A győri Lean Coffee bemelegítő előadásában Horváth-Szalai János egy olyan technológiai területre irányította a figyelmet, amely néhány éve még elsősorban látványos kutatási projektnek tűnt, ma viszont már egyre több ipari vállalat fejlesztési terveiben jelenik meg. A humanoid robotok fejlődése felgyorsult, és ezzel együtt egyre aktuálisabbá válik a kérdés: mikor találkozhatunk velük a gyárak mindennapi működésében, és milyen hatással lehetnek a lean rendszerekre?
Mi kell a humanoid robotok térnyeréséhez?
A humanoid robot önmagában nem csupán két lábon járó gép. A működéséhez több technológia egyidejű fejlődése szükséges. Az egyik legfontosabb terület a Physical AI, vagyis annak képessége, hogy a mesterséges intelligencia a digitális tudást valós fizikai mozdulatokká és környezethez alkalmazkodó cselekvéssé alakítsa.
Ehhez fejlett kamerákra, taktilis szenzorokra, tartós ízületekre és nagy teljesítményű, mégis kompakt aktuátorokra van szükség. Ugyanilyen fontos az akkumulátorok üzemideje, a kritikus alapanyagok biztos ellátása, valamint az autóipari léptékű, gazdaságos sorozatgyártás kialakítása. A széles körű alkalmazás feltétele továbbá az ember és a robot biztonságos együttműködését garantáló szabványok és egyértelmű felelősségi keretek megteremtése.
Az előadás arra is rámutatott, hogy a fejlődés energiaigénye kettős. Energiára van szükség a robot működtetéséhez, miközben az intelligens modellek tanítása és kiszolgálása hatalmas adatközponti kapacitást igényel. Emiatt az energiaellátás és a megfelelő infrastruktúra a humanoid robotika egyik meghatározó korlátjává válhat.
Miért éppen emberi forma?
A válasz részben a már meglévő környezetünkben rejlik. A gyárakat, munkaállomásokat, ajtókat, lépcsőket, szerszámokat és tárolókat emberek számára terveztük. Egy emberi méretű és mozgású robot ezeket jelentős átalakítás nélkül használhatja. Ez különösen a meglévő, brownfield üzemekben jelenthet előnyt, ahol egy teljesen új automatizálási rendszer kiépítése komoly beruházást és hosszú leállást igényelne.
A humanoid kialakítás másik előnye a rugalmasság. Ugyanaz a robot elvileg több munkaállomáson is alkalmazható, két kézzel képes tárgyakat kezelni, és szoftveres tanítással új feladatokra állítható át. A technológia terjedését a fizikai munkakörökben jelentkező munkaerőhiány és a társadalmak öregedése is gyorsíthatja.
A bevezetés várható lépései
Az első alkalmazások kontrollált ipari környezetben jelennek meg. Az autóiparban és a logisztikai központokban a robotok ismétlődő anyagmozgatási, ládakezelési és egyszerű kiszolgálási feladatokat vehetnek át. Ezeknél a folyamatoknál a környezet jól szabályozható, az útvonalak és a munkalépések pedig viszonylag kiszámíthatók.
A következő szakaszban változatosabb összeszerelési, minőségellenőrzési és anyagkezelési műveletek kerülhetnek előtérbe, már az emberek közvetlen közelében. Az egészségügyi, idősellátási és háztartási alkalmazás szélesebb körű elterjedése később várható, mert ezekben a környezetekben sokkal több a váratlan helyzet, és még szigorúbb biztonsági feltételek szükségesek.
Több gyártó már ipari pilotokat és sorozatgyártási kapacitásokat épít. Az amerikai fejlesztők mellett különösen gyorsan növekszik a kínai szereplők jelenléte. A következő évek egyik fontos kérdése az lesz, hogy a látványos prototípusokból mikor lesznek stabilan, biztonságosan és gazdaságosan működő ipari eszközök.
Humanoid robotok lean szemmel
A Lean Coffee közössége számára az előadás egyik legérdekesebb része az volt, hogyan kapcsolódhat a humanoid robotika a lean veszteségcsökkentéshez. A robotok átvehetik a nehéz emeléssel, hajolással vagy kényszertartással járó feladatokat, így csökkenthetik a muri, vagyis a túlterhelés hatását. A monoton, ismétlődő műveleteknél egyenletesebb ciklusidőt és következetesebb standard munkavégzést biztosíthatnak.
A látásalapú ellenőrzés és a szenzorok támogathatják a jidokát, mert a rendszer már a folyamat közben felismerheti az eltéréseket, és megakadályozhatja a hiba továbbadását. A robot minden ciklusból adatot képes gyűjteni, ami pontosabb képet adhat a veszteségekről, a várakozásokról és a folyamat ingadozásáról.
Rugalmassága révén a humanoid robot szükség esetén másik munkaállomásra vezényelhető, segíthet a szűk keresztmetszetek kezelésében, és támogathatja az anyagellátást kötött pályás rendszer nélkül. Termékváltáskor kevesebb mechanikus átalakításra lehet szükség, ha az új feladat tanítása szoftveresen megoldható.
Mindez azonban nem jelenti azt, hogy egy robot önmagában leanebbé teszi a folyamatot. A rosszul kialakított, túltermeléssel, felesleges mozgással vagy bizonytalan standardokkal terhelt működés automatizálva is veszteséges marad. A technológia valódi értékét az adja, ha stabil folyamatba, világos standardok közé és valós vevői igényre épül be.
Hogyan változhat az ember szerepe?
A jövő gyárában az operátor szerepe várhatóan fokozatosan átalakul. A közvetlen fizikai végrehajtás mellett egyre nagyobb hangsúlyt kaphat a robotflották felügyelete, a kivételek kezelése és az új műveletek betanítása. Az ember feladata marad azoknak a helyzeteknek az értelmezése, amelyekre a rendszer még nem tud biztonságos választ adni.
Ezzel párhuzamosan több idő juthat az adatok elemzésére, a problémamegoldásra és a kreatív kaizen tevékenységre. Ehhez azonban új kompetenciákra, tudatos képzésre és az ember-gép együttműködésének következetes szabályozására lesz szükség. A technológiai fejlődés mellett ezért legalább ilyen fontos szervezetfejlesztési kérdés, hogyan készítjük fel a munkatársakat az új szerepekre.
Jelen vagy jövő?
A humanoid robotok már kiléptek a laboratóriumokból, de széles körű ipari alkalmazásuk még több műszaki, gazdasági és biztonsági feltétel teljesülésétől függ. A fejlődés iránya ugyanakkor egyértelmű: először a jól szabályozható, ismétlődő és fizikailag megterhelő feladatokban jelennek meg, majd a technológia érettségével egyre összetettebb munkát végezhetnek.
A lean szervezetek számára ezért a legfontosabb kérdés nem pusztán az, mikor érkeznek meg a humanoid robotok. Érdemes már most végig gondolni, mely folyamatok stabilak, hol jelent problémát a munkaerőhiány vagy az ergonómiai terhelés, milyen adatokat kell gyűjteni, és milyen tudásra lesz szükség az új technológia eredményes alkalmazásához.
Köszönjük Horvát-Szalai Jánosnak a gondolatébresztő előadást, a résztvevőknek pedig az aktív szakmai beszélgetést!
Pető Sándor, AI – Leannovation