Wyobraźmy sobie sytuację, że główny inżynier w naszym zakładzie zadecydował, że zautomatyzowanie operacji w postaci wykorzystania robotów będzie najlepszym rozwiązaniem dla firmy. Spowoduje ono redukcję kosztów, zwiększenie produkcji oraz rozwiązanie problemów z brakiem siły roboczej. Ale co dalej?

Przed wysłaniem zapytania ofertowego do integratora systemów należy przejść przez opisane poniżej pięć etapów, co zapewni nam sukces we wdrożeniu systemu robotycznego. Pominięcie tych działań często daje w wyniku projekty, które są zbyt okrojone, zbyt rozciągnięte w czasie lub nigdy nie są uruchamiane. System robotyczny to duża inwestycja, tak więc zasługuje na specjalne przeanalizowanie i poświęcenie odpowiedniej ilości czasu na planowanie.

Instalowanie robotów w fabryce nie jest tylko kwestią ludzi i maszyn; jest to także strategiczne spojrzenie na takie kwestie, jak sukces i niepowodzenie. Zdjęcie: Acieta

ETAP 1. Uzyskanie poparcia dla projektu w całej firmie.

W firmie istnieje wiele osób oraz działów, na których pracę będzie miało wpływ wprowadzenie robotów. Przed rozpoczęciem jakichkolwiek działań sprawa ta musi być przedyskutowana, zaś ludzie poinformowani. Dotyczy to dyrekcji, personelu kierowniczego w fabryce, inżynierów, techników produkcji, informatyków, kierowników działów BHP, personelu hali fabrycznej oraz działu kadr. Każdy, na kogo wpływ będzie miał zakup, zainstalowanie, praca i konserwacja systemu robotycznego, musi od początku brać udział w tej dyskusji.

Sprawą kluczową jest, aby każdy rozumiał podstawowe fakty na temat robotyzacji – że posiada ona krótki okres zwrotu z inwestycji (ROI), może otworzyć nowe możliwości dla firmy oraz, że nie zastępuje ona pracowników linii produkcyjnych. Zawsze będą istniały zadania, których robot nie potrafi wykonać. Roboty mogą natomiast przejąć wykonywanie monotonnych i niebezpiecznych prac, co pozwoli ludziom realizować ambitniejsze zadania, takie jak kontrola jakości i obsługa robotów.

ETAP 2. Uzyskanie konsensusu na temat definicji sukcesu.

Aby uzyskać akceptację od wielu stron i zarządzać oczekiwaniami ważne jest aby uzgodnić, jakie są kryteria sukcesu projektu. Najważniejszym miernikiem jest tu często wskaźnik ROI, zaś przeciętnie firmy przyjmują dwa lata, jako odpowiedni okres zwrotu z inwestycji. Przy obliczaniu ROI uwzględnia się wiele czynników poza porównaniem kosztów roboczogodziny pracy operatora z kosztami kapitałowymi robota. Czynniki te to:

a. Zwiększona produkcja.

Zdolność robota do pracy przez cały czas na tym samym poziomie stanowi potencjał do zwiększenia wydajności linii produkcyjnej. Jeśli dana firma znajduje się w takiej sytuacji, że może sprzedać wszystko co wyprodukuje, zaś ograniczeniem mocy produkcyjnych są możliwości człowieka, to wykorzystanie robota automatycznie spowoduje wyprodukowanie większej ilości znajdujących nabywców wyrobów i w konsekwencji zwiększenie zysków firmy.

Więcej sprzedanych wyrobów może oznaczać szybkie zwiększenie dochodów firmy i drastycznie skrócić okres zwrotu z inwestycji w roboty. Możliwość zwiększenia produkcji może dać firmie okazję do poszukania nowych klientów a nawet uzyskania większego popytu na jej wyroby, co doprowadzi do uzyskania dalszych zysków, które będą uzasadniały nabycie robota.

b. Zmniejszone koszty jednostkowe produkcji.

Przeciętnie materiały stanowią 75% kosztów produktu, pozostałe 25% stanowi robocizna. Zastosowanie robota może zredukować koszty materiałowe poprzez wyeliminowanie wybrakowanych produktów oraz robocizny wymaganej do poprawek. Szybkość i niezmiennie wysoki poziom pracy robota powoduje, ze obrabiane części przechodzą przez proces produkcyjny znacznie szybciej w ciągu całej zmiany roboczej, co redukuje koszty jednostkowe produkcji.

c. Zmniejszone ryzyko zranienia ludzi.

BHP jest bardzo poważną kwestią w zakładach produkcyjnych. Nawet stosunkowo małe uszkodzenie ciała może kosztować firmę tysiące dolarów, natomiast poważne urazy mogą kosztować setki tysięcy dolarów.

Gdy robot wykonuje najbardziej niebezpieczne zadania to może on zmniejszyć ryzyko zranienia ludzi o poniesienie związanych z tym kosztów. Często trudno jest przełożyć bezpieczeństwo na pieniądze, ale należy tu rozważyć następujące koszty:

• Jakie są przeciętne koszty odszkodowania dla pracownika?
• Jaki jest potencjalny wzrost kosztów ubezpieczenia po wystąpieniu wypadku w firmie?
• Jakie są koszty zatrudnienia i przeszkolenia tymczasowego pracownika na zastępstwo?

ETAP 3. Uzyskanie konsensusu na temat definicji niepowodzenia projektu.

Aby obliczyć opłacalność zainstalowania robota konieczne jest, aby wszystkie zainteresowane strony uzgodniły akceptowalne kryteria tolerancji niepowodzenia projektu. Jeśli robot nie będzie spełniał uzgodnionych kryteriów sukcesu, to jaki będzie poziom, na którym proces będzie traktowany jak niepowodzenie?

Często możliwość wywierania przez roboty negatywnego wpływu na jakość wyrobów może spowodować, że firma nie zdecyduje się na przejście na produkcję zrobotyzowaną. Jeżeli produkcja danego wyrobu związana jest z takimi niuansami, które są najlepiej dopasowane do pracownika, który potrafi dokonać oceny w ułamku sekundy albo manipulować komponentami, to robot może nie wyprodukować części o tej samej jakości co człowiek. Jednak w tych przypadkach proces produkcyjny prawdopodobnie nie jest wystarczająco jednolity, aby mógł być zautomatyzowany.

Gdy jakiś proces nie jest realizowany efektywnie i bez przeszkód bez pewnych interwencji operatora, który koryguje odchyłki, to problemy te sa rzadko rozwiązywane przez zautomatyzowanie procesu. Jeśli operator dokonuje dostrojeń parametrów procesu wykorzystując instynkt oraz tzw. wiedzę plemienną (tribal knowledge, każda niezapisana informacja, która nie jest powszechnie znana innym osobom w firmie), to te problemy muszą być rozwiązane przez wprowadzeniem automatyzacji.

ETAP 4. Przygotowanie budżetu na inwestycję.

Przed wyznaczeniem takiej kwoty na inwestycję, na jaką firma może sobie pozwolić, niezbędne jest określenie potencjalnych oszczędności. Wyznaczenie budżetu wymaga prawidłowego oszacowania potencjalnych kosztów i wartości sprzedaży, tak więc należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:

a. Zmniejszenie kosztów pracy.

Może wydawać się nieskomplikowanym obliczenie kosztów pracy operatora tylko na podstawie jego wynagrodzenia za godzinę. Jednak istnieje wiele kosztów ukrytych związanych z zatrudnianiem operatorów. Koszty te bywają często przeoczone. W rzeczywistości te koszty powiązane są często wyższe, niż samo wynagrodzenie pracownika. Są to:

• Benefity pracownicze, takie jak ubezpieczenie zdrowotne.
• Wynagrodzenia za urlopy.
• Koszty pracy personelu nadzorującego.
• Koszty ponoszone przez zakład, takie jak np. ogrzewania czy oświetlenia.
• Koszty pracy działu kadr, zatrudniającego nowego pracownika.
• Koszty szkoleń pracownika.
• Koszty ubezpieczenia od ryzyka.

b. Możliwość osiągnięcia większych zysków przez firmę.

c. Możliwość zwiększenia produkcji. Jeśli wykorzystanie robota może zwiększyć produkcję wyrobów, które natychmiast znajdują nabywców, to ten potencjał nowego wolumenu produkcji musi być uwzględniony w obliczeniu wskaźnika ROI i być przeanalizowany w procesie wyznaczania budżetu.

d. Koszty dodatkowe.

e. Możliwość wystąpienia sytuacji, że na samym początku robot będzie wymagał zakupu pewnych akcesoriów oraz innego związanego z nim wyposażenia. Są to początkowe nakłady kapitałowe, które zwrócą się wielokrotnie w długim okresie czasu.

ETAP 5. Należy zbierać informacje.

Posiadanie wszystkich odpowiednich informacji uczyni instalację robota szybszą i łatwiejszą. Integrator robotów będzie wymagał tych danych w celu zalecenia odpowiedniego sprzętu i oszacowania kosztów. Dane, które należy zebrać zawczasu, obejmują: modele 3D produkowanych części, rysunki techniczne 2D produkowanych części z tolerancjami, specyfikacje materiałów wraz z uwagami, definicje prac, opisy maszyn i osprzętu, instrukcje obsługi, typy, dane techniczne i rysunki maszyn oraz zdjęcia i filmiki wideo, które obrazują rzeczywistą sytuację w zakładzie.

Dodatkowe informacje nie techniczne mogą być tak samo użyteczne, jak usprawnianie procesu produkcji za pomocą robotów. Informacje te obejmują: czas taktu (ang. takt time, T/T, w Lean Manufacturing przedział czasu lub częstotliwości, z jaką użytkownik zażąda gotowego produktu), czas cyklu (C/T), czas procesu (P/T) oraz roczna wielkość produkcji. Po określeniu wszystkich kryteriów sukcesu i niepowodzenia oraz zebraniu potrzebnych danych nadchodzi czas na wynajęcie integratora systemów robotycznych. Dobry integrator zada wiele pytań i dogłębnie przeanalizuje proces, zanim dokona jakichkolwiek rekomendacji. Doświadczony integrator, który widział już wiele aplikacji automatyki, będzie najlepszym konsultantem, dostarczając firmie rzeczywistych przykładów uzyskania sukcesu w praktyce.

Należy wybrać takiego integratora, który chce zbudować relacje z naszą firmą, zamiast wykonywania jednorazowych projektów, ponieważ jego podstawowa wiedza o firmie uczyni przyszłe projekty łatwiejszymi.

Autor, John Burg, pracował wraz ze swoim ojcem, gdy w 1983 r. założył własną firmę z branży automatyki. Firma ta rozrosła się i dziś pod nazwą Acieta LLC jest jedną z wiodących w USA z branży integracji robotów.