8 Minutės
Peidrė Xiaomi elektrinių transporto priemonių surinkimo linijoje Pekine tyliai prisijungė du neįprasti darbuotojai. Jie neatsidaro kortelių skaitytuvų ir neturi pamaininių kavos pertraukų. Jie nelenkia nugarų, jų nereikia raginti pailsėti, ir jie tikrai neklausinėja, kur stovi kavos aparatas.
Kinijos technologijų milžinas neseniai paskelbė, kad humanoidiniai robotai dabar yra testuojami jo EV gamybos patalpose. Valdomo bandymo metu bendrovė leido dviem dvirankiams robotams atlikti tikrą gamybinę užduotį – pritvirtinti ratų varžtus (veržles) prie automobilio važiuoklės. Iš pirmo žvilgsnio tai gali skambėti kaip smulki užduotis, tačiau modernioje automobilių gamykloje kiekviena sekundė, kiekvienas milimetras ir kiekvienas sukimo momentas turi reikšmę gamybos kokybei ir saugumui.
Pasak Xiaomi prezidento Lu Weibingo, robotai per trijų valandų vertinimo laikotarpį įvykdė apie 90,2 procento jiems priskirtų užduočių. Šis rodiklis pritraukė dėmesį robotikos ir pramonės inžinerijos bendruomenėse. Ne todėl, kad užduotis buvo idealiai atlikta, o dėl to, kad mašinos sugebėjo palaikyti realios gamyklos ritmą ir sinchronizaciją, kas yra viena sudėtingiausių integracijos krypčių pramonėje.
Įmonės viešai paskelbtame vaizdo įraše robotai stovi priešinguose surinkimo linijos galuose. Jų judesiai yra apdairūs, beveik atsargūs: mechaninės rankos pozicionuoja veržles, tiksliai jas užveržia ir, jei reikia, koreguoja padėtį. Procesas nėra ypač spartus – kiekvienas ciklas užtrunka maždaug 76 sekundes. Kai kuriose gamyklose patyrę žmonių technikai tą pačią operaciją galėtų atlikti greičiau, tačiau skirtinguose etapuose reikalaujama skirtingo tikslumo, jėgos ir saugumo lygio.
Tačiau greitis nėra pagrindinė antraštė. Esminis aspektas yra integracija – kaip humanoidiniai robotai įsilieja į esamą gamybos ritmą, infrastruktūrą ir žmogiškuosius darbo procesus. Tokia integracija apima percepcijos sistemas (vaizdo kameras, stereo ar 3D jutiklius), jėgos ir momento kontrolę, užbaigtų įrankių (pavyzdžiui, sukimo momento veržliarakčių) integravimą bei realaus laiko komunikaciją su gamybos valdymo sistemomis (pavyzdžiui, MES ar PLC).
Xiaomi gamykla gamina naują automobilį maždaug kas 76 sekundes – toks tempas beveik nepalieka vietos hesitacijai ar nepriklausomiems sustojimams. Bet kuri robotinė sistema, prisijungianti prie tokios aplinkos, turi tobulai sinchronizuotis su esamu produkcijos ritmu, valdymo signalo grandine ir kokybės kontrolės etapais. Pasak Lu, ši sinchronizacija buvo didžiausias iššūkis, reikalavęs tiek programinės įrangos optimizavimo, tiek mechaninės sąveikos smulkiai kalibravimo.
„Norint integruoti robotus į mūsų gamybos linijas, didžiausias iššūkis yra užtikrinti, kad jie neprasilenktų su tempu“, – sakė jis CNBC interviu metu. Eksperimentas rodo, kad tam tikromis užduotimis humanoidiniai robotai jau gali pasiekti reikiamą ritmą, ypač kai įdiegtas stabilus žinių bazės mokymasis, realaus laiko jutiklių duomenų sintezė ir patikima grąžinio valdymo grandinė.
Labiau kaip praktikantai nei kolegos – bent kol kas
Nors rezultatai atrodo perspektyvūs, Xiaomi neneigia, kad robotai dar nėra pasiruošę pakeisti žmonių darbuotojų. Dar ne. Lu palygino jų vaidmenį su kuklia analogija – praktikantais. Tai atspindi realistinį požiūrį: robotai mokosi aplinkos, vykdo ribotas ir pasikartojančias užduotis, veikia prižiūrimi žmonių bei dalyvauja stebimuose bandymuose, kol jų elgsena ir patikimumas pasieks pramoninį lygį.
Šiuo etapu robotai praktikuoja konkrečias, gerai apibrėžtas operacijas: tikslų komponentų pozicionavimą, momentų taikymą momentinių veržliarakčių pagalba, vizualinį patikrinimą po pritvirtinimo ir bendravimą su kokybės kontrolės sistema. Tokie moduliai leidžia suskaidyti sudėtingą surinkimo procesą į valdomus etapus, kuriuos galima iteratyviai tobulinti per programinės įrangos atnaujinimus ir mašininio mokymosi modelius. Tuo pačiu metu žmonių darbas lieka būtinas – tiek priežiūrai, tiek sudėtingoms, netipinėms arba sprendimų reikalaujančioms situacijoms spręsti.
Simbolinė reikšmė taip pat svarbi. Kinija jau turi daugiau pramoninių robotų nei bet kuri kita šalis istorijoje, tačiau dauguma jų yra tradiciniai robotų mechaniniai svirčiai, pritvirtinti prie fiksuotų stotelių. Humanoidiniai robotai – su dviem kojomis ir žmogaus judrumą atkartojančiais sąnariais – žada visiškai kitokią gamybos viziją: judrius, lankstus subjektus, galinčius prisitaikyti prie erdvių, sukurtų žmonių darbui.
Tokios masinės konversijos teikiamos naudos yra daugialypės: mažesnės infrastruktūros pertvarkos išlaidos (nereikėtų perdarinėti ekstremalių fiksuotų stovų), didesnis lankstumas keičiant gamybos procesus ir galimybė naudoti vieną universalų robotą kelioms skirtingoms operacijoms, kurios anksčiau reikalavo specializuotų stotelių. Tačiau tai reikalauja pažangių stabilumo, pusiausvyros, aplinkos suvokimo ir žmogaus–roboto sąveikos sprendimų, kad sistema būtų saugi, patikima ir ekonomiškai pagrįsta.
Xiaomi nėra vienintelė įmonė, tyrinėjanti šias galimybes. Šių metų pradžioje Jungtinės Karalystės robotikos kompanija „Humanoid“ vykdė savo pilotinę programą, kurioje humanoidiniai robotai krovė ir kraustė sandėliavimo dėžes (tote). Pramonės ataskaitos nurodo, kad toje programoje robotų sėkmės rodiklis viršijo 90 procentų. Tačiau užduotys buvo skirtingos: dėžių krovimas veikia su didesniais objektais ir reikalauja mažesnio mikrometrinio tikslumo nei automobilų montavimas.
Xiaomi atveju robotai tvarkė smulkius mechaninius komponentus, reikalaujančius kruopštaus išlyginimo, tikslinės jėgos ir patikimų sukimo momentų taikymo. Tai labiau primena smulkiosios motorikos reikalavimus automobilių surinkimo procesams, o ne didesnių, sunkesnių vienetų manipuliaciją. Toks darbo pobūdis kelia griežtesnius reikalavimus sensorinei integracijai (aukštos raiškos vaizdo analizė, gilumo jutikliai, jėgos sensoriai rankų gale) ir realiojo laiko kontrolės algoritmams, galintiems kompensuoti mažus nukrypimus bei judesių vibracijas.
Yra taip pat diskusija, kas iš tiesų laikoma „humanoidiniu“. Xiaomi mašinos vaikšto ir išlaiko pusiausvyrą ant dviejų kojų atlikdamos operacijas, o kai kurios konkurentės sprendimų linijos naudoja fiksuotą bazę arba ratų platformą, kuri suteikia stabilumo, tačiau riboja mobilumą ir lankstumą. Kiekvienas pasirinkimas turi kompromisų: ratų platformos yra paprastesnės inžinerine prasme ir pigesnės eksploatuoti, tačiau joms sunkiau pasiūlyti tokį judėjimo laisvės laipsnį kaip dviem kojom judančiam robotui.
Šiuo metu dar nėra įmonės, kuri nuolatos būtų diegusi dvikojus humanoidinius robotus visoje gamybos linijoje ilgalaikiam panaudojimui. Technologija išlieka eksperimentinė, brangi ir kartais trapi – ypač kai kalbama apie papildomą techninę priežiūrą, atsarginių dalių logistiką ir specializuotą programinę įrangą. Tačiau kryptis aiški: gamyklos pamažu tampa naujų robotikos sprendimų poligonais, kuriuose bandomi ne tik robotai dirbti greta žmonių, bet ir robotai, galintys judėti bei manipuliuoti panašiai kaip žmonės.
Techninis kompleksumas apima kelis esminius komponentus: pažangią kompiuterinę regą (computer vision) daiktų identifikacijai ir padėčiai nustatyti; jėgos ir momento kontrolę, leidžiančią tiksliai veržti varžtus be perdėto įtempimo; dengiamąją programinę įrangą, užtikrinančią laiko sinchronizaciją su ESB/MES sistema; saugumo protokolus, atitinkančius pramoninius standartus; ir žmogaus–roboto sąsajas, per kurias operatoriai gali greitai perimti kontrolę arba koreguoti parametrus. Visa tai reikalauja tarpdisciplininių komandų – mechanikos, programinės įrangos, valdymo sistemų inžinerijos ir operacinės gamybos patirties.
Ekonominė perspektyva taip pat verta aptarimo. Pradiniame etape humanoidiniai robotai reikalauja didelių investicijų: pirkimo kainos, diegimo, integracijos ir priežiūros sąnaudos gali būti reikšmingos. Tačiau ilgainiui, jei jie gali pakeisti kelias specializuotas darbo vietas, sumažinti avarijų riziką ir padidinti nepertraukiamos gamybos laiką (nebereikėtų pertraukų dėl fiziologinių poreikių), investicija gali atsipirkti. Dėl to įmonės vertina techninio patikimumo rodiklius, tokias kaip MTBF (vidutinis laikas tarp gedimų) ir MTTR (vidutinis taisymo laikas), prieš priimdamos sprendimą dėl plataus masto diegimo.
Taip pat verta paminėti socialinius ir reguliacinius aspektus. Humanoidinių robotų diegimas kelia klausimų apie darbo vietų evoliuciją, darbuotojų perkvalifikavimą ir privalomą saugos bei atsakomybės reguliavimą. Įmonės, diegiančios tokias sistemas, privalo užtikrinti darbuotojų saugą, aiškų atsakomybės pasiskirstymą gedimų atveju ir skaidrias komunikacijos priemones, kuriomis operatoriai būtų informuojami apie robotų veiksmus bei esamus rizikos veiksnius.
Jeigu ankstyvieji Xiaomi bandymai duos stabilius, ilgalaikius rezultatus, praktikos pavyzdys gali paskatinti spartesnį humanoidinių robotų įsisavinimą kitose pramonės šakose: lengvosios pramonės surinkime, aviacijos komponentų gamyboje, sandėliavime ir priežiūros darbuose (inspection & maintenance). Universalus humanoidinio roboto potencialas – gebėjimas pritaikyti tą pačią platformą kelioms skirtingoms užduotims su minimaliais mechaniniais pakeitimais – yra viena iš priežasčių, dėl kurių investuotojai ir inžinerų komandos domisi šia kryptimi.
Galiausiai, jei Xiaomi pirmieji bandymai yra rodiklis, tie „praktikantai“ surinkimo linijoje gali per trumpą laiką įgauti daugiau autonomijos ir platesnį užduočių rinkinį. Tai nereiškia, kad žmonių darbuotojai bus išstumti – greičiau laukiama transformacija, kurioje žmogus ir mašina bendradarbiauja efektyviau: robotai atliks pasikartojančias, ergonomiškai sunkiomis ar pavojingas užduotis, o žmonės sutelks dėmesį į priežiūrą, sprendimų priėmimą ir proceso tobulinimą.
Komentarai
labcore
Įspūdinga idėja, bet realybė yra sunkesnė: sauga, integracija į MES, didelės išlaidos. gal vėliau atsikerta, o dabar – tik bandymai, ne masinis sprendimas.
turbo_ratas
Oi wow tie humanoidiniai robotai jau dirba šalia žmonių. nuostabu technologiškai, bet ką darys žmonės kai jų pradės daugiau? vis dar praktikai, bet ritmas turi būti stabilus.
Palikite komentarą