realizowanych zadań, a także w środowiskach publicznych. Roboty wyposażone w systemy wizyjne analizują np. poprzednie zadania, żeby lepiej identyfikować wzorce i optymalizować swoje operacje w celu uzyskania większej dokładności i szybkości.
Technologie AI już przyczyniły się do powstania wielu przełomowych innowacji w dziedzinie robotyzacji przy użyciu cobotów. Sztuczna inteligencja generatywna działa jako katalizator innowacji, co może jeszcze bardziej uprościć działanie robotów.
Ponadto roboty ze sztuczną inteligencją będą mogły wykonywać niektóre zadania zlecone przez człowieka za pomocą poleceń głosowych. Co więcej, możliwa będzie zaawansowana interakcja z cobotami w formie rozmowy – i to we wszystkich językach, a nawet dialektach – a także przy użyciu gestów. To szczególnie interesujące rozwiązania dla MŚP, których pracownicy często nie mają odpowiedniej wiedzy programistycznej.
Potencjał robotyki wspomaganej sztuczną inteligencją wykracza jednak daleko poza sektor produkcyjny. Umożliwi to znaczący wzrost efektywności w takich sektorach, jak branża medyczna, nauki przyrodnicze, handel detaliczny i budownictwo.
Sztuczna inteligencja odgrywa coraz większą rolę w rozpoznawaniu otoczenia oraz sortowaniu i przetwarzaniu wszystkich możliwych „wrażeń sensorycznych”, a także w uczeniu się i rozwijaniu na podstawie doświadczeń. Bez sztucznej inteligencji coboty nie będą w stanie autonomicznie i elastycznie dostosowywać się do różnych środowisk i warunków pracy.
Zdaniem eksperta
Tomasz Jastrzębski
dyrektor ds. sprzedaży
CLOOS Polska
Jakie są prognozy dla rynku cobotów na najbliższe lata?
W spawalnictwie prognozy dla rynku cobotów są obiecujące – automatyzacja i robotyzacja stają się kluczowe, zwłaszcza w obliczu rosnącego niedoboru wykwalifikowanych spawaczy. Robotyzacja w Polsce jest jeszcze w początkowej fazie, dlatego potencjał rozwoju tego rynku jest ogromny. Szczególnie jeśli chodzi o roboty współpracujące – to świetne rozwiązanie dla małych i średnich przedsiębiorstw, które dopiero zaczynają automatyzować procesy. Coboty wspierają firmy, które chcą pozostać konkurencyjne na dynamicznie zmieniającym się rynku. Są łatwe w implementacji i obsłudze, wysoce elastyczne i wszechstronne, a koszt ich wdrożenia jest często znacznie niższy niż w przypadku tradycyjnych robotów. Doskonale sprawdzają się zarówno w produkcji masowej, jak i jednostkowej.
Jakich innowacji możemy spodziewać się w tym obszarze?
Nieustannie pracujemy nad nowymi funkcjonalnościami naszego cobota spawalniczego. Przede wszystkim duży nacisk kładziemy na rozwój sensorów, które umożliwiają precyzyjną korektę położenia ramienia robota przed spawaniem i w jego trakcie, co zapewnia wysoką jakość spawów i minimalizuje ryzyko błędów. Pracujemy także nad implementacją nowych procesów – takich jak spawanie laserowe i TIG z podawaniem zimnego drutu – które umożliwią jeszcze szersze zastosowanie cobota. Ważnym aspektem jest też doskonalenie współpracy cobota z pozycjonerami, które pozwalają na precyzyjne ustawienie detali w optymalnej pozycji spawalniczej.
Dzięki AI roboty kognitywne są na tyle elastyczne, że można je wykorzystywać nie tylko w przemyśle, ale także w sektorze usług, służbie zdrowia, a nawet w gospodarstwach domowych, czyli wszędzie tam, gdzie otoczenie nieustannie się zmienia.
W robotyce widoczny jest również trend w kierunku robotyki adaptacyjnej. Obejmuje ona rozwój i produkcję robotów zdolnych do adaptacji i uczenia się od swojego otoczenia, poprzez wchodzenie w interakcje z ludźmi.
Coboty, tak jak klasyczne roboty, są programowane – zadanie jest więc znane, planowane i programowane w procesie inżynieryjnym. Roboty adaptacyjne (z czujnikami i AI) mogą samodzielnie dostosowywać się do zmieniających się warunków otoczenia lub spektrum komponentów, bez konieczności ciągłego przeprogramowywania. Oznacza to połączenie technologii informatycznych (IT) z technologiami operacyjnymi (OT) w skoordynowanym systemie sprzętu i oprogramowania robotów.