Automatyka i robotyka

Rewolucja bez ofiar

14 grudnia 2021

Historia lubi się powtarzać. Podobnie jak w wypadku maszyny parowej, również w robotyce pokładane były duże nadzieje, ale towarzyszył im też pewien niepokój. Ludzie bali się, że maszyny zabiorą im pracę. Jak wiadomo, w obu sytuacjach obawy się nie potwierdziły, jednak niepewność pozostała.

Według danych Międzynarodowej Federacji Robotyki w ubiegłym roku w światowym przemyśle funkcjonowało już 2,7 miliona robotów. Średnio na 10 tysięcy pracowników produkcyjnych przypadało 113 zainstalowanych jednostek. Niestety, Polska znacznie ustępuje liderom, np. Singapurowi czy choćby naszym zachodnim sąsiadom, Niemcom. Ogólnie jednak rozwój robotyki przemysłowej dzieje się na naszych oczach.


Na trudnych stanowiskach

Rolą robotów w procesie produkcyjnym jest przede wszystkim odciążenie operatorów i ograniczenie uciążliwych warunków pracy – mówi Paulina Kulanek, lider specjalizacji Engineering w Hays Poland. – W konsekwencji pracownicy wykonują mniej monotonnych i powtarzających się operacji, które nierzadko wymagają ogromnej precyzji. Dlatego z roku na rok liczba stanowisk pracy i linii wytwórczych opartych na robotyzacji wzrasta.

Dominuje w tym rynek azjatycki. Wynika to z olbrzymich mocy przerobowych ulokowanych w tym regionie i szerokiego łańcucha dostaw do wielu globalnych przedsiębiorstw. Azjatyckie fabryki stanowią kluczowe źródło zaopatrzenia m.in. dla firm działających w branży motoryzacyjnej, producentów elektroniki użytkowej, a także modułów i komponentów wykorzystywanych przy dalszej produkcji sprzętu RTV, AGD czy IT.

Szerokie zastosowanie w bezpośredniej współpracy z osobami obsługującymi linie produkcyjne znajdują obecnie najnowsze generacje robotów współpracujących, tzw. coboty. Największą popularnością cieszą się one w sektorze produktów szybko zbywalnych, ale znajdują również zastosowanie na liniach pakujących oraz stanowiskach montażowych. Roboty współpracujące stanowią dynamicznie rozwijający się segment robotyki przemysłowej, m.in. z uwagi na ich mobilność i łatwość przeprogramowania. Czy jednak zabiorą one pracę ludziom?


Wąskie spojrzenie

Do najbardziej powszechnych zjawisk związanych z rozwojem robotyzacji zaliczamy obawę przed utratą pracy – mówi Paulina Kulanek. – Od wielu lat sporo mówi się o postępującej redukcji etatów w sektorze przemysłowym. Pracownicy odczuwają niepewność w związku z możliwością zastąpienia ich przez roboty. Najczęściej dotyczy to jednak podstawowych pracowników produkcyjnych lub magazynowych, na co dzień wykonujących proste zadania, które nie wymagają posiadania określonych kwalifikacji. Najbardziej zagrożone likwidacją są stanowiska szeregowe, związane z manualną pracą fizyczną, np. przy pakowaniu, montażu, obsłudze maszyn transportowych.

Postrzeganie robotyzacji wyłącznie przez pryzmat zastępowania pracowników przez maszyny jest bardzo wąskim spojrzeniem na to zagadnienie. Pozostaje bowiem wiele obszarów produkcji i procesów, w których czynnik ludzki jest niezastąpiony ze względu na specyfikę procesu montażu czy produkcji. Często również przyczyną determinującą robotyzację produkcji jest aspekt finansowy, a dokładniej rzecz ujmując – potencjalny zwrot z inwestycji.

Jednak biorąc pod uwagę rosnącą konkurencję wśród producentów robotów przemysłowych i wzrost kosztów pracy, czego doświadczamy również w Polsce, postęp robotyzacji produkcji jest nieunikniony. Ciągle istnieją bowiem poważne problemy z pozyskiwaniem personelu. Podstawowi, niewykwalifikowani pracownicy będą więc coraz częściej zastępowani przez maszyny, ale także przez specjalistów oraz osoby piastujące nowe, bardziej zaawansowane funkcje w halach produkcyjnych.


Poszukiwane kompetencje

Systemy zrobotyzowane to czasami proste stanowiska montażu produktów, ale często również wysoce zautomatyzowane linie produkcyjne, np. samochodów – podkreśla Paulina Kulanek. – W obu wypadkach niezbędna jest kompetentna kadra na potrzeby wdrożenia, utrzymania i codziennej obsługi. Robotyzacja wpływa na cały łańcuch dostaw, poczynając od producentów robotów, przez integratorów systemów, a kończąc na użytkownikach finalnych. Innymi słowy: kształtuje nie tylko globalny sektor przemysłowy, ale także perspektywy zatrudnienia w branży. Niezaprzeczalnie w wyniku automatyzacji część pracowników docelowo straci pracę. Wraz z rozwojem robotyki będą z pewnością powstawać nowe stanowiska: bardziej zaawansowane, mniej uciążliwe oraz lepiej opłacane. W zrobotyzowanych zakładach produkcyjnych coraz częściej będą pojawiać się m.in. stanowiska operatorów linii czy gniazd zrobotyzowanych. Są one odciążone od ciężkiej pracy fizycznej i ekspozycji na warunki szkodliwe dla zdrowia.

Postępująca automatyzacja i robotyzacja procesów wytwórczych definiuje zatem nowe potrzeby kompetencyjne. Konieczne są szkolenia m.in. kadry serwisowej, i to na każdym etapie łańcucha dostaw. Pracodawcy poszukują do zespołów kandydatów odznaczających się szeroką wiedzą z obszaru nowych technologii, w tym automatyki i mechatroniki. Na etapach wdrożenia i uruchomień firmy potrzebują programistów poszczególnych systemów i dostawców robotów Kuka, FANUC, ABB czy Kawasaki. Osoby te wykazywać się muszą zarówno wspomnianymi kompetencjami, jak i znajomością systemów wspomagania komputerowego do programowania offline oraz przeprowadzania symulacji pracy stanowisk z robotami na wczesnym etapie projektowym. W tym wypadku zastosowanie znajdują nowe narzędzia z pogranicza rozszerzonej i wirtualnej rzeczywistości (AR i VR), dające nowe możliwości, np. przy zdalnej diagnostyce i rozwiązywaniu problemów przez linię wsparcia klient – serwis. Jest to znaczne ułatwienie pracy, szczególnie w dobie pandemii.


Jakie są potrzeby

Obecnie na rynku pracy obserwujemy wzmożone zapotrzebowanie na kadrę o wysokich kompetencjach. Pracodawcy poszukują zarówno sprawnych menedżerów, jak i specjalistów w dziedzinie robotyzacji oraz przemysłu 4.0. Sam dogmat przemysłu 4.0 czy – jak definiują niektóre organizacje  – x.0 wymusza poszukiwanie kandydatów o interdyscyplinarnych profilach. Mówimy więc o pracownikach, którzy świetnie czują się w obszarze automatyzacji, technologii, a także w obszarze IT/OT z elementami cyberbezpieczeństwa.

Oczekiwania te zyskały na znaczeniu w momencie wybuchu pandemii, gdy zaistniała konieczność przejścia do modelu pracy zdalnej. Osoby odpowiadające za obszar robotyki w zakładzie produkcyjnym stały się odpowiedzialne za utrzymanie procesu produkcyjnego, stanu maszyn, linii i gniazd zrobotyzowanych oraz wspieranie – często nowo rozpoczętych – procesów inwestycyjnych. Ogromną rolę odgrywają zatem aspekty szybkiego dostosowania się do otoczenia i zmieniających się uwarunkowań biznesowych organizacji. Do oczekiwań wobec kandydatów pracodawcy bardzo często włączają zdolność adaptacji do rynkowych tendencji i pojawiających się potrzeb biznesowych. Rosnąca świadomość wobec nowych zagrożeń skutkuje poszukiwaniem osób znających zagadnienia zasad cyberbezpieczeństwa czy – szerzej – bezpieczeństwa informacji – twierdzi Paulina Kulanek.


Walka o pracę

Z każdym miesiącem rośnie znaczenie maszyn, którym powierzane są nowe obowiązki, wcześniej wykonywane przez ludzi. Czy to oznacza, że już wkrótce w przemyśle 4.0 pracować będą wyłącznie roboty? – pyta Maksym Makvichuk, program director w GlobalLogic Kraków.

Pod względem precyzji i szybkości działania człowiek nigdy nie dorówna maszynom, które mogą bez przerw i poczucia zmęczenia realizować powierzone zadania. Ta przepaść z każdym rokiem rośnie wraz z postępem technologicznym, który umożliwia wykorzystanie możliwości sztucznej inteligencji, uczenia maszynowego czy komunikacji machine-2-machine. Roboty realizują już nie tylko proste i powtarzalne czynności, ale sprawdzają się także na wielu innych płaszczyznach. Potrafią działać samodzielnie lub współpracować z innymi urządzeniami, realizując razem zadania o wyższym poziomie skomplikowania. Coraz lepiej zaczynają radzić sobie z obserwowaniem otoczenia i wyciąganiem wniosków, co otwiera przed nimi możliwości sprawnej nawigacji, efektywnej współpracy i nieustannego usprawniania realizowanych procesów.


Zastępują ludzi

W minionych latach mechaniczni pracownicy z powodzeniem zaczęli zastępować ludzi przy liniach produkcyjnych. Przejęli zadania związane z załadunkiem i rozładunkiem towarów, kontrolą jakości wyrobów, monitorowaniem pracy innych maszyn czy wymianą materiałów eksploatacyjnych. Powierzono im prace mogące zagrażać zdrowiu lub życiu człowieka, m.in. związane z wykorzystaniem substancji szkodliwych. Wszędzie tam, gdzie potrzebna jest szybkość i dokładność, a proces ogranicza się do powtarzania tych samych czynności przez długie godziny, sprawdzają się perfekcyjnie. Te atuty sprawiły, że błyskawicznie zyskały na popularności. Jak wylicza Oxford Economics, w ciągu ostatnich dwudziestu lat na świecie „zatrudnionych” zostało 2,25 miliona robotów. Do 2030 r. liczba ta ma zwiększyć się prawie dziesięciokrotnie, osiągając pułap 20 milionów maszyn. Wiele z nich zastąpi ludzi.

Informacje te budzą obawy o przyszłość, stając się bazą dyskusji o technologii, która odbiera ludziom pracę. Przemysł 4.0 nie będzie jednak całkowicie zdominowany przez maszyny. Potrzebnych będzie nadal wielu specjalistów o konkretnych umiejętnościach. Z pewnością wzrośnie zapotrzebowanie na osoby o wyższym wykształceniu technicznym, w tym operatorów czy programistów, ale także na profesje, w których istotna jest kreatywność. Proces zmian nie będzie gwałtowny, a stopniowy, wielu specjalistów z obecnie zagrożonych profesji będzie więc miało czas, by się przekwalifikować.

Sytuacja nie będzie się znacznie różnić od tej znanej od wieków z historii świata – zwraca uwagę Maksym Makvichuk. – Wiele niegdyś popularnych profesji dzisiaj jest już tylko wspomnieniem, a w ich miejsce funkcjonują nowe zawody, o których często w przeszłości nie słyszano. Prognozy wskazują, że nawet zapowiadana jako zabójca wielu profesji automatyzacja już w przyszłym roku stworzy 58 milionów nowych miejsc pracy. Menedżerowie, operatorzy, inżynierowie i technicy z pewnością będą potrzebni w przemyśle 4.0. Można nawet sądzić, że będą odgrywać w nim kluczową rolę, nadzorując, koordynując i współpracując z ciągle rozwijającymi się robotami. Z dużym prawdopodobieństwem można więc powiedzieć, że ta rewolucja obejdzie się bez ofiar.


Łatwe w obsłudze

Stosowanie coraz większej liczby maszyn w przemyśle pociąga za sobą wzrost ryzyka związanego z cyberatakami. Zdarzają się one już obecnie, a będzie ich coraz więcej. Zaś automatyzacja, o ile nie będzie wprowadzana z uwzględnieniem zasad bezpieczeństwa już na etapie projektowania, w pewnym sensie może ułatwić atakującym zadanie. Spójrzmy na to z praktycznej strony, a jako przykładu użyjmy robota, który transportuje części między kolejnymi etapami produkcji w fabryce. Mimo że zadanie nie wydaje się trudne, nawet taki robot jest dość skomplikowany. Składa się z komputera (który może być używany przez operatora do monitorowania procesu), kontrolera i manipulatora mechanicznego. Działania logiczne, takie jak „opuść element” czy „obróć ramię”, definiuje program znajdujący się na komputerze sterującym, a kontroler rozdziela je na serię mniejszych etapów. Sam proces jest złożony i ma na niego wpływ wiele czynników. Na przykład omawiany element musi być podnoszony płynnie i tylko na określoną wysokość, a siła nacisku palców musi mieć stałą określoną wartość, aby pewnie przytrzymywać transportowaną część, ale jej nie zniszczyć. W kontrolerze znajdują się pliki konfiguracyjne, które zawierają informacje związane z użyciem w ściśle określonym momencie zdefiniowanego napięcia w siłownikach, umożliwiając manipulatorowi poprawne podniesienie elementu.

Oczywiście producenci robotów przemysłowych starają się, aby ich produkty działały bezpiecznie. Za bezpieczeństwo fabryki i operatorów odpowiadają rozmaite urządzenia zabezpieczające, kontrole logiczne i dokumentacja. Z drugiej strony infrastruktura fabryki ma być łatwa w obsłudze. Robot ma całkowicie polegać na czuwającym nad nim komputerze sterującym.

Jednak założenie to nie zawsze jest słuszne. Na przykład niektóre roboty mają bezpośrednie połączenie z Internetem (choćby w celu otrzymywania aktualizacji od producenta czy wysyłania danych telemetrycznych do siedziby firmy) lub z niedostatecznie wyizolowaną siecią Wi-Fi w fabryce. Taka sytuacja pozwala przestępcom na wykrycie robotów podatnych na ataki przy użyciu specjalnego skanera online, nawet bez konieczności zbliżania się do zakładu przemysłowego. Atakujący mogą to wykorzystać zarówno w celach szpiegostwa przemysłowego (pobieranie istniejących plików konfiguracyjnych do pozyskania tajemnic produkcyjnych), jak i do sabotażu. Dlatego już teraz widać, że w najbliższej przyszłości bardzo pożądani będą specjaliści zajmujący się bezpieczeństwem, którzy będą ochronić roboty przed cyberprzestępcami.


Artykuł ukazał się w nr 4(34) sierpień-wrzesień 2021 czasopisma „Production Manager”.
Więcej interesujących treści w naszym najnowszym wydaniu. Dołącz do klubu naszych prenumeratorów ▶ http://www.production-manager.pl/prenumerata/