Advanced Robotics 101

Manufacturing Globalは、製造業における高度なロボット工学の応用について深く掘り下げています

対応する従来のロボット工学と比較して、「高度なロボット工学」の機能は、製造業者に「優れた知覚、統合性、適​​応性、および機動性」を提供します。これらの改善により、セットアップ、試運転、再構成が高速化され、より効率的で安定した運用が可能になります」とBCGは説明します。

そのため、「未来の工場」および「インダストリー4.0」戦略を実装しているメーカーは、高度な自動化の不可欠な部分として高度なロボット工学を展開しています。高度なロボット工学を採用している人々は、強化されたプラント構造とプロセスの恩恵を受けており、工場内およびサプライチェーン全体の生産性と柔軟性を向上させています。 「分析によると、高度なロボットを使用すると変換コストを最大15％削減でき、高度なロボット工学を他のテクノロジー、プロセスの強化、構造レイアウトの変更と組み合わせると、最大40％の節約になります」とBCGは述べています。

では、ロボット工学技術を「高度」にするものは何ですか？

BCGは、高度な自動化を「デバイスと機器が人間の介入なしに自律的に意思決定と行動をとることを可能にする分散型インテリジェンス」と定義しています。 BCGは、このテクノロジーは4つのコア要素で構成されていると付け加えています。

1. ホリスティックデータモデル（デジタルツイン） ：製品と生産システムのデジタル表現を提供します。 「生産設備（高度なロボットなど）は、モデルにアクセスして、たとえば、必要なパスをその場で計画することができます。」

2. クラウドエッジインフラストラクチャ： 計算能力とストレージを本番ネットワークのエッジにシフトし、ITと運用テクノロジーを橋渡しします。 「これにより、プロデューサーはデータを収集し、処理のためにクラウドサービスに転送できます。さらに、製造現場のプロセスが環境の変化に自律的に適応できるようにします。」
3. データ処理テクノロジー： さまざまなサイズ、タイプ、速度のデータを意味のある情報に変換します。 「データ処理技術の最近の進歩により、生産者はプロセス（経路計画など）を継続的に最適化できます。」
4. ワークフロー制御システム： 人間または機器が実行するすべてのタスクを同期します。 「ワークフロー全体を効率的に管理するには、機械と人間の両方のデジタル接続または統合が必要です。ワークフロー制御システムの構成は、集中型アーキテクチャから分散型アーキテクチャに進化する可能性があります。」

メーカーが高度なロボット工学を採用する必要があるのはなぜですか？

2020年の製造における現在の高度なロボット市場価値は合計166億ドルであり、2021年にはさらに20億ドルから186億ドルに上昇すると予想されており、業務のデジタル化が世界の製造業者に価値を提供していることは明らかです。

製造に高度なロボット工学を採用することで得られる多くのメリットには、次のものがあります。

• 認識： 従来のロボット工学と比較して、高度なロボットは、自然言語処理、コンピュータービジョン、およびセンサーを利用して、自律性、器用さ、および精度を向上させます。その結果、高度なロボット工学はより複雑なタスクを完了することができます。
• 統合可能性： サービス指向アーキテクチャ、改善された接続性、全体的なデータモデルへのアクセス、インターフェースとプログラミングの改善により、高度なロボット工学はセットアップが迅速になり、タスクの実行を学ぶのにかかる時間が短縮されます。
• 適応性： 高度なデータ処理とクラウドサービスにより、高度なロボットは学習し、自律的に環境に適応してワークフローを改善できます。
• モビリティ： 機械学習とコンピュータービジョンを活用することで、高度なロボット工学は自律的に環境をガイドすることができます。
• 効率： 高度なロボット工学を複雑なタスクに拡張することで、柔軟な自動化により、コストのかかる切り替え時間を短縮し、効率を向上させることができます。
• 生産性： 効率と同様に、柔軟性とリアルタイムの問題解決機能が向上しているため、高度なロボット工学により生産性を向上させることができます。
• 安全性： 高度なセンサーと低遅延通信を使用することで、環境をよりよく理解し、イベントに適応して対応する能力により、高度なロボット工学によって安全性が大幅に向上します。
• 品質： ネットワーク共有データを使用することで、高度なロボット工学はサイロを減らし、品質の問題を特定し、根本的な原因を突き止めるのを容易にします。
• 敏捷性： 独立して適応する高度なロボット工学により、時間のかかる準備をすることなく、生産操作をより機敏にすることができます。

採用の課題の克服

「私の見解では、コミュニケーションはここでの重要な課題です。製造現場だけでなく、製造現場とさまざまなITシステムの間でも同様です。製造現場では、接続性は、一方ではロボットの柔軟性に見合うだけの柔軟性が必要ですが、他方では、産業のユースケースをサポートするのに十分な安定性と安全性が必要です。将来のロボットは、タスクを実行するために、さまざまなデータシステムから直接データを取得します。これにより、ITセキュリティに新しい要件が課せられ、接続が新しい脅威にさらされないようになります。

「ワイヤレス接続は、必要な柔軟性を提供するための製造現場の通信の鍵です。5Gは、柔軟性、安定性、セキュリティの完璧な一致をもたらすと思います。 ITセキュリティの部分に関しては、既存のオフィスネットワークを工場に拡張するのではなく、工場の条件とニーズに最適化された別のネットワークを構築することが重要だと思います」と、ポートフォリオマネージャーのSebastianElmgren氏は述べています。エリクソンのスマートマニュファクチャリング。

高度なロボット工学の価値と、未来のコネクテッドファクトリーで果たす役割

ほとんどのメーカーは、高度なロボティクスが将来の工場で果たす重要な役割を認識しており、マルチスピードの使用、モバイルアプリケーション、ロボットキッティングなど、多くの機能タイプがますます重要になると予想されます。 BCGによると、「調査回答者の約70％が、これらの機能を将来の生産に非常に関連していると述べています。」

工場のプロセスを変革する可能性を秘めたメーカーは、高度なロボット工学が業界の複雑化に対処するために必要なツールになると考えています。エリクソンのスマートマニュファクチャリングのポートフォリオマネージャーであるセバスチャンエルムグレンは、次のように述べています。

彼のコメントに加えて、Elmgrenは次のように述べています。高度なロボット工学の可能性を最大限に活用することで、工場はほぼすべての製品を生産することができます。これにより、製品固有の工場が不要になり、生産が顧客に近づき、ロジスティクスチェーンが短縮されます。また、新会社が製品の生産を開始するための基準が低くなり、専用の生産手段に多額の投資を行うのではなく、サービスとして生産を購入できるようになります。」

高度なロボット工学が「2025年までに生産性向上の最も重要な推進力の1つになる」とメーカーの52％が期待しているため、このテクノロジーの現在のアプリケーションは主に生産、ロジスティクス、品質、メンテナンスに見られます。 。 「（メーカーの）70％は、高度なロボット工学が2025年までに生産とロジスティクスにおいて非常に重要な生産性の推進力になると予想しています。参加者は品質とメンテナンスの生産性が大幅に向上することも期待しています」とBCGは述べています。

ロボット工学の採用の将来のためのベストプラクティス

組織で高度なロボット工学を採用することになると、BCGは「設備投資を超えて拡張する」と説明し、高度なロボット工学を採用することは製造会社のビジネスモデルの多くの側面に影響を与えます。

「意思決定の全範囲に対処するために、企業は将来の工場の全体的な目標像を作成する必要があります。このビジョンには、高度なロボット工学を含む複数の自動化テクノロジーの実装が含まれている必要があります」とBCGはコメントしています。

このようなテクノロジーの採用を成功させるには、メーカーは、数量、ロットサイズ、製品のバリエーション、プラントのレイアウトとプロセスを特定するだけでなく、ビジネスコンテキストとそのようなテクノロジーの実装の影響を考慮して、明確で全体的な実装を作成する必要があります。ロードマップ。

製造業者はまた、パイロット段階で成功するソリューションを迅速にスケールアップするために、組織の能力を構築し、システムアーキテクチャを設計し、パイロットプロジェクトでテストおよびコラボレーションすることを検討する必要があります。

怪しい伝説：高度なロボット工学に関する誤解のトップ3

（エリクソンのスマートマニュファクチャリングのポートフォリオマネージャー、Sebastian Elmgren）

1。既存のプロセスに高度なロボット工学を追加すると、すべてのメリットが得られます。

いいえ、すべてのメリットを活用するには、新しい働き方を見つける必要があります。

2。それはロボットについてだけです。

いいえ、システム全体について考える必要があります。

3。それは未来のためのものです。

いいえ、テクノロジーは今日ここにあり、使用を開始します。待つ必要はありません。