Roboty współpracujące – potencjał automatyzacji w sektorze spożywczym

Roboty współpracujące lub inaczej coboty (z ang. collaborative robots, cobots) stwarzają dodatkowe możliwości automatyzacji w przemyśle spożywczym. Charakteryzuje je m.in. możliwość pracy w małej przestrzeni roboczej, ramię w ramię z człowiekiem, szybkość wdrożenia i przezbrajania do nowych zadań oraz intuicyjne programowanie i obsługa. Mogą wspierać m.in. takie procesy jak pick and place, obsługę maszyn czy pakowanie i paletyzację, zarówno w dużych przedsiębiorstwach, jak i kilkuosobowych zakładach.

Producenci na całym świecie inwestują w automatyzację. Badanie „Barometr robotyzacji MŚP”^[1] przeprowadzone w Polsce pod koniec 2019 roku i obejmujące także firmy z sektora spożywczego pokazało, że najistotniejszym czynnikiem motywującym MŚP do robotyzacji jest poprawa efektywności produkcji (82,7%). Następnie firmy wymieniały: zwiększenie wolumenu wytwarzanych produktów (71,2%), skrócenie czasu od zamówienia do realizacji (68,3%), wyeliminowanie błędów ludzkich (61,5%), trudności z zatrudnieniem lub utrzymaniem personelu (60,6%), podniesienie konkurencyjności (58,7%) oraz bezpieczeństwa pracy (53,8%) a także standaryzację procesów (53,8%). 

Firmy z sektora spożywczego potrzebują elastycznej automatyzacji produkcji, aby zwiększać zwinność i przyspieszać wprowadzanie innowacji. Producenci żywności i napojów mierzą się z wieloma wyzwaniami, związanymi m.in. z restrykcyjnymi wymaganiami zgodności, a z drugiej strony z pracą przy produktach o nieregularnych kształtach, wykonanych z miękkich materiałów, cechujących się gładką powierzchnią lub delikatną strukturą. Podczas gdy inne segmenty przemysłu od lat stosują tradycyjne rozwiązania z obszaru automatyki, branża spożywcza potrzebowała robotyki współpracującej wraz z bardzo wrażliwymi czujnikami i zaawansowanymi technologicznie elementami wykonawczymi. Ponadto, kryzys wywołany przez pandemię wymógł na firmach konieczność podniesienia standardów czystości i bezpieczeństwa oraz zachowania zasady dystansu społecznego. Producenci automatyzują m.in. procesy pick and place oraz pakowania i paletyzacji, aby działać zgodnie z nowymi normami higienicznymi i odciążyć pracowników od fizycznie obciążających zadań.

Roboty współpracujące mogą pomóc w spełnieniu tych potrzeb – zapewniają powtarzalność i elastyczność, nawet w procesach, których wcześniej nie można było zautomatyzować. Możliwość pracy przez całą dobę oraz powtarzalność ruchu na poziomie 0,03 mm (w przypadku cobotów Universal Robots) pozwalają firmom maksymalnie wykorzystać moce produkcyjne przy zachowaniu spójnych standardów jakości. Lekka konstrukcja i niewielkie gabaryty sprawiają, że coboty pracują także w zakładach o bardzo ograniczonej przestrzeni roboczej.

Aplikacje

Coboty umożliwiają niemal całkowitą automatyzację wielu procesów w branży spożywczej. Gwarantują stałą jakość, precyzję, nawet po wielu powtórzeniach, podnosząc efektywność pakowania i paletyzacji oraz pick and place. Ponadto zwiększają precyzję poszczególnych podprocesów i przyczyniają się do ograniczenia ilości powstających odpadów np. w zautomatyzowanym procesach pick and place, które mogą być realizowane także poza godzinami pracy zakładu.

Rynkowe przykłady zastosowania

Atria Scandinavia jest jednym z wiodących producentów półproduktów dla wegetarian i smakoszy w Europie Północnej. Firma musi skracać czas przestojów do minimum, aby dostarczać świeże produkty w konkurencyjnej cenie. Atria Scandinavia wykorzystuje dwa roboty współpracujące UR5 i jeden UR10. Roboty przygotowują średnio 228 dostaw na godzinę. Pracownicy na taśmie przenośnika byli zdumieni, że roboty wykonują swoją pracę z taką łatwością. Inwestycja w coboty spłaciła się niespełna w rok. Dzięki robotom współpracującym zoptymalizowano również zużycie materiałów w dziale pakowania, zmniejszając ilość odpadów o 25%. „Przezbrojenie robota do pracy przy innym produkcie wcześniej zajmowało nam sześć godzin. W przypadku robotów UR trwa to raptem dwadzieścia minut” – mówi Johnny Jansson, dyrektor ds. technicznych, ATRIA SCANDINAVIA.

Producent żywności Cascina Italia działa na niezwykle konkurencyjnym rynku – codziennie przetwarza miliony jaj. Cobota UR5 zainstalowano na końcu linii produkcyjnych – łącznie 24 – gdzie pomaga ludziom. Cobot przygotowuje skrzynie transportowe w ramach dużych zleceń i odciąża pracowników od wykonywania męczących czynności. Robot pakuje 144 kartony z dziesięcioma jajami każde w pudła transportowe i przygotowuje w ten sposób około półtora miliona jaj dziennie. Po zainstalowaniu robota współpracującego bezpośrednio na linii produkcyjnej Cascina Italia zaoszczędziła nie tylko sporą część powierzchni produkcyjnej, ale także wyeliminowała koszty instalacji barier ochronnych. Nauka obsługi cobota we własnym zakresie zajęła pracownikom firmy zaledwie pół dnia.

Liczne studia przypadku opisujące wdrożenia cobotów dobrze ilustrują wszechstronność tych rozwiązań. Dzięki łatwości programowania i obsługi są one narzędziem, które w rękach operatora otwartego na technologię może pomóc firmom szybciej rozwijać się i skuteczniej konkurować na rynku. Więcej informacji na temat zastosowania cobotów w przemyśle spożywczym można uzyskać na stronie: www.universal-robots.com/pl/industry

Materiał powstał we współpracy z Universal Robots.

Przypisy:

1. Badanie „Barometr robotyzacji małych i średnich przedsiębiorstw” przeprowadziło ASM – Centrum Badań i Analiz Rynku na grupie 300 małych i średnich polskich przedsiębiorstw pod koniec 2019 roku. Wśród ankietowanych znalazły się przedsiębiorstwa z branż: motoryzacyjnej, elektrycznej i elektronicznej, spożywczej, tekstyliów, wyrobów szklanych i ceramicznych, wyrobów papierowych, metalowej i maszynowej oraz przetwórstwa tworzyw sztucznych. Badanie zrealizowano techniką CATI. Badanie zostało przeprowadzone na zlecenie firmy Universal Robots.