رباتیک بهعنوان خدمت (RaaS): تبدیل اتوماسیون صنعتی از هزینهٔ سرمایهای به مزیت عملیاتی
رباتیک بهعنوان خدمت (RaaS) در حال تغییر شیوه پذیرش اتوماسیون توسط تولیدکنندگان است. شرکتها بهجای سرمایهگذاری سنگین روی تجهیزات رباتیک و یکپارچهسازی، می...
بخش تولید وارد دورهای شده است که در آن اتوماسیون دیگر یک مزیت رقابتی نیست—بلکه به الزامی برای بقا تبدیل میشود.
افزایش هزینههای نیروی کار، کمبود نیروی انسانی، نوسانپذیری زنجیره تأمین و افزایش انتظارات مشتریان، تولیدکنندگان را مجبور میکند فرایندهایی را خودکار کنند که پیشتر توسط اپراتورهای انسانی انجام میشد. چالش دیگر تصمیمگیری درباره ضرورت اتوماسیون نیست؛ چالش واقعی این است که چگونه اتوماسیون را سریع، مقرونبهصرفه و با کمترین ریسک مستقر کنیم.
برای دههها، پیادهسازی رباتیک صنعتی به سرمایهگذاری قابلتوجهی نیاز داشت. شرکتها باید رباتها، خدمات مهندسی، سیستمهای ایمنی، سختافزارهای کنترلی، پشتیبانی یکپارچهسازی، برنامههای آموزشی و منابع نگهداری بلندمدت را خریداری یا تأمین میکردند. حتی پس از انجام این سرمایهگذاریها نیز موفقیت تضمینشده نبود.
بسیاری از پروژههای اتوماسیون از بودجه تعیینشده فراتر رفتند، با تأخیر در استقرار مواجه شدند یا نتوانستند به بهبودهای بهرهوری مورد انتظار دست یابند.
رباتیک بهعنوان خدمت (RaaS) رویکردی جایگزین ارائه میدهد. تولیدکنندگان بهجای خرید کامل سیستمهای رباتیک، از طریق یک مدل خدماتی در اتوماسیون رباتیک اشتراک میگیرند؛ مدلی که ریسکهای فنی و مالی را از کاربر نهایی دور میکند.
این مدل کسبوکار بهسرعت در حوزههای تولید، انبارداری، لجستیک، بستهبندی، فرآوری مواد غذایی، قالبگیری تزریقی و جابهجایی مواد رواج پیدا میکند.
RaaS بهجای تلقی اتوماسیون بهعنوان یک پروژه سرمایهای بزرگ، رباتیک را به یک خدمت عملیاتی مقیاسپذیر تبدیل میکند.
شکل ۱. راهکار پالتگذاری رباتیک بهعنوان خدمت که در یک محیط تولید صنعتی مستقر شده است.
رباتیک بهعنوان خدمت (RaaS) چیست؟
رباتیک بهعنوان خدمت همان فلسفه اشتراکی را به کار میگیرد که نرمافزار را از طریق نرمافزار بهعنوان خدمت (SaaS) متحول کرد.
تولیدکنندگان بهجای خرید داراییهای اتوماسیون، هزینهای دورهای بابت بهرهوری رباتیک پرداخت میکنند.
ارائهدهنده ربات، خدمات یکپارچهسازی، پشتیبانی استقرار، بهینهسازی، پایش، نگهداری، ارتقاها و پشتیبانی فنی مستمر را تأمین میکند.
مشتری فقط بابت ارزش عملیاتی ارائهشده پرداخت میکند.
در بسیاری از قراردادهای مدرن RaaS، ساختارهای پرداخت مستقیماً به عملکرد قابلاندازهگیری تولید مرتبط هستند.
نمونهها عبارتاند از:
- قطعات پردازششده در هر ساعت
- تعداد پالت تکمیلشده در هر شیفت
- چرخههای کار با ماشین تکمیلشده
- توان عملیاتی تولید بهدستآمده
- ساعات بهرهبرداری ارائهشده
- بازرسیهای موفق انجامشده
این امر همسویی منحصربهفردی میان مشتری و ارائهدهنده ایجاد میکند.
یکپارچهسازان سنتی سیستم پس از نصب دستمزد دریافت میکنند. ارائهدهندگان RaaS فقط زمانی به کسب درآمد ادامه میدهند که اتوماسیون همچنان نتایج قابلاندازهگیری ارائه دهد.
بنابراین، ارائهدهنده سرمایهگذاری گستردهای روی عملکرد بلندمدت سیستم انجام میدهد.
چرا پروژههای اتوماسیون سنتی اغلب با مشکل مواجه میشوند
درک رشد رباتیک بهعنوان خدمت (RaaS) مستلزم بررسی چالشهای مرتبط با پروژههای اتوماسیون متعارف است.
یک استقرار معمول رباتیک ممکن است به موارد زیر نیاز داشته باشد:
- تأیید هزینههای سرمایهای
- انتخاب فروشنده
- توسعه مشخصات ربات
- مهندسی سیستمهای کنترل
- یکپارچهسازی PLC
- اعتبارسنجی ایمنی
- آزمایش تولید
- آموزش اپراتورها
- برنامهریزی نگهداری و تعمیرات
- موجودی قطعات یدکی
این فعالیتها منابع مهندسی قابلتوجهی مصرف میکنند.
برای بسیاری از تولیدکنندگان، تیمهای مهندسی از پیش چندین مسئولیت را بهطور همزمان مدیریت میکنند؛ از جمله پشتیبانی تولید، پروژههای نگهداری و تعمیرات، بهبود کیفیت، ابتکارهای ایمنی و ارتقای تأسیسات.
افزودن یک پروژه بزرگ اتوماسیون میتواند منابع موجود را تحت فشار قرار دهد.
حتی زمانی که پروژهها تأیید میشوند، تغییر شرایط کسبوکار اغلب ریسکهای بیشتری ایجاد میکند.
یک سلول رباتیک که امروز طراحی میشود، ممکن است دوازده ماه بعد دیگر با نیازهای تولید همراستا نباشد.
تقاضای بازار بهسرعت تغییر میکند.
ترکیب محصولات تغییر میکند.
زنجیرههای تأمین تکامل پیدا میکنند.
انتظارات مشتریان افزایش مییابد.
سرمایهگذاریهای سنتی در اتوماسیون برای سازگاری با این میزان از عدمقطعیت با مشکل مواجهاند.
ظهور تولید انعطافپذیر
تولید مدرن بیش از پیش انعطافپذیری را بر حجم صرف تولید ترجیح میدهد.
در گذشته، کارخانهها بر مبنای دورههای تولید طولانی با حداقل تنوع محصول بهینهسازی میشدند.
تولیدکنندگان امروزی اغلب دهها یا حتی صدها گونه محصول را روی داراییهای تولیدی مشترک تولید میکنند.
این روند تقاضا برای پلتفرمهای اتوماسیون انعطافپذیر را افزایش داده است.
ارائهدهندگان RaaS معمولاً راهکارهایی طراحی میکنند که با نیازهای در حال تغییر تولید سازگار باشند.
بهروزرسانیهای نرمافزاری، تغییرات فرایند، تنظیمات ابزار و پیکربندیهای مجدد سیستم را اغلب میتوان بدون نصب کامل سیستمهای رباتیک جدید اجرا کرد.
این انعطافپذیری ضمن بهبود واکنشپذیری در برابر تغییرات بازار، ریسک بلندمدت اتوماسیون را کاهش میدهد.
تولیدکنندگان دیگر نیازی ندارند «قبرستان اتوماسیون» مملو از تجهیزات منسوخی را نگهداری کنند که دیگر از عملیات فعلی پشتیبانی نمیکنند.
در عوض، اتوماسیون همگام با نیازهای تولید تکامل مییابد.
تغییر مالی: از CapEx به OpEx
یکی از قویترین محرکهای پذیرش RaaS، انعطافپذیری مالی است.
پروژههای سنتی اتوماسیون معمولاً به تأیید مخارج سرمایهای قابلتوجه نیاز دارند.
بسته به پیچیدگی، سیستمهای رباتیک ممکن است پیش از ایجاد هرگونه بازده، صدها هزار یا حتی میلیونها دلار هزینه داشته باشند.
چرخههای تأیید سرمایه اغلب ابتکارهای اتوماسیون را ماهها یا سالها به تأخیر میاندازند.
در همین حال، ناکارآمدیهای تولید همچنان بر سودآوری تأثیر میگذارند.
RaaS این معادله را بهطور بنیادی تغییر میدهد.
از آنجا که رباتیک بهجای دارایی سرمایهای به هزینه عملیاتی تبدیل میشود، تصمیمهای استقرار اغلب میتوانند سریعتر از فرایندهای تأیید سازمانی عبور کنند.
تولیدکنندگان بدون سرمایهگذاریهای اولیه سنگین به قابلیتهای پیشرفته اتوماسیون دسترسی پیدا میکنند.
این مدل مالی بهویژه برای موارد زیر جذاب است:
- تولیدکنندگان کوچک
- تولیدکنندگان متوسط
- تولیدکنندگان قراردادی
- تأسیسات تولید فصلی
- سازمانهای با رشد سریع
- عملیات چندسایتی
توانایی حفظ سرمایه و در عین حال بهبود بهرهوری، توجیه اقتصادی قدرتمندی ایجاد میکند.
بسیاری از تولیدکنندگان میتوانند پروژههای اتوماسیون آینده را با استفاده از صرفهجوییهای حاصل از استقرارهای اولیه RaaS تأمین مالی کنند.
مزایای مهندسی فراتر از صرفهجویی در هزینه
اگرچه انعطافپذیری مالی اغلب بیشترین توجه را به خود جلب میکند، مهندسان باتجربه میدانند که پروژههای موفق اتوماسیون به چیزی بسیار فراتر از ملاحظات بودجهای وابستهاند.
ارزش واقعی رباتیک بهعنوان خدمت اغلب از طریق استقرار سریعتر، کاهش بار کاری مهندسی و دسترسی به تخصصی پدیدار میشود که بسیاری از تولیدکنندگان بهصورت داخلی در اختیار ندارند.
رباتیک صنعتی روزبهروز پیچیدهتر شده است.
سیستمهای رباتیک مدرن اغلب شامل موارد زیر هستند:
- سیستمهای بینایی ماشین
- الگوریتمهای هوش مصنوعی
- فناوریهای رباتهای مشارکتی
- کنترل حرکت پیشرفته
- شبکهسازی صنعتی
- تحلیل دادههای بلادرنگ
- پلتفرمهای پایش مبتنی بر ابر
- ابزارهای نگهداری و تعمیرات پیشبینانه
حفظ تخصص در همه این فناوریها حتی برای بزرگترین سازمانهای تولیدی نیز دشوار است.
ارائهدهندگان RaaS در این فناوریها تخصص دارند و روشهای استقرار خود را بهطور مستمر در صنایع مختلف بهبود میدهند.
در نتیجه، تولیدکنندگان به تخصص اتوماسیونی دسترسی پیدا میکنند که در غیر این صورت مستلزم سرمایهگذاری قابلتوجه در استخدام و آموزش بود.
«دکمه آسان» برای تیمهای مهندسی تولید
بیشتر مهندسان تولید تحت محدودیت دائمی منابع فعالیت میکنند.
آنها از تجهیزات تولید پشتیبانی میکنند، مشکلات کیفیت را عیبیابی میکنند، پروژههای بهبود را مدیریت میکنند، فعالیتهای نگهداری و تعمیرات را هماهنگ میکنند و در طرحهای ایمنی مشارکت دارند.
افزودن یک استقرار پیچیده رباتیک اغلب تیمهای مهندسی را فراتر از ظرفیت عملیشان تحت فشار قرار میدهد.
RaaS با واگذار کردن بخش زیادی از بار اجرای پروژه به یک شریک اختصاصی اتوماسیون، این چالش را برطرف میکند.
ارائهدهنده مسئولیت موارد زیر را بر عهده میگیرد:
- طراحی سیستم
- انتخاب فناوری
- ارزیابی ریسک
- برنامهنویسی ربات
- یکپارچهسازی سیستمهای کنترلی
- برنامهریزی استقرار
- بهینهسازی عملکرد
- نگهداری و تعمیرات مستمر
این امر به منابع مهندسی داخلی اجازه میدهد بهجای مدیریت همه جنبههای اجرای اتوماسیون، بر اهداف اصلی تولید تمرکز کنند.
برای بسیاری از تأسیسات، این کاهش در بار کاری مهندسی بهاندازه افزایش بهرهوری ایجادشده توسط خود سیستم رباتیک ارزشمند است.
پایش ۲۴/۷ و پشتیبانی پیشبینانه
یکی از ضعفهای مهم پروژههای سنتی اتوماسیون پس از راهاندازی نمایان میشود.
پس از اتمام نصب توسط یکپارچهساز، مسئولیت بهطور کامل به تولیدکننده منتقل میشود.
خرابیهای غیرمنتظره میتوانند به توقف طولانیمدت منجر شوند؛ زیرا تیمهای داخلی به عیبیابی و هماهنگی تعمیرات میپردازند.
در مدل رباتیک بهعنوان خدمت، ارائهدهندگان همچنان مستقیماً در عملکرد عملیاتی ذینفع هستند.
بسیاری از ارائهدهندگان، سیستمهای پایش از راه دوری دارند که بهطور مداوم وضعیت سلول رباتیک را ردیابی میکنند.
این پلتفرمهای پایش ممکن است موارد زیر را ارزیابی کنند:
- وضعیت عملیاتی ربات
- عملکرد چرخه
- شرایط خطا
- توان عملیاتی تولید
- میزان بهرهبرداری از تجهیزات
- شاخصهای نگهداری
- اتصال شبکه
- وضعیت سیستم ایمنی
مشکلات احتمالی اغلب پیش از آنکه بر تولید تأثیر بگذارند، شناسایی میشوند.
این رویکرد پیشنگرانه با راهبردهای نوین نگهداری و تعمیرات پیشبینانه که در سراسر تأسیسات پیشرفته تولیدی به کار میروند، همراستایی نزدیکی دارد.
با افزایش پذیرش معماریهای اتوماسیون متصل در کارخانهها، سیستمهای رباتیک به مشارکتکنندگان ارزشمندی در طرحهای گستردهتر تحول دیجیتال تبدیل میشوند.
حل کمبود نیروی کار از طریق مدلهای اشتراکی اتوماسیون
دردسترسبودن نیروی کار همچنان یکی از مهمترین چالشهای پیش روی تولید جهانی است.
بسیاری از کارخانهها برای جذب و حفظ کارکنان در وظایف تکراری، فیزیکی و از نظر ارگونومیک دشوار با مشکل مواجهاند.
مشاغل مرتبط با پالتایزینگ، مراقبت از ماشین، بستهبندی و جابهجایی مواد معمولاً با نرخ ترک شغل بسیار بالایی مواجهاند.
این فعالیتها فرصتهای ایدهآلی برای اتوماسیون رباتیک محسوب میشوند.
تولیدکنندگان بهجای رقابت در بازارهای کارِ روزبهروز دشوارتر، میتوانند راهکارهای رباتیکی را مستقر کنند که بهرهوری قابلپیشبینی و پایدار ارائه میدهند.
برخلاف نیروی کار موقت، سیستمهای رباتیک به استخدام، آموزش اولیه، تنظیم برنامههای کاری یا مدیریت مستمر نیروی کار نیاز ندارند.
تولیدکنندگان از طریق RaaS عملاً به نیروی کار اتوماسیونی دسترسی پیدا میکنند که بهطور مستمر در دسترس است، بدون آنکه سرمایهگذاریهای عمده انجام دهند.
این مدل بهویژه در صنایعی جذاب شده است که با کمبود مداوم نیروی کار مواجهاند.
پالتایزینگ: یکی از سریعترین کاربردهای در حال رشد RaaS
پالتایزینگ همچنان یکی از رایجترین کاربردهایی است که از طریق ارائهدهندگان رباتیک بهعنوان خدمت پیادهسازی میشود.
عملیات پالتایزینگ دستی چالشهای متعددی ایجاد میکنند:
- خستگی کارکنان
- آسیبهای ناشی از فشارهای تکراری
- کیفیت ناهماهنگ چیدمان
- بهرهوری محدود
- نرخ بالای ترک شغل
- نگرانیهای ایمنی
سیستمهای پالتایزینگ رباتیک این مسائل را حل میکنند و در عین حال عملکردی بسیار قابلپیشبینی ارائه میدهند.
رباتهای مدرن پالتایزر میتوانند موارد زیر را مدیریت کنند:
- جعبهها
- کیسهها
- کارتنها
- ظروف
- بارهای ترکیبی محصولات
- الگوهای متغیر چیدمان روی پالت
هنگامی که پالتایزرهای رباتیک با سیستمهای کنترل PLC مدرن و پلتفرمهای HMI صنعتی ترکیب میشوند، به داراییهای اتوماسیون بسیار انعطافپذیری تبدیل میشوند که توانایی پشتیبانی از نیازهای در حال تغییر تولید را دارند.
شکل ۲. اتوماسیون رباتیک که از طریق استقرار رباتیک بهعنوان خدمت در یک عملیات قالبگیری تزریقی به کار گرفته شده است.
فرصتهای اتوماسیون قالبگیری تزریقی
کارخانههای قالبگیری تزریقی به یکی دیگر از بهرهمندان اصلی مدل RaaS تبدیل شدهاند.
بسیاری از عملیات قالبگیری به وظایف جابهجایی تکراری نیاز دارند که برای رباتیکسازی بسیار مناسباند.
نمونهها عبارتاند از:
- خارجسازی قطعه
- برش راهگاه
- بازرسی قطعه
- بستهبندی
- مونتاژ ثانویه
- عملیات مرتبسازی
در گذشته، بسیاری از شرکتهای قالبگیری کوچک و متوسط سرمایه لازم برای اتوماسیون رباتیک جامع را نداشتند.
RaaS این مانع را بهطور چشمگیری کاهش میدهد.
تولیدکنندگان میتوانند سلولهای رباتیک را بدون اختصاص بودجه سرمایهای قابلتوجه مستقر کنند و در عین حال از افزایش بهرهوری، ثبات کیفیت و ایمنی اپراتورها بهرهمند شوند.
شاید مهمتر از آن، ارائهدهنده پس از استقرار، مسئولیت بهینهسازی عملکرد را بر عهده میگیرد.
اگر اهداف تولید محقق نشوند، ارائهدهنده همچنان انگیزه دارد عملکرد سیستم را بهبود دهد، زیرا درآمد به عملکرد موفق آن وابسته است.
این ساختار انگیزشی، الگوی مشارکتیای ایجاد میکند که بهندرت در رویکردهای سنتی تأمین اتوماسیون دیده میشود.
تخصص مستقل از فناوری به تصمیمهای بهتر در زمینه اتوماسیون منجر میشود
یکی از مزایای نادیدهگرفتهشده رباتیک بهعنوان خدمت، دسترسی به تخصص مهندسی مستقل از فناوری است.
بسیاری از تولیدکنندگان تنها گاهبهگاه راهکارهای اتوماسیون را ارزیابی میکنند. در نتیجه، تیمهای داخلی ممکن است آشنایی محدودی با بازار بهسرعت در حال تحول رباتیک داشته باشند.
اکوسیستم اتوماسیون امروزی شامل صدها فروشنده است که رباتها، سیستمهای بینایی، گیرهها، حسگرها، کنترلرها، پلتفرمهای نرمافزاری و فناوریهای بازرسی مبتنی بر هوش مصنوعی ارائه میدهند.
انتخاب ترکیب بهینه به تجربه گسترده نیاز دارد.
یک ارائهدهنده باکیفیت RaaS بهطور مستمر فناوریهای نوظهور و روشهای استقرار را در صنایع مختلف ارزیابی میکند.
این تجربه به ارائهدهندگان امکان میدهد مناسبترین راهکار را بر اساس الزامات عملیاتی، نه وفاداری به یک برند، انتخاب کنند.
بهجای تحمیل یک فناوری خاص به هر کاربرد، ارائهدهنده میتواند بهترین ترکیب را از میان موارد زیر شناسایی کند:
- رباتهای صنعتی
- رباتهای همکار
- سیستمهای بینایی ماشین
- دوربینهای صنعتی
- فناوریهای نوار نقاله
- پلتفرمهای PLC
- سیستمهای ایمنی
- ابزارهای نرمافزاری مبتنی بر هوش مصنوعی
این رویکرد مستقل از فناوری، اغلب در بلندمدت نتایج بهتری از راهکارهای توسعهیافته داخلی ایجاد میکند؛ راهکارهایی که روابط موجود با فروشندگان آنها را محدود میکند.
کاهش ریسک اتوماسیون از طریق مدلهای مبتنی بر عملکرد
یکی از دلایل اصلی متوقف شدن پروژههای اتوماسیون، عدم قطعیت است.
تیمهای مدیریتی اغلب پرسشهای دشواری مطرح میکنند:
- آیا ربات به ظرفیت عملیاتی موردنیاز دست خواهد یافت؟
- آیا کیفیت بهبود خواهد یافت؟
- چه میزان توقف تولید رخ خواهد داد؟
- آیا اپراتورها فرایند جدید را میپذیرند؟
- بازگشت سرمایه چقدر طول خواهد کشید؟
- اگر الزامات تولید تغییر کند، چه اتفاقی میافتد؟
در مدلهای سنتی تأمین، تولیدکنندگان بیشتر این ریسکها را بر عهده میگیرند.
ربات صرفنظر از اینکه بهبودهای عملکردی پیشبینیشده محقق شوند یا نه، خریداری میشود.
RaaS با انتقال بخش عمده ریسک پیادهسازی به ارائهدهنده خدمت، معادله را تغییر میدهد.
ازآنجاکه درآمد به بهرهوری تحویلشده وابسته است، ارائهدهندگان انگیزه زیادی دارند تا اطمینان حاصل کنند سیستمها به اهداف عملکردی دست مییابند.
این همسویی منافع، پاسخگویی پروژه را بهطور چشمگیری بهبود میدهد.
هر دو طرف هدف مشترکی دارند: به حداکثر رساندن خروجی تولید و در عین حال به حداقل رساندن اختلالات عملیاتی.
نوسازی تجهیزات قدیمی
بسیاری از کارخانههای تولیدی با تجهیزاتی کار میکنند که با وجود چند دهه قدمت، همچنان از نظر مکانیکی بهرهور هستند.
تعویض کامل این ماشینآلات ممکن است از نظر مالی عملی نباشد.
بااینحال، ادغام اتوماسیون در داراییهای تولیدی قدیمی اغلب چالشهای مهندسی قابلتوجهی ایجاد میکند.
ارائهدهندگان رباتیک بهعنوان خدمت (RaaS) اغلب در تجهیز مجدد ماشینآلات قدیمی به ربات تخصص دارند.
این قابلیت به تولیدکنندگان امکان میدهد عمر داراییها را افزایش دهند و همزمان بهرهوری را بهبود بخشند.
فرصتهای رایج نوسازی عبارتاند از:
- ماشینهای قالبگیری تزریقی
- مراکز ماشینکاری CNC
- سیستمهای پرس
- خطوط بستهبندی
- تجهیزات مونتاژ
- ایستگاههای جابهجایی مواد
تولیدکنندگان بهجای تعویض ماشینآلات فعال، میتوانند عملکرد را از طریق یکپارچهسازی رباتیک ارتقا دهند.
این رویکرد بسیاری از مزایای نوسازی را فراهم میکند و در عین حال از هزینههای مرتبط با تعویض کامل تجهیزات جلوگیری مینماید.
مقیاسپذیری: اتوماسیونی که همگام با تقاضای تولید رشد میکند
تقاضای تولید بهندرت ثابت میماند.
سفارشهای مشتریان نوسان دارند.
محصولات جدید عرضه میشوند.
شرایط بازار بهطور غیرمنتظره تغییر میکند.
سرمایهگذاریهای سنتی در اتوماسیون اغلب در سازگاری با این تغییرپذیری با مشکل مواجه میشوند.
پس از خرید، سیستمهای رباتیک بدون توجه به میزان بهرهبرداری به داراییهای ثابت تبدیل میشوند.
رباتیک بهعنوان خدمت چارچوبی بسیار مقیاسپذیرتر ارائه میدهد.
با افزایش نیازهای تولید، اغلب میتوان سلولهای رباتیک اضافی را بهسرعت مستقر کرد.
با کاهش حجم تولید، تولیدکنندگان از تحمل بار مالی تجهیزات سرمایهای کماستفاده اجتناب میکنند.
این انعطافپذیری بهویژه برای موارد زیر ارزشمند است:
- تولیدکنندگان قراردادی
- تولیدکنندگان کالاهای مصرفی
- صنایع فرآوری مواد غذایی
- تولیدکنندگان فصلی
- عملیات انجام سفارشهای تجارت الکترونیکی
- ارائهدهندگان خدمات لجستیکی
توانایی همراستا کردن سرمایهگذاریهای اتوماسیون با تقاضای واقعی تولید، راهبردی عملیاتی تابآورتر ایجاد میکند.
شکل ۳. تیمهای مهندسی در حال ارزیابی و بهینهسازی یک استقرار رباتیک بهعنوان خدمت.
رباتیک بهعنوان خدمت چگونه از طرحهای صنعت ۴.۰ پشتیبانی میکند
صنعت ۴.۰ فراتر از اتوماسیون ساده است.
تولیدکنندگان مدرن به دنبال سیستمهای متصل و قادر به تولید هوش عملیاتی هستند.
استقرارهای رباتیک بهعنوان خدمت اغلب قابلیتهای پیشرفته پایش و تحلیل را شامل میشوند که مستقیماً به طرحهای تحول دیجیتال کمک میکنند.
دادههای تولیدشده توسط سیستمهای رباتیک ممکن است شامل موارد زیر باشند:
- زمانهای چرخه
- میزان بهرهبرداری از تجهیزات
- نرخهای تولید
- رویدادهای توقف تولید
- شرایط خطا
- شاخصهای نگهداری
- شاخصهای کیفیت
- روندهای تولید
هنگامی که این جریانهای داده با زیرساختهای صنعتی مدرن مانند سیستمهای ارتباطی و شبکهسازی، پلتفرمهای PLC و PAC و راهکارهای محاسبات صنعتی یکپارچه میشوند، به ابزارهای ارزشمندی برای تصمیمگیری تبدیل میگردند.
تولیدکنندگان درباره عملیاتی که پیشتر به مشاهده و گزارشدهی دستی متکی بودند، دید بهتری به دست میآورند.
این شفافیت بیشتر از طرحهای بهبود مستمر و برنامههای تعالی عملیاتی پشتیبانی میکند.
کاربردهای رایج رباتیک بهعنوان خدمت در صنایع تولیدی
اگرچه پالتگذاری و کار با ماشین همچنان از شناختهشدهترین نمونهها هستند، رباتیک بهعنوان خدمت اکنون از طیف گستردهای از کاربردهای صنعتی پشتیبانی میکند.
موارد استفاده رایج عبارتاند از:
- پالتگذاری و پالتبرداری
- بارگیری و تخلیه ماشین
- اتوماسیون قالبگیری تزریقی
- عملیات بستهبندی
- سیستمهای بستهبندی کارتن
- بازرسی خودکار
- راستیآزمایی کیفیت
- جابجایی مواد
- فرایندهای مونتاژ
- کاربردهای جوشکاری
- عملیات برداشتن و جایگذاری
- اجرای سفارش در انبار
پیشرفتها در بینایی ماشین، هوش مصنوعی و رباتیک مشارکتی همچنان دامنه وظایف مناسب برای اتوماسیون مبتنی بر خدمت را گسترش میدهند.
کاربردهایی که زمانی بیش از حد پیچیده یا پرهزینه تلقی میشدند، بهطور فزایندهای به گزینههای مناسبی برای استقرار RaaS تبدیل میشوند.
چرا تولیدکنندگان متوسط محرک پذیرش این فناوری هستند
شرکتهای بزرگ دهههاست که از رباتیک استفاده میکنند.
اکنون مهمترین فرصت رشد در میان تولیدکنندگان کوچک و متوسط وجود دارد.
این سازمانها اغلب با همان کمبود نیروی کار و فشارهای بهرهوری رقبای بزرگتر مواجه هستند، اما منابع مالی و مهندسی کمتری در اختیار دارند.
RaaS به پر کردن این شکاف کمک میکند.
این مدل با کاهش موانع مالی و پیچیدگی فنی، به تولیدکنندگان متوسط امکان میدهد به قابلیتهای اتوماسیونی دسترسی پیدا کنند که پیشتر تنها برای شرکتهای بزرگتر در دسترس بودند.
با دسترسپذیرتر شدن فناوری رباتیک، مزیتهای رقابتی کمتر به اندازه شرکت و بیشتر به چابکی عملیاتی وابسته خواهند بود.
RaaS به سازمانهای کوچکتر امکان میدهد بدون پذیرش ریسک مالی نامتناسب، در این تحول مشارکت کنند.
ارزیابی بازگشت سرمایه واقعی رباتیک بهعنوان خدمت
هنگام ارزیابی سرمایهگذاریهای اتوماسیون، بسیاری از تولیدکنندگان صرفاً بر هزینههای خرید تجهیزات تمرکز میکنند. این رویکرد اغلب به نتایج گمراهکنندهای منجر میشود، زیرا هزینههای کامل چرخه عمر مرتبط با مالکیت را نادیده میگیرد.
یک سیستم رباتیک خریداریشده بسیار فراتر از خود ربات است.
هزینههای کل مالکیت اغلب شامل موارد زیر هستند:
- سختافزار ربات
- ابزارهای انتهای بازو
- سیستمهای ایمنی
- یکپارچهسازی PLC
- توسعه رابط انسان و ماشین
- طراحی الکتریکی
- طراحی مکانیکی
- هزینه نیروی کار نصب
- خدمات برنامهنویسی
- هزینههای آموزش
- موجودی قطعات یدکی
- پشتیبانی نگهداری
- ارتقاهای نرمافزاری
- تغییرات آتی
بسیاری از این هزینهها در تمام طول عمر سیستم ادامه دارند.
در نتیجه، هزینه واقعی مالکیت اغلب با فاصلهای قابلتوجه از قیمت خرید اولیه فراتر میرود.
RaaS با تجمیع این هزینهها در یک مدل هزینه عملیاتی قابلپیشبینی، تحلیل مالی را ساده میکند.
بهجای برآورد هزینههای آتی نگهداری و نیازمندیهای پشتیبانی مهندسی، تولیدکنندگان میتوانند اتوماسیون را بر اساس بهرهوری واقعی تحویلی ارزیابی کنند.
این امر رابطه روشنتری میان سرمایهگذاری و عملکرد عملیاتی ایجاد میکند.
محاسبه دقیقتر دوره بازگشت سرمایه اتوماسیون
پروژههای اتوماسیون سنتی اغلب به فرضهای خوشبینانه متکی هستند.
ممکن است صرفهجویی پیشبینیشده بر این موارد فرضی استوار باشد:
- ۱۰۰٪ زمان آمادهبهکاری
- افزایش فوری بهرهوری
- نبود تأخیر در راهاندازی
- نیازهای حداقلی نگهداری
- تقاضای پایدار تولید
شرایط دنیای واقعی بهندرت با این فرضها مطابقت دارند.
توقفهای غیرمنتظره، تغییرات فرایند، تغییرات نیروی انسانی و نوسانات تولید اغلب دوره بازگشت سرمایه واقعی را طولانیتر میکنند.
در مدل رباتیک بهعنوان خدمت، مسئولیتپذیری در قبال عملکرد تا حد زیادی بر عهده ارائهدهنده است.
از آنجا که ارائهدهندگان از طریق عملکرد موفقیتآمیز سامانه درآمد کسب میکنند، انگیزه زیادی برای بهینهسازی مستمر عملکرد سامانه دارند.
این امر اغلب در مقایسه با مدلهای سنتی مالکیت، به نتایج عملیاتی قابلپیشبینیتری منجر میشود.
رسیدگی به نگرانیهای نیروی کار درباره اتوماسیون
هرگاه بحث اتوماسیون مطرح میشود، نگرانی درباره جابهجایی نیروی کار ناگزیر پدیدار میشود.
در عمل، بیشتر تولیدکنندگانی که امروز به دنبال اتوماسیون هستند، تعداد زیادی از کارکنان فعلی را جایگزین نمیکنند.
در عوض، آنها تلاش میکنند موقعیتهایی را پر کنند که همچنان جذب و حفظ نیروی انسانی برایشان دشوار است.
بسیاری از مراکز صنعتی برای حفظ سطح نیروی انسانی موردنیاز در کارهای دستی تکراری مانند موارد زیر با مشکل مواجهاند:
- پالتگذاری
- اپراتوری دستگاه
- جابجایی مواد
- بستهبندی
- عملیات مرتبسازی
- فعالیتهای بازرسی
اتوماسیون بهجای حذف مشاغل، اغلب به کارکنان امکان میدهد به نقشهای ارزشمندتری منتقل شوند که شامل موارد زیر است:
- بهبود کیفیت
- نگهداری تجهیزات
- نظارت بر تولید
- بهینهسازی فرایند
- پشتیبانی فنی
- ابتکارهای بهبود مستمر
سازمانهایی که رباتیک را با موفقیت بهکار میگیرند، اغلب درمییابند که اتوماسیون بهرهوری نیروی کار را افزایش میدهد، نه اینکه صرفاً تعداد کارکنان را کاهش دهد.
نقش PLCها و سامانههای کنترل صنعتی در استقرارهای RaaS
اگرچه سختافزار رباتیک بیشترین توجه را به خود جلب میکند، سامانههای کنترل همچنان زیربنای اتوماسیون موفق هستند.
هر استقرار رباتیک باید با تجهیزات تولید، سامانههای ایمنی، حسگرها، نوار نقالهها و رابطهای اپراتور ارتباط برقرار کند.
این یکپارچهسازی معمولاً به پلتفرمهای کنترل صنعتی متکی است.
سامانههای رایج عبارتاند از:
- راهکارهای اتوماسیون Allen-Bradley
- اتوماسیون صنعتی Siemens
- سامانههای کنترل Schneider Electric
- پلتفرمهای PLC شرکت Omron
- اتوماسیون Mitsubishi Electric
بسیاری از ارائهدهندگان RaaS راهکارهای خود را بر پایه پلتفرمهای صنعتی پرکاربرد طراحی میکنند تا نگهداری و توسعه آتی سادهتر شود.
این راهبرد تضمین میکند که تولیدکنندگان سازگاری با زیرساخت اتوماسیون موجود را حفظ کنند.
استقرارهای مدرن RaaS بهجای ایجاد جزایر رباتیک مجزا، به اجزایی یکپارچه در اکوسیستمهای بزرگتر تولید تبدیل میشوند.
ملاحظات امنیت سایبری برای رباتیک متصل
با افزایش اتصال سامانههای رباتیک، امنیت سایبری به ملاحظهای حیاتی تبدیل میشود.
پایش از راه دور، تحلیلهای ابری، پلتفرمهای نگهداری پیشبینانه و خدمات پشتیبانی دیجیتال، همگی به مسیرهای ارتباطی ایمن نیاز دارند.
ارائهدهندگان پیشرو RaaS سرمایهگذاری گستردهای در معماریهای امنیت سایبری انجام میدهند که برای محافظت از عملیات مشتریان طراحی شدهاند.
بهترین روشها معمولاً شامل موارد زیر هستند:
- ارتباطات رمزگذاریشده
- کنترلهای دسترسی مبتنی بر نقش
- بخشبندی شبکه
- نظارت مستمر
- رویههای دسترسی ایمن از راه دور
- بهروزرسانیهای منظم نرمافزار
تولیدکنندگانی که ارائهدهندگان RaaS را ارزیابی میکنند، باید قابلیتهای امنیت سایبری را در کنار شاخصهای بهرهوری و ملاحظات مالی بهدقت بررسی کنند.
اتوماسیون متصل ارزش چشمگیری ایجاد میکند، اما اجرای ایمن آن همچنان ضروری است.
چرا RaaS با روندهای نوین تولید همراستا است
چندین روند عمده صنعتی همچنان به شتابگرفتن تقاضا برای رباتیک بهعنوان خدمت ادامه میدهند.
این موارد عبارتاند از:
- کمبود نیروی کار
- ابتکارهای انتقال تولید به کشورهای نزدیک
- راهبردهای بازگردانی تولید به کشور مبدأ
- پذیرش صنعت ۴.۰
- برنامههای تابآوری عملیاتی
- تلاشهای تحول دیجیتال
- ابتکارهای بهرهوری انرژی
- نوسازی زنجیره تأمین
تولیدکنندگان بیشازپیش به راهکارهایی نیاز دارند که بتوان آنها را بهسرعت پیادهسازی کرد و در عین حال ریسک مالی را به حداقل رساند.
روشهای سنتی تأمین اتوماسیون اغلب در برآوردهکردن این الزامات با مشکل مواجه میشوند.
RaaS چارچوبی انعطافپذیرتر ارائه میدهد که همراستایی نزدیکی با اولویتهای عملیاتی مدرن دارد.
رباتیک مبتنی بر خدمت با کاهش نیاز به سرمایهگذاری اولیه و کوتاهکردن زمانبندی پیادهسازی، سازمانها را قادر میسازد سریعتر به شرایط متغیر بازار واکنش نشان دهند.
این چابکی به یک عامل مهم تمایز رقابتی تبدیل شده است.
شکل ۴. پالتگذاری رباتیک همچنان یکی از پرکاربردترین برنامههای رباتیک بهعنوان خدمت در صنایع تولید و لجستیک است.
آینده رباتیک بهعنوان خدمت
بازار رباتیک بهعنوان خدمت هنوز در مراحل اولیه خود قرار دارد، اما رشد آن تقریباً در همه بخشهای صنعتی همچنان شتاب میگیرد.
پیشرفتها در هوش مصنوعی، بینایی ماشین، رباتیک خودمختار، رایانش ابری و شبکهسازی صنعتی، دامنه وظایفی را که میتوان از طریق مدلهای مبتنی بر اشتراک خودکارسازی کرد، گسترش میدهند.
استقرارهای آتی RaaS احتمالاً شامل موارد زیر خواهند بود:
- بازرسی کیفیت مبتنی بر هوش مصنوعی
- حملونقل خودکار مواد
- کاردهی تطبیقی به ماشین
- مونتاژ رباتیک مشارکتی
- بهینهسازی پیشبینانه فرایند
- تحلیل لحظهای تولید
با بلوغ این فناوریها، تولیدکنندگان بدون نیاز به سرمایهگذاریهای هنگفت، به قابلیتهای اتوماسیون پیشرفتهتری دسترسی خواهند یافت.
تمایز میان مالکیت اتوماسیون و استفاده از اتوماسیون همچنان کمرنگتر خواهد شد.
تولیدکنندگان بیشازپیش بر خرید نتایج بهرهوری تمرکز خواهند کرد، نه خرید تجهیزات.
جمعبندی
رباتیک بهعنوان خدمت چیزی فراتر از یک مدل تأمین مالی جدید است. این مفهوم اساساً شیوه رویکرد تولیدکنندگان به راهبرد اتوماسیون را تغییر میدهد.
با انتقال ریسکهای مالی، فنی و عملیاتی به ارائهدهندگان تخصصی اتوماسیون، RaaS سازمانها را قادر میسازد رباتیک را سریعتر به کار گیرند، پیچیدگی پیادهسازی را کاهش دهند و انعطافپذیری عملیاتی را بهبود بخشند.
برای تولیدکنندگانی که با کمبود نیروی کار، افزایش هزینهها و فشارهای رقابتی فزاینده مواجهاند، امکان دسترسی به اتوماسیون پیشرفته از طریق مدل اشتراکی میتواند مزایای چشمگیری فراهم کند.
چه در پالتگذاری، کاردهی به ماشین، بستهبندی، قالبگیری تزریقی، بازرسی یا جابهجایی مواد به کار گرفته شود، رباتیک بهعنوان خدمت مسیری عملی برای حرکت به سوی اتوماسیون صنعتی مدرن ارائه میدهد.
با ادامه گسترش ابتکارهای صنعت ۴.۰ و تداوم چالشهای نیروی کار، رباتیک بهعنوان خدمت (RaaS) در جایگاهی قرار گرفته است که به یکی از اثرگذارترین مدلهای اتوماسیون شکلدهنده آینده تولید تبدیل شود.
