Automatyka przemysłowa: cztery wskazówki dotyczące przyszłości produkcji żywności i napojów
Opublikowano 16 lipca 2020 w Operational Excellence
Pandemia koronawirusa postawiła poważne wyzwania przed organizacjami wszelkiego typu i wielkości. Firmy z branży spożywczej i towarowej zmagają się znacznym obniżeniem konsumpcji i zakłóceniami łańcuchów dostaw. Jednocześnie konsumpcja domowa wzrosła, a konsumpcja poza domem niemalże się zatrzymała. W jaki sposób producenci mogą zmodyfikować swoje strategie biznesowe i procesy produkcyjne zarówno teraz, jak i w dłuższej perspektywie? Pandemia może stanowić okazję do ponownego przeanalizowania przestarzałych procesów i procedur oraz ich ulepszenia przy wykorzystaniu takich koncepcji, jak innowacyjne roboty, technologia czujników i całościowe strategie automatyki.
Firmy muszą zacząć pracować nad przyszłymi rozwiązaniami, w których coraz większy będzie udział automatyki mającej na celu zwiększenie konkurencyjności i wydajności firmy. Obejmuje ona rozwiązania w sferze robotyki stacjonarnej, mobilnej i robotów współpracujących, a także komplementarne technologie w zakresie monitorowania, sterowania, czujników i systemów wizyjnych, które dostosowane są do konkretnych potrzeb produkcyjnych. Producenci żywności, napojów i towarów powinni rozważyć nowe perspektywy i skoncentrować się na czterech kluczowych kwestiach: optymalizacji zasobów siły roboczej, jakości oraz identyfikowalności produktów, elastyczności i personalizacji oraz na zrównoważonym rozwoju i innowacjach.
1. Optymalizacja zasobów siły roboczej
W sektorze spożywczym pracują miliony ludzi i to oni odegrają istotną rolę w przyszłości tej branży. Pandemia stała się źródłem nowych wyzwań, takich jak dystans społeczny i bardziej rygorystyczne przepisy dotyczące bezpieczeństwa. Automatyka może pomóc w przezwyciężeniu tych problemów i jednocześnie zwiększyć bezpieczeństwo i wydajność w perspektywie długofalowej. Robot współpracujący (kobot) lub robot mobilny może na przykład wykonywać wymagające i powtarzalne zadania, dzięki czemu pracownicy będą mogli pełnić ważniejszą rolę.
Współpraca ma kluczowe znaczenie z punktu widzenia integracji ludzi, maszyn, robotów i sztucznej inteligencji (SI). Roboty mogą przyspieszyć procesy i zwiększyć ich dokładność, podczas gdy pracownicy poświęcą swój czas na rozwiązywanie krytycznych dla prowadzonej działalności problemów, komunikację z klientami i realizację najważniejszych zadań. Koboty i roboty mobilne mogą współpracować z ludźmi i wesprzeć ich w zadaniach, takich jak podnoszenie lub transport towarów i materiałów, a także w zadaniach, których pracownicy nie mogą wykonać względu na wymogi dystansu społecznego lub zasady bezpieczeństwa.
Praktyczny przykład: jeden z partnerów firmy Omron zrealizował projekt, który miał na celu m.in. zastąpienie pracy fizycznej w pełni automatycznym systemem obsługi ciężkich rolek o wadze do 30 kg. Automatyzacja tego wyczerpującego zadania pozwoliła firmie wesprzeć pracowników przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności i produktywności.
2. Jakość i identyfikowalność produktów
Jakość i identyfikowalność mają coraz większe znaczenie zarówno dla producentów, jak i klientów. Kody kreskowe są na przykład wykorzystywane w licznych zastosowaniach i muszą być możliwie najwyższej jakości. Międzynarodowe przepisy i szczegółowe specyfikacje projektów wymagają stosowania coraz bardziej niezawodnych systemów i narzędzi, które zapewnią poprawność i czytelność kodów kreskowych.
Tego typu systemy można dostosować w celu przeprowadzania kontroli dodatkowych aspektów związanych z projektowaniem i integralnością opakowań. Najnowsze rozwiązania pozwalają zrozumieć klasę jakości i mogą stanowić proaktywne ostrzeżenie, gdy jakość ulegnie pogorszeniu. Rozwiązania te umożliwiają tym samym podjęcie czynności w ramach konserwacji prewencyjnej, które pozwolą uniknąć potencjalnych kosztownych błędów.
Kody na opakowaniach stają się coraz bardziej przydatne dla konsumentów w momencie zakupu. Mogą one dostarczyć informacji na temat alergenów lub określonych składników (takich jak gluten) lub kraju pochodzenia. Istnieje ścisły związek między automatyzacją a identyfikowalnością, co w efekcie przyczynia się do obniżenia kosztów i ochrony reputacji producenta.
Praktyczny przykład: zintegrowany z drukarką weryfikator kodów kreskowych można wykorzystać do sprawdzania etykiet podczas ich drukowania. W ten sposób można zadbać o to, by klienci otrzymywali produkty z prawidłowymi informacjami, etykietami i kodami kreskowymi. Pozwala to uniknąć konieczności zwracania towarów przez sprzedawcę lub ryzyka nałożenia kar na dostawcę. Innym przykładem jest rozwiązanie w obrębie weryfikacji, które wykorzystuje systemy wizyjne lub RFID połączone z oprogramowaniem do zarządzania produkcją w celu ograniczenia problemów związanych z nieprawidłowymi kodami lub etykietami.
3. Elastyczność i możliwość dostosowania
W wielu innych branżach ważnym celem dla producentów jest „rozmiar serii produktów 1” (lub wielkość partii 1). Mimo że sektor spożywczy nadal jest w dużej mierze zależny od nakładu, zwiększanie elastyczności i sprawności powinno pozostać priorytetową kwestią, aby zaspokoić rosnące zapotrzebowania klientów i zapewnić zgodność ze zmieniającymi się przepisami.
Kluczowym elementem automatyzacji, który producent musi wziąć pod uwagę na liniach produkcyjnych, są roboty mobilne. Wiele rozwiązań nadal opiera się na nieelastycznych systemach przenośnikowych, natomiast roboty mobilne zapewniają elastyczność niezbędną do przenoszenia towarów i materiałów eksploatacyjnych w odpowiednie miejsca we właściwym czasie.
Praktyczny przykład: roboty mobilne i współpracujące pozwalają firmom zarządzać zmiennym zapotrzebowaniem i przyczyniają się do stworzenia bardziej elastycznego środowiska produkcyjnego. Ta zdolność do adaptacji i rozwoju stanie się jeszcze ważniejsza w przyszłości. Koboty można z łatwością wdrażać i transportować w całym obszarze produkcji, wspierając tym samym dążenia do osiągnięcia większej elastyczności. Roboty mobilne mogą szybko zmieniać trasy, dynamicznie omijając przeszkody, lub pracować nad zadaniami o różnych priorytetach. Można je dostosować za pomocą specjalnych akcesoriów, które zapewniają jeszcze większą wszechstronność. Firma Omron opracowała niedawno rozwiązanie w postaci mobilnego manipulatora (MoMa), które łączy koboty i technologię mobilną.
4. Zrównoważony rozwój i innowacje
Zrównoważony rozwój jest ważny dla większości konsumentów, którzy wolą kupować jak najmniej opakowane produkty. Opakowanie zapewnia jednak niezbędną ochronę i zawiera przydatne informacje. Producenci muszą znaleźć równowagę między tymi różnymi czynnikami i starannie rozważyć dobór materiałów stosowanych do pakowania.
Automatyka jest ściśle powiązana ze zrównoważonym rozwojem. Dokładna kontrola temperatury i ciśnienia podczas uszczelniania produktu w opakowaniu zapewnia na przykład prawidłowe i bezpieczne zapakowanie produktu, redukując przy tym ilość odpadów i wprowadzanych przeróbek. Producenci muszą także wziąć pod uwagę wiele różnych zmiennych, takich jak grubość opakowania, temperatura otoczenia i prędkość opakowywania folią. Z tego względu potrzebny jest system zaprojektowany z myślą o przechwytywaniu i analizie danych w czasie rzeczywistym. Dzięki temu praca będzie w przyszłości bardziej wydajna i zrównoważona.
Praktyczny przykład: sterownik SI Sysmac firmy Omron stanowi przykład innowacyjnej technologii. Jest to inteligentne rozwiązanie, które gromadzi, analizuje i wykorzystuje dane „na obrzeżach” (ang. edge) maszyn w celu wykrywania nieprawidłowości, zapobiegania awariom i wydłużenia okresu eksploatacji sprzętu. Łączy w sobie funkcje sterowania liniami produkcyjnymi i sprzętem oraz funkcje przetwarzania SI.