Da un semplice braccio robotico all'implementazione su larga scala, i robot industriali hanno dovuto superare numerose sfide, tra cui prezzi elevati e hardware complessi. I primi esempi erano ostacolati dalla loro infrastruttura, dovendo fare affidamento su elementi come binari, rotaie o magneti. Inoltre, si affidavano all'alimentazione a batteria, il che ne limitava seriamente l'autonomia e le prestazioni.

Negli ultimi due decenni, l'impulso dell'Industria 4.0 ha accelerato notevolmente gli sviluppi. Questo non significa che da qui in poi sarà tutto rose e fiori, e molte sfide nella robotica industriale permangono. Ecco le sette più comuni:

Costi

Gli elevati costi di implementazione rappresentano una delle principali sfide nell'installazione di robot industriali. Il processo di integrazione iniziale sarà probabilmente lungo, arduo e costoso. Le specifiche delle nuove attività potrebbero richiedere la riprogettazione dello spazio di lavoro e la riqualificazione degli operatori robotizzati. Anche piccole modifiche a una linea di produzione potrebbero richiedere l'intervento di un integratore specializzato.

Implementare nuovi sistemi robotici con infrastrutture e tecnologie esistenti non è facile per le grandi aziende. Le PMI più piccole spesso trovano i costi ingiustificati o proibitivi. Inoltre, i volumi di produzione e i livelli di vendita devono essere mantenuti durante il periodo di ROI previsto per recuperare l'investimento iniziale.

Inflessibilità

Questa mancanza di coordinamento rappresenta un'ulteriore sfida per la robotica industriale. Un singolo produttore non fornirà solo il proprio hardware, ma anche le proprie soluzioni software. Sono quindi necessarie numerose interfacce di programmazione applicativa per coordinare i diversi dispositivi e potrebbero persino richiedere software personalizzato. Le attuali tecnologie robotiche non sono sempre facilmente riadattabili, il che limita i potenziali ruoli dei robot. Persino gli addetti alla linea più competenti ed esperti spesso non sono in grado di migliorare i processi di produzione con questo mezzo.

Una maggiore flessibilità consentirebbe ai sistemi robotici di gestire tempi di integrazione e reintegrazione più rapidi e la riutilizzabilità dei robot. Potrebbe inoltre consentire linee di produzione e celle di lavoro riconfigurabili, oltre all'opportunità di una produzione ad alta varietà e a bassi volumi. L'impatto energetico di una fabbrica potrebbe essere ridotto producendo più prodotti utilizzando un'unica linea di produzione.

Problemi di sicurezza

Le nuove tecnologie richiedono nuove procedure, che introducono immediatamente nuovi rischi per la sicurezza sul posto di lavoro. I robot industriali non fanno eccezione e sono soggetti a rigide normative sulla sicurezza robotica, oltre a sanzioni severe.

Prima di integrare qualsiasi sistema robotico industriale, i produttori devono prepararsi a questo e creare un ambiente sicuro per i lavoratori che garantisca la piena conformità. Gli investimenti nei robot industriali sarebbero incoraggiati se i produttori riuscissero a trovare un equilibrio ottimale tra sicurezza, versatilità e velocità.

Competenze della forza lavoro

Anche gli operatori devono acquisire un nuovo livello di competenza. I lavoratori di solito non sanno come utilizzare i nuovi tipi di apparecchiature e, nel caso dei robot mobili, non sanno come comportarsi correttamente in loro presenza. Spesso intralciano il percorso di un robot o sono confusi sulla distribuzione delle attività tra umani e lavoratori automatizzati.

La tecnologia è ancora relativamente nuova, quindi non è prevista una formazione accademica integrata, come invece accade con le competenze più datate. Molti dipendenti avranno quindi bisogno di formazione e, nel frattempo, sarà necessario assumere altro personale che possieda già la formazione, le certificazioni e l'esperienza necessarie.

Formazione della forza lavoro

I robot industriali sono progettati per migliorare le prestazioni complessive di un impianto. Ciò significa che devono interagire con gli esseri umani in una situazione di dipendenza reciproca. Finché il personale non acquisirà le competenze necessarie, l'impianto sarà molto meno efficiente e quindi meno conveniente. Una formazione di base in robotica aumenterà la consapevolezza dei dipendenti sul comportamento dei sistemi robotici e sulle reazioni umane. L'efficienza complessiva può essere migliorata dimostrando la dipendenza reciproca tra esseri umani e robotica industriale.

Questo può essere facilitato dall'utilizzo di analisi avanzate e dalla raccolta dati per identificare i problemi chiave. Gli operatori dovrebbero raccogliere quanti più dati possibili, inclusi quali e quanti viaggi vengono effettuati dai sistemi robotici, i tempi di inattività dovuti a errori e bug, i tempi di ricarica della batteria e il tempo di inattività. Utilizzando queste informazioni, gli operatori possono adattare i processi necessari per risolvere problemi specifici e aumentare l'efficienza del robot.

Gestione dei flussi di lavoro

È necessario valutare i flussi di lavoro dei prodotti per individuare i possibili vantaggi derivanti dall'integrazione dei robot. Ciò include il calcolo della velocità e dell'orientamento della presentazione dei pezzi ai robot per garantire la massima produttività, senza sovraccaricare i sistemi esistenti. È possibile analizzare i dati raccolti, sia attraverso testimonianze aneddotiche che esperienziali, per migliorare il flusso di lavoro e valutare l'impatto del loro contributo sui processi di progettazione e integrazione. Ciò potrebbe anche contribuire a valutare l'impatto complessivo sulle prestazioni e sui cicli di produzione, eliminando le inefficienze.

Ultimi progressi

Sebbene possano servire a molteplici scopi, le problematiche della robotica industriale sono relativamente simili. Con tutti gli sviluppi tecnologici dell'Industria 4.0 a supporto dei moderni sistemi robotici, molte di queste sfide vengono affrontate.

Con una formazione migliore, le persone avranno una maggiore comprensione del funzionamento delle piattaforme robotiche. A lungo termine, più persone acquisiranno le competenze necessarie e potranno imparare a sviluppare le proprie piattaforme robotiche. Si stanno sviluppando soluzioni di programmazione che utilizzano ambienti open source, così come soluzioni no-code o low-code.

Gli sviluppatori di robotica stanno iniziando a concentrarsi maggiormente sulla consapevolezza situazionale, con complessi sistemi sensoriali che migliorano notevolmente l'intelligenza dei cobot. Saranno in grado di comprendere meglio l'ambiente circostante e imparare a comportarsi con gli esseri umani, proprio come gli esseri umani impareranno a comportarsi con loro. Il risultato finale è un miglioramento delle interazioni robotiche che aumenta la produttività e riduce i costi.