رباتیک به‌عنوان خدمت (RaaS): تبدیل اتوماسیون صنعتی از هزینه سرمایه‌ای به مزیت عملیاتی
رباتیک به‌عنوان خدمت (RaaS) در حال تغییر شیوه پذیرش خودکارسازی توسط تولیدکنندگان است. شرکت‌ها به‌جای سرمایه‌گذاری سنگین روی تجهیزات رباتیک و یکپارچه‌سازی، می‌توانند ربات‌ها را از طریق مدل‌های اشترا...
بخش تولید وارد دوره‌ای شده است که در آن اتوماسیون دیگر یک مزیت رقابتی نیست—بلکه به الزامی برای بقا تبدیل می‌شود.
افزایش هزینه نیروی کار، کمبود نیروی انسانی، نوسان‌پذیری زنجیره تأمین و افزایش انتظارات مشتریان، تولیدکنندگان را وادار می‌کند فرایندهایی را خودکار کنند که به‌طور سنتی توسط اپراتورهای انسانی انجام می‌شدند. چالش دیگر تصمیم‌گیری درباره ضرورت اتوماسیون نیست؛ چالش واقعی تعیین این است که چگونه اتوماسیون را سریع، مقرون‌به‌صرفه و با حداقل ریسک مستقر کنیم.
برای چندین دهه، پیاده‌سازی رباتیک صنعتی به سرمایه‌گذاری قابل‌توجهی نیاز داشت. شرکت‌ها باید ربات‌ها، خدمات مهندسی، سامانه‌های ایمنی، سخت‌افزارهای کنترلی، پشتیبانی یکپارچه‌سازی، برنامه‌های آموزشی و منابع تعمیرونگهداری بلندمدت را خریداری می‌کردند. حتی پس از انجام این سرمایه‌گذاری‌ها، موفقیت تضمین‌شده نبود.
بسیاری از پروژه‌های اتوماسیون از بودجه فراتر رفتند، با تأخیر در استقرار مواجه شدند یا نتوانستند به بهبودهای موردانتظار در بهره‌وری 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 عملیات 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 مبتنی بر «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.
به‌جای خرید دارایی‌های اتوماسیون، تولیدکنندگان هزینه‌ای دوره‌ای برای بهره‌وری رباتیک پرداخت می‌کنند.
ارائه‌دهنده ربات، خدمات یکپارچه‌سازی، پشتیبانی استقرار، بهینه‌سازی، پایش، تعمیرونگهداری، ارتقاها و کمک 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 محقق‌شده
- ساعات بهره‌برداری ارائه‌شده
- بازرسی‌های موفق تکمیل‌شده
این امر هم‌راستایی منحصربه‌فردی میان مشتری و ارائه‌دهنده ایجاد می‌کند.
یکپارچه‌سازهای سنتی سیستم پس از نصب دستمزد دریافت می‌کنند. ارائه‌دهندگان RaaS تنها زمانی به کسب درآمد ادامه می‌دهند که اتوماسیون همچنان نتایج قابل‌اندازه‌گیری ارائه دهد.
بنابراین، ارائه‌دهنده سرمایه‌گذاری زیادی روی عملکرد بلندمدت سیستم انجام می‌دهد.
چرا پروژه‌های سنتی اتوماسیون اغلب با مشکل مواجه می‌شوند
درک رشد «رباتیک به‌عنوان خدمت» (RaaS) مستلزم بررسی چالش‌های مرتبط با پروژه‌های متعارف اتوماسیون است.
یک استقرار معمول رباتیک ممکن است به موارد زیر نیاز داشته باشد:
- تأیید هزینه‌های سرمایه‌ای
- انتخاب تأمین‌کننده
- توسعه مشخصات ربات
- مهندسی کنترل
- یکپارچه‌سازی PLC
- اعتبارسنجی ایمنی
- آزمایش تولید
- آموزش اپراتورها
- برنامه‌ریزی تعمیرونگهداری
- موجودی قطعات یدکی
این فعالیت‌ها منابع مهندسی قابل‌توجهی مصرف می‌کنند.
برای بسیاری از تولیدکنندگان، تیم‌های مهندسی از پیش مسئولیت‌های متعددی را هم‌زمان مدیریت می‌کنند؛ از جمله پشتیبانی تولید، پروژه‌های تعمیرونگهداری، بهبود کیفیت، طرح‌های 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 سطح از عدم قطعیت با مشکل مواجه می‌شوند.
ظهور تولید انعطاف‌پذیر
تولید مدرن بیش از حجم صرف تولید، انعطاف‌پذیری را در اولویت قرار می‌دهد.
در گذشته، کارخانه‌ها بر پایه دوره‌های تولید طولانی با حداقل تنوع محصول بهینه‌سازی می‌شدند.
تولیدکنندگان امروزی اغلب ده‌ها یا حتی صدها گونه محصول را با استفاده از دارایی‌های تولیدی مشترک تولید می‌کنند.
این روند تقاضا برای پلتفرم‌های اتوماسیون انعطاف‌پذیر را افزایش داده است.
ارائه‌دهندگان RaaS معمولاً راهکارهایی را طراحی می‌کنند که نیازهای در حال تغییر تولید را پوشش دهند.
به‌روزرسانی‌های نرم‌افزاری، اصلاحات فرایند، تنظیمات ابزارها و پیکربندی‌های مجدد سامانه را اغلب می‌توان بدون نیاز به نصب کامل سامانه‌های رباتیک جدید اجرا کرد.
این انعطاف‌پذیری ریسک بلندمدت اتوماسیون را کاهش می‌دهد و هم‌زمان پاسخ‌گویی به تغییرات بازار را بهبود می‌بخشد.
تولیدکنندگان دیگر مجبور نیستند «گورستان اتوماسیون» مملو از تجهیزات منسوخ‌شده‌ای 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 عوامل محرک پذیرش RaaS، انعطاف‌پذیری مالی است.
پروژه‌های سنتی اتوماسیون معمولاً به تأیید هزینه‌کرد سرمایه‌ای قابل‌توجهی نیاز دارند.
بسته به پیچیدگی، سامانه‌های رباتیک ممکن است پیش از ایجاد هرگونه بازدهی، صدها هزار یا حتی میلیون‌ها دلار هزینه داشته باشند.
چرخه‌های تأیید سرمایه اغلب ابتکارات اتوماسیون را برای ماه‌ها یا سال‌ها به تأخیر می‌اندازند.
در همین حال، ناکارآمدی‌های تولید همچنان بر سودآوری تأثیر می‌گذارند.
RaaS اساساً این معادله را 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 چندسایته
توانایی حفظ سرمایه و در عین حال بهبود بهره‌وری، توجیه تجاری متقاعدکننده‌ای 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 حجم کار مهندسی و دسترسی به تخصصی شکل می‌گیرد که بسیاری از تولیدکنندگان در داخل سازمان خود ندارند.
رباتیک صنعتی به‌طور فزاینده‌ای پیشرفته 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 در صنایع مختلف به‌طور مستمر بهبود می‌دهند.
در نتیجه، تولیدکنندگان به تخصص اتوماسیونی دسترسی پیدا می‌کنند که در غیر این صورت مستلزم سرمایه‌گذاری قابل‌توجهی 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 کیفی 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 انتقال بخش عمده 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 سیستم کنترل
- 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 حجم کار مهندسی به اندازه افزایش بهره‌وری ایجادشده توسط خود سیستم رباتیک ارزشمند است.
پایش ۲۴/۷ و پشتیبانی پیش‌بینانه
یکی از ضعف‌های قابل‌توجه پروژه‌های اتوماسیون سنتی پس از راه‌اندازی نمایان می‌شود.
پس از آنکه یک یکپارچه‌ساز نصب را تکمیل می‌کند، مسئولیت به‌طور کامل به تولیدکننده منتقل می‌شود.
خرابی‌های غیرمنتظره می‌توانند به توقف طولانی‌مدت منجر شوند؛ زیرا تیم‌های داخلی مشکلات را عیب‌یابی کرده و تعمیرات را هماهنگ می‌کنند.
در مدل رباتیک به‌عنوان خدمت، ارائه‌دهندگان همچنان مستقیماً در عملکرد عملیاتی سهیم هستند.
بسیاری از ارائه‌دهندگان، سیستم‌های پایش از راه دوری دارند که به‌طور پیوسته سلامت سلول رباتیک را ردیابی می‌کنند.
این پلتفرم‌های پایش ممکن است موارد زیر را ارزیابی کنند:
- وضعیت عملکرد 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 پیشگیرانه با راهبردهای نوین نگهداری و تعمیرات پیش‌بینانه که در سراسر تأسیسات تولیدی پیشرفته به کار می‌روند، همخوانی نزدیکی دارد.
با پذیرش روزافزون معماری‌های اتوماسیون متصل در کارخانه‌ها، سیستم‌های رباتیک به مشارکت‌کنندگان ارزشمندی در طرح‌های گسترده‌تر تحول دیجیتال تبدیل می‌شوند.
رفع کمبود نیروی کار از طریق مدل‌های اشتراکی اتوماسیون
دسترسی به نیروی کار همچنان یکی از مهم‌ترین چالش‌های پیش روی تولید جهانی است.
بسیاری از تأسیسات برای جذب و حفظ کارکنان در وظایف تکراری، از نظر فیزیکی دشوار یا از لحاظ ارگونومی چالش‌برانگیز با مشکل مواجه‌اند.
مشاغل مرتبط با پالت‌چینی، اپراتوری ماشین، بسته‌بندی و جابه‌جایی مواد معمولاً با نرخ ترک شغل به‌ویژه بالایی مواجه‌اند.
این فعالیت‌ها فرصت‌های ایده‌آلی برای اتوماسیون رباتیک محسوب می‌شوند.
تولیدکنندگان به‌جای رقابت در بازارهای کاری روزبه‌روز دشوارتر، می‌توانند راهکارهای رباتیکی را مستقر کنند که بهره‌وری قابل‌پیش‌بینی و باثباتی ارائه می‌دهند.
برخلاف نیروی کار موقت، سیستم‌های رباتیک به استخدام، شروع به کار، تنظیم برنامه‌ها یا مدیریت مستمر نیروی کار نیاز ندارند.
تولیدکنندگان از طریق RaaS عملاً به نیروی کار اتوماسیونِ همواره در دسترس دسترسی پیدا می‌کنند، بدون آنکه سرمایه‌گذاری‌های عمده انجام دهند.
این مدل به‌ویژه در صنایعی جذاب شده است که با کمبود نیروی کار پایدار مواجه‌اند.
پالت‌چینی: یکی از سریع‌ترین کاربردهای در حال رشد RaaS
پالت‌چینی همچنان یکی از رایج‌ترین کاربردهایی است که از طریق ارائه‌دهندگان رباتیک به‌عنوان خدمت مستقر می‌شود.
عملیات پالت‌چینی دستی چالش‌های متعددی ایجاد می‌کنند:
- خستگی کارکنان
- آسیب‌های ناشی از فشارهای تکراری
- کیفیت نامتوازن چیدمان
- توان عملیاتی محدود
- نرخ بالای ترک شغل
- نگرانی‌های ایمنی
سیستم‌های پالت‌چینی رباتیک این مشکلات را برطرف می‌کنند و در عین حال عملکردی بسیار قابل‌پیش‌بینی ارائه می‌دهند.
ربات‌های مدرن پالت‌چین می‌توانند موارد زیر را مدیریت کنند:
- جعبه‌ها
- کیسه‌ها
- کارتن‌ها
- ظروف
- بارهای ترکیبی محصولات
- الگوهای متغیر چیدمان روی پالت
پالتایزرهای رباتیک، هنگامی که با سیستم‌های کنترل PLC مدرن و پلتفرم‌های HMI صنعتی ترکیب می‌شوند، به تجهیزات اتوماسیون بسیار انعطاف‌پذیری تبدیل می‌شوند که قادرند از نیازهای متغیر تولید پشتیبانی کنند.
شکل ۲. اتوماسیون رباتیک به‌کاررفته در یک عملیات قالب‌گیری تزریقی از طریق استقرار رباتیک به‌عنوان خدمت.
فرصت‌های اتوماسیون قالب‌گیری تزریقی
تأسیسات قالب‌گیری تزریقی نیز به یکی از دیگر بهره‌مندان اصلی مدل RaaS تبدیل شده‌اند.
بسیاری از عملیات قالب‌گیری به وظایف جابه‌جایی تکراری نیاز دارند که به‌طور ایده‌آل برای رباتیک مناسب‌اند.
نمونه‌ها عبارت‌اند از:
- خارج‌سازی قطعه
- پیرایش راهگاه
- بازرسی قطعه
- بسته‌بندی
- مونتاژ ثانویه
- عملیات تفکیک
در گذشته، بسیاری از شرکت‌های کوچک و متوسط قالب‌گیری، سرمایه لازم برای اتوماسیون رباتیک جامع را نداشتند.
RaaS این مانع را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد.
تولیدکنندگان می‌توانند سلول‌های رباتیک را بدون اختصاص بودجه‌های سرمایه‌ای قابل‌توجه مستقر کنند و همچنان از افزایش توان عملیاتی، ثبات کیفیت و ایمنی اپراتورها بهره‌مند شوند.
شاید مهم‌تر از همه، تأمین‌کننده پس از استقرار، مسئولیت بهینه‌سازی عملکرد را بر عهده می‌گیرد.
اگر اهداف تولید محقق نشوند، ارائه‌دهنده همچنان برای بهبود عملکرد سیستم انگیزه دارد، زیرا درآمد به عملکرد موفقیت‌آمیز آن وابسته است.
این ساختار انگیزشی، مدل مشارکتی‌ای ایجاد می‌کند که به‌ندرت در رویکردهای سنتی تأمین اتوماسیون دیده می‌شود.
تخصص مستقل از فناوری، تصمیم‌های بهتری درباره اتوماسیون ایجاد می‌کند
یکی از مزایای نادیده‌گرفته‌شده Robotics-as-a-Service، دسترسی به تخصص مهندسیِ مستقل از فناوری است.
بسیاری از تولیدکنندگان فقط گاهی راهکارهای اتوماسیون را ارزیابی می‌کنند. درنتیجه، تیم‌های داخلی ممکن است آشنایی محدودی با بازار رباتیکِ به‌سرعت در حال تحول داشته باشند.
اکوسیستم اتوماسیون امروزی شامل صدها فروشنده است که ربات‌ها، سیستم‌های بینایی، گیره‌ها، حسگرها، کنترل‌کننده‌ها، پلتفرم‌های نرم‌افزاری و فناوری‌های بازرسی مبتنی بر هوش مصنوعی ارائه می‌کنند.
انتخاب ترکیب بهینه به تجربه گسترده‌ای 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 برند، انتخاب کنند.
به‌جای تحمیل یک فناوری خاص به هر کاربرد، ارائه‌دهنده می‌تواند بهترین ترکیب از موارد زیر را شناسایی کند:
- ربات‌های صنعتی
- ربات‌های مشارکتی
- سیستم‌های بینایی ماشین
- دوربین‌های صنعتی
- فناوری‌های نوار نقاله
- پلتفرم‌های PLC
- سیستم‌های ایمنی
- ابزارهای نرم‌افزاری مبتنی بر هوش مصنوعی
این رویکرد خنثی از نظر فناوری اغلب در بلندمدت نتایج بهتری نسبت به راهکارهای توسعه‌یافته در داخل سازمان 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 عبوری 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 تحقق یا عدم تحقق بهبودهای عملکردی پیش‌بینی‌شده خریداری می‌شود.
RaaS با انتقال بخش بزرگی از ریسک پیاده‌سازی به ارائه‌دهنده خدمات، 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 یکسانی دارند: به حداکثر رساندن خروجی تولید و به حداقل رساندن اختلالات عملیاتی.
پشتیبانی از نوسازی تجهیزات قدیمی
بسیاری از تأسیسات تولیدی از تجهیزاتی استفاده می‌کنند که با وجود چند دهه قدمت، همچنان از نظر مکانیکی بهره‌وری دارند.
تعویض کامل این ماشین‌آلات ممکن است از نظر مالی عملی نباشد.
بااین‌حال، یکپارچه‌سازی اتوماسیون با دارایی‌های تولیدی قدیمی اغلب چالش‌های مهندسی قابل‌توجهی ایجاد می‌کند.
ارائه‌دهندگان RaaS اغلب در نوسازی و تجهیز مجدد رباتیکِ تجهیزات قدیمی 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 بهبود دهند.
این رویکرد بسیاری از مزایای نوسازی را فراهم می‌کند و در عین حال از هزینه‌های مرتبط با تعویض کامل تجهیزات جلوگیری می‌کند.
مقیاس‌پذیری: اتوماسیونی که همگام با تقاضای تولید رشد می‌کند
تقاضای تولید به‌ندرت ثابت می‌ماند.
سفارش‌های مشتریان نوسان دارند.
عرضه محصولات جدید رخ می‌دهد.
شرایط بازار به‌طور غیرمنتظره تغییر می‌کند.
سرمایه‌گذاری‌های سنتی در اتوماسیون اغلب در سازگاری با این تغییرپذیری با مشکل مواجه می‌شوند.
سیستم‌های رباتیک پس از خرید، صرف‌نظر از 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.
هنگامی که حجم تولید کاهش می‌یابد، تولیدکنندگان از تحمل بار مالی تجهیزات سرمایه‌ای کم‌استفاده اجتناب می‌کنند.
این انعطاف‌پذیری به‌ویژه برای موارد زیر ارزشمند است:
- تولیدکنندگان قراردادی
- تولیدکنندگان کالاهای مصرفی
- واحدهای فرآوری مواد غذایی
- تولیدکنندگان فصلی
- عملیات پردازش سفارش تجارت الکترونیکی
- ارائه‌دهندگان خدمات لجستیک
توانایی هم‌راستا کردن سرمایه‌گذاری‌های اتوماسیون با تقاضای واقعی تولید، راهبردی عملیاتی انعطاف‌پذیرتر 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 توانمندی هستند که بتوانند هوشمندی عملیاتی ایجاد کنند.
استقرارهای رباتیک به‌عنوان خدمت اغلب شامل قابلیت‌های پیشرفته پایش و تحلیل هستند که مستقیماً به طرح‌های تحول دیجیتال کمک می‌کنند.
داده‌های تولیدشده توسط سیستم‌های رباتیک ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- زمان‌های چرخه
- میزان بهره‌برداری از تجهیزات
- نرخ‌های توان عملیاتی
- 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 رایانش صنعتی یکپارچه شوند، به ابزارهای ارزشمندی برای تصمیم‌گیری تبدیل می‌شوند.
تولیدکنندگان از 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
هرچند 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 تخلیه پالت
- 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 گذاشتن
- تحویل 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 «رباتیک به‌عنوان خدمت» تبدیل می‌شوند.
چرا تولیدکنندگان متوسط پیشگام پذیرش این فناوری هستند
شرکت‌های بزرگ چندین دهه است 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 روبه‌رو هستند، اما منابع مالی و مهندسی کمتری دارند.
«رباتیک به‌عنوان خدمت» 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 در اختیار شرکت‌های بزرگ‌تر بود.
با دسترس‌پذیرتر شدن فناوری رباتیک، مزیت‌های رقابتی کمتر به اندازه شرکت و بیشتر به چابکی عملیاتی وابسته خواهند بود.
«رباتیک به‌عنوان خدمت» به سازمان‌های کوچک‌تر امکان می‌دهد بدون پذیرش ریسک مالی نامتناسب، در این تحول مشارکت کنند.
ارزیابی بازده واقعی سرمایه‌گذاری در «رباتیک به‌عنوان خدمت»
هنگام ارزیابی سرمایه‌گذاری‌های اتوماسیون، بسیاری از تولیدکنندگان صرفاً بر هزینه‌های خرید تجهیزات تمرکز می‌کنند. این رویکرد اغلب به نتیجه‌گیری‌های گمراه‌کننده منجر می‌شود، زیرا هزینه‌های کامل چرخه عمر مالکیت را نادیده می‌گیرد.
یک سیستم رباتیک خریداری‌شده بسیار فراتر از خود ربات را دربرمی‌گیرد.
هزینه‌های کل مالکیت اغلب شامل موارد زیر است:
- سخت‌افزار ربات
- ابزارهای انتهای بازو
- سیستم‌های ایمنی
- یکپارچه‌سازی PLC
- توسعه رابط انسان و ماشین
- طراحی الکتریکی
- طراحی مکانیکی
- نیروی کار نصب
- خدمات برنامه‌نویسی
- هزینه‌های آموزش
- موجودی قطعات یدکی
- پشتیبانی تعمیر و نگهداری
- ارتقاهای نرم‌افزاری
- تغییرات آتی
بسیاری از این هزینه‌ها در تمام طول عمر سیستم ادامه دارند.
در نتیجه، هزینه واقعی مالکیت اغلب با اختلافی قابل‌توجه از قیمت خرید اولیه بیشتر می‌شود.
«رباتیک به‌عنوان خدمت» با تجمیع این هزینه‌ها در یک مدل هزینه عملیاتی قابل پیش‌بینی، تحلیل مالی را ساده‌تر می‌کند.
به‌جای برآورد هزینه‌های آتی تعمیر و نگهداری و نیازهای پشتیبانی مهندسی، تولیدکنندگان می‌توانند اتوماسیون را بر اساس بهره‌وری واقعی ارائه‌شده ارزیابی کنند.
این امر رابطه روشن‌تری میان سرمایه‌گذاری و عملکرد عملیاتی ایجاد می‌کند.
محاسبه دقیق‌تر دوره بازگشت سرمایه اتوماسیون
پروژه‌های اتوماسیون سنتی اغلب بر فرض‌های خوش‌بینانه تکیه دارند.
ممکن است صرفه‌جویی پیش‌بینی‌شده بر این فرض‌ها متکی باشد:
- ۱۰۰٪ زمان آماده‌به‌کاری
- افزایش فوری بهره‌وری
- نبود تأخیر در راه‌اندازی
- نیازهای حداقلی تعمیر و نگهداری
- تقاضای پایدار تولید
شرایط دنیای واقعی به‌ندرت با این فرض‌ها مطابقت دارند.
ازکارافتادگی‌های پیش‌بینی‌نشده، اصلاحات فرایند، تغییرات نیروی انسانی و نوسانات تولید اغلب دوره‌های واقعی بازگشت سرمایه را طولانی‌تر می‌کنند.
در مدل «رباتیک به‌عنوان خدمت»، مسئولیت عملکرد تا حد زیادی بر عهده ارائه‌دهنده باقی می‌ماند.
از آنجا که ارائه‌دهندگان از طریق بهره‌برداری موفق درآمد کسب می‌کنند، انگیزه زیادی دارند تا عملکرد سامانه را به‌طور مستمر بهینه کنند.
این امر اغلب در مقایسه با مدل‌های مالکیت سنتی، به نتایج عملیاتی قابل‌پیش‌بینی‌تری منجر می‌شود.
پرداختن به نگرانی‌های نیروی کار درباره اتوماسیون
هرگاه بحث اتوماسیون مطرح می‌شود، نگرانی درباره جابه‌جایی نیروی کار به‌طور اجتناب‌ناپذیری شکل می‌گیرد.
در عمل، بیشتر تولیدکنندگانی که امروزه به‌دنبال اتوماسیون هستند، تعداد زیادی از کارکنان فعلی خود را جایگزین نمی‌کنند.
در عوض، آن‌ها در تلاش‌اند موقعیت‌هایی را پر کنند که همچنان جذب و حفظ نیروی انسانی برایشان دشوار است.
بسیاری از تأسیسات صنعتی برای حفظ سطح نیروی انسانی موردنیاز در کارهای دستی تکراری مانند موارد زیر با مشکل مواجه‌اند:
- پالت‌گذاری
- اپراتوری دستگاه
- جابجایی مواد
- بسته‌بندی
- عملیات تفکیک
- فعالیت‌های بازرسی
اتوماسیون به‌جای حذف مشاغل، اغلب به کارکنان اجازه می‌دهد به نقش‌های باارزش‌تری منتقل شوند که شامل موارد زیر هستند:
- بهبود کیفیت
- نگهداری تجهیزات
- نظارت بر تولید
- بهینه‌سازی فرایند
- پشتیبانی فنی
- طرح‌های بهبود مستمر
سازمان‌هایی که رباتیک را با موفقیت به‌کار می‌گیرند، اغلب درمی‌یابند که اتوماسیون به‌جای صرفاً کاهش تعداد کارکنان، بهره‌وری نیروی کار را افزایش می‌دهد.
نقش PLCها و سامانه‌های کنترل صنعتی در استقرارهای RaaS
اگرچه سخت‌افزار رباتیک بیشترین توجه را به خود جلب می‌کند، سامانه‌های کنترل همچنان پایه و اساس اتوماسیون موفق هستند.
هر استقرار رباتیک باید با تجهیزات تولید، سامانه‌های ایمنی، حسگرها، نوارنقاله‌ها و رابط‌های اپراتور ارتباط برقرار کند.
این یکپارچه‌سازی معمولاً به پلتفرم‌های کنترل صنعتی متکی است.
سامانه‌های رایج شامل موارد زیر هستند:
- راهکارهای اتوماسیون آلن-برادلی
- اتوماسیون صنعتی زیمنس
- سامانه‌های کنترل اشنایدر الکتریک
- پلتفرم‌های PLC امرن
- اتوماسیون میتسوبیشی الکتریک
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 خود را حفظ کنند.
استقرارهای نوین RaaS به‌جای ایجاد جزایر رباتیک منزوی، به اجزایی یکپارچه در اکوسیستم‌های بزرگ‌تر تولید تبدیل می‌شوند.
ملاحظات امنیت سایبری برای رباتیک متصل
با اتصال روزافزون 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 امن نیاز دارند.
ارائه‌دهندگان پیشرو RaaS سرمایه‌گذاری گسترده‌ای در معماری‌های امنیت سایبری انجام می‌دهند که برای حفاظت از عملیات مشتریان طراحی شده‌اند.
بهترین رویه‌ها معمولاً شامل موارد زیر هستند:
- ارتباطات رمزگذاری‌شده
- کنترل‌های دسترسی مبتنی بر نقش
- بخش‌بندی شبکه
- پایش مستمر
- رویه‌های دسترسی امن 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 همسو است
چندین روند عمده صنعتی همچنان تقاضا برای رباتیک به‌عنوان خدمت را با شتاب افزایش می‌دهند.
این موارد شامل موارد زیر هستند:
- کمبود نیروی کار
- طرح‌های انتقال تولید به کشورهای نزدیک
- راهبردهای بازگردانی تولید به کشور مبدأ
- پذیرش صنعت ۴.۰
- برنامه‌های تاب‌آوری عملیاتی
- تلاش‌های تحول دیجیتال
- طرح‌های بهره‌وری انرژی
- نوسازی زنجیره تأمین
تولیدکنندگان بیش از پیش 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 برآورده کردن 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، به سازمان‌ها امکان می‌دهد سریع‌تر به تغییرات شرایط بازار پاسخ دهند.
این چابکی به یک عامل اصلی 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 با شتاب ادامه دارد.
پیشرفت‌ها در هوش مصنوعی، بینایی ماشین، رباتیک خودکار، رایانش ابری و شبکه‌سازی صنعتی، دامنه وظایفی را که می‌توان از طریق مدل‌های مبتنی بر اشتراک خودکار کرد، گسترش می‌دهند.
استقرارهای آتی RaaS احتمالاً شامل موارد زیر خواهند بود:
- بازرسی کیفیت مبتنی بر هوش مصنوعی
- حمل‌ونقل خودکار مواد
- کار تطبیقی با ماشین‌آلات
- مونتاژ رباتیک مشارکتی
- بهینه‌سازی پیش‌بینانه فرایند
- تحلیل بلادرنگ تولید
با بلوغ این فناوری‌ها، تولیدکنندگان بدون نیاز به سرمایه‌گذاری‌های عظیم، به قابلیت‌های اتوماسیون هرچه پیشرفته‌تری دسترسی خواهند یافت.
تمایز میان مالکیت اتوماسیون و استفاده از اتوماسیون همچنان کمرنگ‌تر خواهد شد.
تولیدکنندگان بیش از پیش بر خرید دستاوردهای بهره‌وری تمرکز خواهند کرد، نه خرید تجهیزات.
نتیجه‌گیری
رباتیک به‌عنوان خدمت چیزی فراتر از یک مدل جدید تأمین مالی است. این رویکرد اساساً نحوه نگرش تولیدکنندگان به راهبرد اتوماسیون را تغییر می‌دهد.
با انتقال ریسک‌های مالی، فنی و عملیاتی به ارائه‌دهندگان تخصصی راهکارهای اتوماسیون، RaaS به سازمان‌ها امکان می‌دهد رباتیک را سریع‌تر به کار بگیرند، 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 قابل‌توجهی فراهم کند.
چه در پالت‌گذاری، کار با ماشین‌آلات، بسته‌بندی، قالب‌گیری تزریقی، بازرسی یا جابه‌جایی مواد به کار گرفته شود، رباتیک به‌عنوان خدمت مسیری عملی برای حرکت به‌سوی اتوماسیون صنعتی نوین فراهم می‌کند.
با ادامه گسترش طرح‌های صنعت ۴.۰ و تداوم چالش‌های نیروی کار، رباتیک به‌عنوان خدمت (RaaS) در جایگاهی قرار دارد که به یکی از تأثیرگذارترین مدل‌های اتوماسیون شکل‌دهنده آینده تولید تبدیل شود.