Động lực tự động hóa trong các doanh nghiệp vừa và nhỏ: AI và robot cộng tác đang chuyển đổi ngành sản xuất Đức
Các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SME) trên khắp nước Đức đang chuyển sang tự động hóa robot linh hoạt. Trước tình trạng thiếu hụt lao động có tay nghề kéo dài và chi phí vận hành gia tăng, các xưởng gia công và nhà sản xuất quy mô nhỏ đang triển khai robot cộng tác (cobot) thích ứng, ứng dụng AI và Robot di động tự hành (AMR). Các hệ thống điều khiển hiện đại cùng giao diện lập trình trực quan giúp những xưởng từng cho rằng robot công nghiệp truyền thống có chi phí quá cao tiếp cận được công nghệ tự động hóa nhà máy tiên tiến.
Khắc phục tình trạng thiếu lao động có tay nghề thông qua tích hợp cobot linh hoạt
Các SME của Đức hoạt động trong môi trường sản xuất đa dạng sản phẩm, sản lượng thấp, nơi robot công nghiệp truyền thống chỉ đảm nhiệm một mục đích trở nên không thực tế. Những nhà sản xuất này cần các hệ thống tự động hóa linh hoạt, có thể chuyển đổi nhiệm vụ mà không phải dừng máy lâu hoặc lập trình lại phức tạp.
Thế hệ robot cộng tác (cobot) mới trực tiếp giải quyết thách thức này. Cobot hiện đại cho phép kỹ thuật viên tại xưởng huấn luyện nhiệm vụ mới bằng cách dẫn cánh tay robot theo cách thủ công dọc theo các quỹ đạo mong muốn. Ví dụ, một cobot được phát triển thông qua sự hợp tác giữa Universal Robots và nhà cung cấp thiết bị hàn của Đức Lorch cho phép công nhân kim loại thiết lập các đường hàn phức tạp mà không cần viết mã. Phần mềm AI tiên tiến học và tinh chỉnh quỹ đạo dụng cụ ngay trong quá trình vận hành, biến máy móc tiêu chuẩn thành thiết bị đa năng có thể làm việc phối hợp với con người.
Robot di động ứng dụng AI tinh gọn hóa logistics nội bộ tại xưởng
Vận chuyển vật liệu nội bộ là một điểm nghẽn khác đối với các cơ sở sản xuất quy mô vừa. Hoạt động logistics nội bộ theo phương thức cũ thường phụ thuộc vào việc vận chuyển thủ công, khiến kỹ thuật viên có tay nghề phải rời khỏi các nhiệm vụ lắp ráp chính.
Các nhà cung cấp công nghệ nước ngoài như Yujin Robot, chuyên về AMR của Hàn Quốc, đang mở rộng sang Đức để tự động hóa vận chuyển vật liệu nội bộ. Robot di động tự hành (AMR) tích hợp hệ thống Điều khiển logic khả trình (PLC) và mạng Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) hiện có. Các nền tảng di động này tự động di chuyển linh hoạt trên sàn sản xuất, giao nguyên vật liệu đến các cụm máy và chuyển các cụm bán thành phẩm đã hoàn thiện vào kho mà không cần con người can thiệp.
Mở rộng thị trường chiến lược: Đức là tiêu chuẩn tham chiếu cho tự động hóa châu Âu
Khi các doanh nghiệp vừa và nhỏ tăng cường đầu tư vốn vào tự động hóa, Đức đã trở thành mục tiêu hàng đầu của các nhà cung cấp robot toàn cầu. Theo các chuyên gia từ Germany Trade & Invest (GTAI) và Liên đoàn Robot học Quốc tế (IFR), SME là phân khúc thị trường lớn nhất chưa được khai thác hết đối với tự động hóa công nghiệp tại châu Âu.
Các nhà cung cấp quốc tế sử dụng Đức làm nơi thử nghiệm cho các kiến trúc phần cứng và phần mềm cộng tác mới. Việc triển khai cobot và AMR thành công theo các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt của châu Âu sẽ thiết lập một nền tảng kỹ thuật, giúp các nhà cung cấp mở rộng sang toàn bộ thị trường châu Âu.
Bình luận kỹ thuật từ chuyên gia: Góc nhìn về điều khiển công nghiệp
Từ góc độ kỹ thuật hệ thống điều khiển, sự phổ biến của cobot và AMR trong các SME đánh dấu sự chuyển dịch từ lập trình PLC tập trung, phức tạp sang các kiến trúc điều khiển phi tập trung, nguyên bản biên.
Trước đây, việc triển khai robot công nghiệp đòi hỏi các đơn vị tích hợp hệ thống chuyên môn cấu hình liên động an toàn, truyền thông fieldbus và logic quỹ đạo không gian. Cobot tích hợp AI hiện đại tự xử lý động học và giám sát an toàn. Sự chuyển dịch này cho phép các xưởng gia công nhỏ tích hợp các cụm robot vào mạng công nghệ vận hành (OT) hiện có với rất ít thay đổi về hạ tầng, qua đó hạ thấp rào cản đối với tự động hóa độ chính xác cao.
Kịch bản ứng dụng: Hiện đại hóa cụm gia công kim loại tấm đa dạng sản phẩm
Một xưởng gia công kim loại quy mô vừa của Đức sản xuất các giá đỡ kết cấu tùy chỉnh cho máy móc công nghiệp. Cơ sở này phải đối mặt với tình trạng biến động nhân sự cao và gặp khó khăn trong việc tuyển thợ hàn thủ công có chứng chỉ cho các lô sản xuất nhỏ.
Cơ sở triển khai một robot hàn cobot 6 trục lắp trên bàn làm việc có thể điều chỉnh, cùng với một đội AMR nhỏ gọn. Kỹ thuật viên hàn dẫn cánh tay cobot bằng tay dọc theo đường nối của giá đỡ để lưu quỹ đạo dụng cụ, trong khi cảm biến thị giác tích hợp tự động điều chỉnh dòng điện và điện áp nhằm bù sai số lắp ráp. Đồng thời, một AMR được kết nối với hệ thống quản lý tồn kho của nhà máy vận chuyển kim loại tấm nguyên liệu đến cụm máy và thu hồi các giá đỡ đã hoàn thiện. Cấu hình này tăng sản lượng hằng ngày thêm 35 phần trăm và giúp các thợ hàn cấp cao tập trung vào những sản phẩm tùy chỉnh phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao.
Về tác giả
Wang Qiang là Chuyên gia tự động hóa công nghiệp cấp cao với hơn 15 năm kinh nghiệm kỹ thuật thực tế trong lập trình PLC, kiến trúc DCS, hệ thống giám sát rung TSI và tích hợp robot công nghiệp. Ông đã thiết kế, lập trình và đưa vào vận hành các hệ thống sản xuất tự động trên khắp châu Á và châu Âu. Ông thường xuyên đăng tải các bài viết kỹ thuật và đánh giá vận hành cho những kênh truyền thông công nghệ công nghiệp B2B hàng đầu.
