Zarządzanie

Sektory przemysłu z potencjałem robotyzacji

18 maja 2017

Od kilkudziesięciu lat w walce o uzyskanie przewagi konkurencyjnej wygrywają z reguły ci, którzy znajdują nowe i zasobne źródła taniej siły roboczej. Szybko rosnące płace na większości dużych, wschodzących rynków sprawiają, że dobiega końca epoka łatwego zysku czerpanego z arbitrażu płacowego.

Jeszcze kilkanaście lat temu koszt pracy w Chinach wynosił ok. 1/20 kosztu pracy w USA. Obecnie w przypadku wielu produktów sprzedawanych na rynku amerykańskim – uwzględniając wydajność pracy, logistykę i inne czynniki – różnica w koszcie produkcji pomiędzy Chinami a USA niemalże zatarła się (patrz: U.S. Manufacturing Nears the Tipping Point: Which Industries, Why, and How Much, BCG Focus, marzec 2012).

W rezultacie producenci na całym świecie są coraz częściej zmuszani do uzyskiwania przewagi staroświeckim sposobem, czyli poprzez podniesienie wydajności pracy. Zjawisko to jednoznacznie potwierdza Globalny Indeks Konkurencyjności Kosztowej Produkcji opracowany przez BCG w roku 2014. Pokazuje on zmiany bezpośrednich kosztów produkcji w 25 wiodących światowych gospodarkach wytwórczo-eksportowych, zachodzące w latach 2004-2014. W większości krajów, w których konkurencyjność kosztowa w podanym okresie wzrosła lub utrzymała się na stałym poziomie (np. w Holandii, Meksyku, USA i Wielkiej Brytanii), wzrost wydajności w znacznym stopniu równoważył zwiększające się koszty bezpośrednie, takie jak koszty wynagrodzeń i energii. Gospodarki, w których wydajność pracy nie dotrzymywała kroku rosnącym kosztom – takie jak np. Australia, Brazylia, Chiny i większość Europy Zachodniej – albo stały się mniej konkurencyjne kosztowo, albo znalazły się pod zwiększoną presją (patrz: The Shifting Economics of Global Manufacturing: How Cost Competitiveness Is Changing Worldwide, raport BCG, sierpień 2014).

[emaillocker id=”1065″]

Wprawdzie zwrot ku automatyzacji pomaga podnosić wydajność pracy już od kilkudziesięciu lat, ale zaawansowane roboty spowodują przyspieszenie tego trendu i jeszcze bardziej podniosą wydajność. Stanie się tak na kilka sposobów. Roboty potrafią wykonywać wiele czynności produkcyjnych wydajniej, skuteczniej i konsekwentniej niż ludzie, co przy stałej liczbie pracowników przełoży się na większą produkcję, wyższą jakość i mniejszą ilość odpadów. Dzięki robotom wykwalifikowani pracownicy będą mogli poświęcić więcej czasu na bardziej wymagające czynności. Ponieważ zaawansowane roboty nierzadko potrafią pracować w sposób autonomiczny, mogą kontynuować pracę w nocy, pełniąc rolę trzeciej zmiany.

Aby ocenić potencjał wzrostu wydajności możliwy do uzyskania dzięki szerszemu wykorzystaniu robotów, wyliczyliśmy oszczędności w łącznym koszcie pracy wytwórczej dla nadchodzącej dekady. Ostrożnie założyliśmy, że maszyny będą realizowały co najmniej 25 proc. czynności, które da się zautomatyzować – obecnie odsetek ten w skali całego świata wynosi średnio ok. 11 proc. Model nasz skorygowaliśmy o różnice w tempie robotyzacji poszczególnych gospodarek i branż, a także o prognozowany wzrost wynagrodzeń.

Szacujemy, że, w porównaniu ze stanem obecnym, w roku 2025 bezpośredni efekt zastosowania zaawansowanych robotów będzie o 10 do 30 proc. wyższy, w zależności od lokalizacji i wydajności pracy w przeliczeniu na jednego pracownika. Wzrost ten przewyższa zwiększenie wydajności możliwe do uzyskania w inny sposób, np. poprzez stosowanie produkcji odchudzonej (lean) czy lepsze zarządzanie łańcuchem dostaw. Wpływ na koszt prawdopodobnie będzie równie wysoki. Szacujemy, że ze względu na szersze zastosowanie robotyki, całkowity koszt pracy wytwórczej w roku 2025 może być o 16 proc. niższy niż byłby, gdyby stopień korzystania z robotyki nie uległ zmianie (wartość uśredniona dla 25 największych światowych gospodarek eksportowych). Zyski te nie rozłożą się jednak równomiernie wśród wszystkich producentów i krajów, gdyż różnice w tempie wdrażania zaawansowanej robotyki będą naprawdę spore. Najważniejszym czynnikiem okaże się czysto ekonomiczne porównanie kosztu pracy ludzkiej i kosztu automatyzacji. Istotne będzie również to, czy możliwości techniczne maszyn pozwolą na zastąpienie człowieka. Wśród innych istotnych zmiennych warto wymienić prawo pracy, bariery kulturowe związane z zastępowaniem ludzi przez maszyny, dostępność kapitału, politykę dotyczącą inwestycji zagranicznych, a także wiek i kwalifikacje pracowników. Aby lepiej zrozumieć, jak zaawansowana robotyka może przyczynić się do wzrostu wydajności pracy należy zatem ocenić szanse i wyzwania poszczególnych branż i gospodarek.

Wpływ na branże – koszty pracy

Tempo robotyzacji poszczególnych branż zależeć będzie przede wszystkim od odpowiedzi na dwa pytania: na ile opłacalne jest zastąpienie pracy ludzkiej pracą maszyn? Jaki jest stopień trudności związanych z automatyzacją poszczególnych zadań produkcyjnych? (Patrz: rys. 1.)

 

 

Z reguły typowymi kandydatami do automatyzacji są te branże, w których koszt pracy stanowi największy odsetek wszystkich kosztów. Odsetek ten może wynosić od ok. 15 proc. w branży chemicznej, spożywczej i stalowej, do ok. 30 proc. w branży odzieżowej, meblarskiej, wyrobów metalowych, elektronicznej i poligraficznej. Istotny jest również czynnik geograficzny. Branże skupione w gospodarkach o niskich kosztach (np. w Indiach), w których stawka godzinowa dla pracowników produkcyjnych skorygowana o współczynnik wydajności pracy w 2014 roku wyniosła średnio 5,25 USD (uwzględniając świadczenia) będą mniej skłonne do automatyzacji niż te, które działają w gospodarkach o wysokich kosztach (np. w Australii, gdzie wynagrodzenie skorygowane o współczynnik wydajności pracy wynosi średnio 55,70 USD za godzinę). Istotne różnice kosztowe występują także pomiędzy branżami. Np. w branży naftowej i górnictwie średnia płaca jest ok. dwukrotnie wyższa od średniej dla całego przemysłu wytwórczego – zjawisko to obserwujemy zarówno w gospodarkach nisko-, jak i wysokokosztowych. Na przeciwnym biegunie znajdziemy branżę odzieżową, w której płace są o 32 proc. niższe od średniej.

[table id=2 /]

Aspekt  czynności produkcyjnych

Również uwarunkowania techniczne ograniczające robotyzację będą różne w poszczególnych branżach. W każdej z nich istnieje określony zestaw stanowisk pracy – spawacze, pracownicy transportu bliskiego i montażu, inspektorzy ds. jakości. Do każdego z tych stanowisk przypisany jest pewien zakres czynności. Tylko część z nich można zautomatyzować. Co więcej, poszczególne czynności produkcyjne wymagają robotów o różnych funkcjach, a niektóre z nich wymagają droższych systemów robotycznych niż pozostałe. Urządzenie, które jedynie przenosi przedmioty o tym samym kształcie i rozmiarze z jednego miejsca w inne będzie znacznie tańsze od urządzenia, które potrafi wizualizować niejednorodne przedmioty i wyczuwać je przez dotyk. Ponadto w niektórych branżach wykonuje się czynności (np. podawanie fragmentów tkaniny, z których uszyte będzie ubranie), które z natury rzeczy są prawie niewykonalne dla robotów i prawdopodobnie nadal – przynajmniej w perspektywie krótko- i średniookresowej – będą wykonywane przez pracowników w krajach o niskich kosztach pracy. Możliwości szerszego wykorzystania robotów w tych branżach są znacznie ograniczone. Gdyby opracowano rozwiązanie pozwalające zautomatyzować tego typu czynności, robotyka mogłaby sprawić, że produkcja w branży odzieżowej stałaby się mniej globalna, a bardziej lokalna.

[table id=3 /]

Zestawienie kosztów robotyzacji

Koszt robotyki wyliczyliśmy dla 21 branż, grupując wszystkie czynności produkcyjne i rodzaje robotów wymaganych w poszczególnych branżach. Następnie związane z nimi koszty skorygowaliśmy o spodziewany wzrost wydajności i wykonaliśmy 10-letnią prognozę. Na koniec, zakładając 5-letni okres amortyzacji systemów robotycznych, wyliczyliśmy koszt godzinowy (wyrażony w USD) i porównaliśmy go z prognozowanym kosztem pracy w poszczególnych krajach. Na podstawie prognozy kosztów, wydajności i czynności możliwych do zautomatyzowania oszacowaliśmy tempo robotyzacji wszystkich 21 branż w ciągu najbliższych 10 lat.

Cztery obszary przemysłu, które obecnie w największym stopniu korzystają z systemów robotyki, nie ulegną zmianie. Są to: komputery i urządzenia elektroniczne; podzespoły, urządzenia i sprzęt elektryczny; środki transportu; przemysł maszynowy (patrz Rys. 2). Jak wynika z naszych prognoz, w roku 2025 w obszarach tych pracować będzie ok. 75 proc. wszystkich robotów zainstalowanych na całym świecie (patrz Rys. 3). Obecnie w branżach tych można zautomatyzować co najmniej 85 proc. wszystkich czynności produkcyjnych. Większość czynności związanych np. z obsługą maszyn lub z montażem ma charakter wysoce powtarzalny, a obrabiane przedmioty są wykonane ze sztywnych materiałów. Oznacza to, że czynności te mogą być wykonywane przez stosunkowo proste roboty. Z kolei płace w tych branżach są stosunkowo wysokie, ponieważ wiele czynności wymaga od pracowników wysokiego poziomu kwalifikacji. Przykładowo w branży transportowej i komputerowej wynagrodzenia są o ok. 20 proc. wyższe od średniej dla całego światowego przemysłu wytwórczego.

 

 

 

W rezultacie w wielu krajach inwestycje w systemy robotyki w omawianych branżach będą miały krótki okres zwrotu. Obecny koszt posiadania i eksploatacji takich systemów w przeliczeniu na godzinę pracy wynosi w USA średnio od 10 do 20 dolarów, a więc jest niższy od kosztu pracy ludzkiej. W ciągu najbliższych 10 lat skurczy się on jeszcze bardziej. Przewidujemy zatem, że do roku 2025 w czterech wiodących obszarach przemysłu roboty będą wykonywać 40-45 proc. czynności produkcyjnych. Obecnie nie przekraczają one 10 proc.

 

W kolejnej grupie obszarów przemysłowych robotyzacja prawdopodobnie będzie szybsza w gospodarkach wysokokosztowych – przynajmniej w perspektywie krótkoterminowej. Na bardziej powszechną robotyzację należy tu poczekać do momentu, w którym koszt systemów robotycznych spadnie, a ich wydajność wzrośnie. Wśród tych obszarów przemysłowych dostrzegamy przemysł gumowy i tworzyw sztucznych, przemysł naftowy i węglowy oraz metalurgię. Przewidujemy, że w branżach tych do roku 2025 roboty będą wykonywały 10 do 20 proc. wszystkich czynności, a główną siłą ograniczającą robotyzację będzie czynnik ekonomiczny. Wprawdzie w zakładach produkujących wyroby gumowe i tworzywa sztuczne możliwa jest automatyzacja ok. 86 proc. czynności (np. transport bliski materiałów, montaż, zgrzewanie, obsługa maszyn), ale wynagrodzenia pracowników prawdopodobnie utrzymają się na stosunkowo niskim poziomie. W rezultacie opłacalność automatyzacji będzie ograniczona, zwłaszcza na rynkach wschodzących o niskim koszcie pracy.

Brak przesłanek do robotyzacji

Są również branże, w których w najbliższych latach miejsca dla robotów będzie nadal niewiele. Najważniejsze z nich to: przemysł chemiczny, drzewny, papierniczy, wyrobów metalowych, spożywczy i tekstylny. Przewidujemy, że za 10 lat w branżach tych roboty będą wykonywać zaledwie 1-5 proc. wszystkich czynności. Średnia płaca w tych sektorach jest niska, gdyż z reguły tylko niewielki odsetek czynności da się zautomatyzować, a czynniki ekonomiczne nie uzasadniają – przynajmniej na razie – robotyzacji na większą skalę.

W niektórych branżach obserwujemy także pewne uwarunkowania techniczne ograniczające upowszechnienie robotów. Jak już wspomnieliśmy, w przemyśle odzieżowym poważnym wyzwaniem jest umiejętność podnoszenia pojedynczych fragmentów tkaniny i układania ich w sposób umożliwiający rozcięcie i podanie do maszyny do szycia. Czynności te w dalszym ciągu znacznie lepiej wykonują ludzie. W rezultacie koszt posiadania i eksploatacji robota w amerykańskim zakładzie tekstylnym, chemicznym lub papierniczym wynosi od 40 do 47 USD za godzinę. Spodziewamy się, że do roku 2025 koszt ten spadnie do 20-25 USD za godzinę, a więc nadal nie będzie konkurencyjny wobec kosztu pracy człowieka w zakładach odzieżowych w wielu innych krajach. W innych branżach wiele czynności, które można zautomatyzować (np. przenoszenie ciężkich lub niebezpiecznych przedmiotów) już dziś wykonują maszyny.

[/emaillocker]