Strojové učenie je súčasná technológia, ktorá sa používa na výrobu digitálnych klonov. Ide o proces, pri ktorom sa vytvárajú modely, ktoré sú schopné učiť sa z dát a vykonávať činnosti ako ľudia.
V posledných rokoch sme videli nárast tohto typu technológie vo všetkých odvetviach. Digitálne klony však klopú aj na dvere výrobných závodov a fabrík, kde by mohli byť využité na zefektívnenie výroby a zvýšenie efektivity. Ako strojové učenie môže ovplyvniť výrobné procesy v budúcnosti a aké benefity jeho používanie prináša?
Ako vyzerala výroba spojená s automatizáciou kedysi?
Návrh, realizácia alebo dokonca čo i len malá zmena robotickej automatizačnej linky predstavovala v 90. rokoch náročný proces. Vyžadovalo si to odstávku výroby, množstvo zúčastnených inžinierov a, najmä, nemalú finančnú čiastku. Tá sa následne musela zobraziť na návratnosti a samozrejme aj v cene konečného výrobku.
Pre lepšiu predstavu: Keby sa v tom čase mala navrhnúť a zrealizovať robotická linka napríklad pre kompletizáciu smartfónov, pri ktorej musia roboty manipulovať a uskutočniť rôzne úkony so stovkami rozličných dielov, bol by potrebný celý tím inžinierov priamo vo výrobnej hale, ktorí by priamo tam navrhli a postavili prvú verziu linky s aktuálnym technickým vybavením. Navyše, taká linka už aj pre povahu výrobku, s ktorým pracuje, vyžaduje nielen absolútnu precíznosť, kvalitu a presnosť v sústave stoviek na seba nadväzujúcich úkonov, ale významnú rolu tu hrá aj časová premenná.
Máme na mysli napríklad častejšie uvádzanie nových modelov na trh a požiadavka rýchlosti implementácie zmien v nastaveniach napríklad aj preto, aby sa stihol predvianočný predaj. Pri vtedajších možnostiach by každá korekcia znamenala mesiace nastavovania a testovania priamo vo výrobnej hale.
Je tiež nemysliteľné, aby sa s každou zmenou kupoval nový robot. Bol by to skutočne veľmi náročný a finančne nákladný proces, ktorý by sa zopakoval pri akejkoľvek zmene modelu.
Revolúcia vďaka programovaciemu nástroju ABB
Revolúciu v tomto procese však priniesol prvý programovací nástroj RobotStudio, ktorý spoločnosť ABB uviedla na trh v roku 1998. Nástroj umožnil vytvoriť prvé digitálne dvojča navrhovanej linky v online prostredí.
Odvtedy sa konštantne a permanentne funkcionalita RobotStudia zdokonaľuje. Dnes predstavuje silný nástroj, prostredníctvom ktorého vedia inžinieri vytvoriť dokonalý klon robotickej linky so všetkými detailmi. Testovanie i potenciálne korekcie sú vo virtuálnom priestore určite jednoduchšie, nakoľko namiesto mesiacov ide o týždne. Celý proces návrhu a dolaďovania je vďaka nemu oveľa jednoduchší, spoľahlivejší, a najmä podstatne lacnejší.
Akú úlohu vykonáva RobotStudio?
RobotStudio umožňuje vytvoriť detailný klon robotického riešenia v laptope 1:1. Je schopný replikovať stovky parametrov – od gravitácie, cez vibráciu ramena, dokonca až po pohyb káblov v závislosti od pohybu robotického ramena. Takže sa dá otestovať aj to, či káble nebudú zavadzať pri niektorej činnosti. Zachytáva tak všetko do najmenších detailov. A keďže je to 100-% klon, v prípade, že sa na niečo pozabudlo či s niečím nepredpokladalo, vo virtuálnej realite sa to ukáže.
Systém umožňuje modelovať poruchy, varianty prípadných udalostí, vyladiť bezpečnostnú funkcionalitu a otestovať celý systém tak, aby bol pre ľudí bezpečný. Vo virtuálnej realite sa dá modelovať a optimalizovať aj spotreba energie a docieliť predĺženie životnosti robota či riadenie alebo zníženie spotreby odpadu, a to všetko na ploche obrazovky laptopu.
Jednoznačnou výhodou je aj prezentačná schopnosť programu, ktorá umožňuje lepšiu predstavivosť. V spolupráci s rozšírenou realitou a špeciálnymi okuliarmi môže zákazník vidieť svoju budúcu linku priamo v „realite“ vo svojom priestore fabriky, a to so všetkým – s procesmi, rýchlosťou, celým zariadením zo všetkých uhlov a strán.
Najskôr test, až potom realizácia
Ďalšou výhodou digitálneho dvojčaťa je možnosť otestovať zmeny v linke na „nečisto“ v online priestore a až tak prikročiť k ich realizácii „na ostro“. Bez tejto možnosti by sa pri akejkoľvek zmene vo výrobnej linke musela zastaviť výroba a zmeny by sa vykonávali priamo na reálnej linke vo fabrike za účasti všetkých inžinierov.
Len si predstave ten náklad na odstávku linky kvôli x-násobnému testovaniu na vychytanie všetkých „múch“. Dnes už ide o čosi absolútne nemysliteľné. Čo by to znamenalo napríklad pre závod Volvo, kde má ABB nainštalovaných stovky robotov a v jednom robote hneď niekoľko aplikácií? Len v karosárni vykonáva robot bodové zváranie, oblúkové zváranie, obrábanie kovov, spájanie, lisovanie, ťahanie plechov.
Robot, ktorý dokáže meniť a využívať rôzne nástroje
Viaceré úlohy pre jeden robot so striedaním špecializovaných uchopovačov a nástrojov sú dnes už celkom bežné. V kombinácii s rozšírenou realitou to dnes úspešne využívajú v už spomínanom Volve. Vyrábajú sa na nej plastové diely, zahrnutý je tu proces skrutkovania, ale aj spájania dvoch dielov ultrazvukovým zváraním.
Nová myšlienka procesu vznikala najprv v RobotStudiu, ktorého rozšírená realita umožnila nielen demonštrovať finálny návrh procesu (linky operátorom, technikom, manažérom) ale aj implementovať do nej ich následné požiadavky, korekcie a pripomienky pred samotnou investíciou a jej fyzickou realizáciou. Riadiaci pracovníci, manažéri i jednotliví výkonní pracovníci získali plastickú, až takmer hmatateľnú predstavu budúcej linky v 3D, ktorá bola pre všetkých zainteresovaných konkrétnejšia než študovanie plánov a výkresov na papieri.
Pri používaní aplikácie v mobile sa dajú zoomovať požadované miesta, stanica sa dá otáčať a môžete si tak pozrieť všetky jej komponenty z rôznych uhlov. Zároveň umožňuje vidieť prácu robotov a trajektóriu ich pohybov. Potenciálne chyby tak nie sú nákladné, sú len na obrazovke, nie v realite, vďaka čomu sú ľahko odstrániteľné, čo výrazne šetrí čas a peniaze.
Navyše, aplikácia umožňuje zbierať dáta reálnej linky a porovnať ich s dátami optimalizovaného digitálneho dvojčaťa. Ak sú niektoré parametre rozdielne, deviácie sa dajú v realite veľmi flexibilne a promptne upraviť na úroveň optimálnych hodnôt dosiahnutých vo VR. A to ešte skôr, než sa situácia stihne zhoršiť natoľko, že bude potrebná rozsiahlejšia intervencia.
Vizualizácia môže firmám znížiť nielen výrobný čas, ale aj náklady
Vizualizácia robotického riešenia v rozšírenej realite kedykoľvek na mobilnom zariadení je nesporne výhra. Digitálne dvojča linky umožňuje inžinierom a výkonným pracovníkom spolupracovať a optimalizovať jej výkon odkiaľkoľvek na svete. Napríklad, ako v prípade výrobnej fabriky Volvo v Brazílii. Digitálne dvojča vytvorené v RobotStudiu v brazílskom meste Curitiba sa dá zdieľať s kolegami po celom svete a v podstate do 10 minút ho aj realizovať na inom konci sveta. Keďže krajiny čoraz viac prechádzajú od výroby vozidiel s vnútorným spaľovacím motorom (ICE) k elektrickým vozidlám (EV), technológie, ako je aplikácia RobotStudio, by mohli pomôcť výrazne znížiť výrobný čas a náklady.
Vizualizácia, ktorá vyzerá ako v reálnom živote
Rovnako aplikácia RobotStudio AR viewer (dostupná na všetkých platformách) umožňuje používateľom vizualizovať inštaláciu tak, ako by vyzerala v reálnom živote. Používateľom to umožňuje získať úplnejšiu predstavu o veľkosti a mierke navrhovaného dizajnu a vidieť animovanú verziu bunky v akcii.
Funkcia časovej osi umožňuje skontrolovať čas cyklu a rýchlo prejsť do určitého bodu procesu, čím sa otvárajú nové možnosti na zvýšenie výkonu alebo určenie potenciálnych problémov. Aplikácia dokáže škálovať a otáčať modely, aby pomohla s návrhom bunky a našla najlepšiu konfiguráciu pre inštaláciu fyzickej bunky.
Digitálne klony si čoskoro osvojí väčšina fabrík
Nepotrvá dlho a digitálne sa budú klonovať celé prevádzky a fabriky. Vo virtuálnom svete bude možné vidieť výrobu produktov od začiatku do konca linky, optimalizovať jej vstupy aj výstupy.
Virtuálne svety budú naďalej umožňovať vstup umelej inteligencie do procesu návrhu a optimalizácie. Algoritmy strojového učenia sa budú učiť z dát, ktoré sú im poskytnuté prostredníctvom virtuálnych svetov a digitálnych dvojčiat. Tieto potom použijú na výrobu predikcií pre nové dáta.
Všetky výhody, ktoré digitálne dvojčatá zariadení či celej fabriky poskytujú inžinierom, sú jednoducho dostupné pre strojové učenie. Prostredníctvom niektorého z množstva existujúcich druhov učenia sa algoritmy umelej inteligencie zdokonalia a naučia predikovať možné problémy, energetické straty alebo nedokonalosti procesu.
Zabezpečte si RobotStudio od ABB
Pandémia COVID-19 prinútila priemysel zaviesť nové, efektívnejšie spôsoby spolupráce z oddelených miest a aplikácia AR je skvelý spôsob, ako to umožniť.
Technológia už existuje. Návrh robotických buniek môže byť vďaka programovaciemu nástroju ABB RobotStudio® Augmented Reality rovnako jednoduchý ako zdvihnutie telefónu. Možnosť simulácie ich chodu na smartfóne, ktorý má každý vo vrecku, otvára priestor pre jednoduché experimentovanie s rôznymi riešeniami za zlomok času.
