Jak sztuczna inteligencja może wspierać linie montażowe?
Z danych wynika, że do 2026 r. wartość sztucznej inteligencji (AI) w branży produkcyjnej przekroczy 16,7 mld USD. Bez wątpienia AI jest kluczem do przyszłości produkcji elektroniki, a firmy, które ją wdrożą, będą czerpać korzyści z optymalizacji procesów, oszczędności kosztów i generowania innowacyjnych rozwiązań.
Cyfryzacja, automatyzacja i Przemysł 4.0 – hasła dobrze już znane – napędzają daleko idące zmiany w branży produkcyjnej. Mimo to, według danych firmy Drishti, wciąż aż 72%. usług montażowych w masowej produkcji wykonywanych jest ręcznie. Jak zatem usprawnić linie produkcyjne? Kluczem może okazać się połączenie tradycyjnego podejścia z rozwiązaniami sztucznej inteligencji.
Punkt zwrotny
W branży produkcyjnej wciąż mówi się o Przemyśle 4.0, przemysłowym internecie rzeczy (IIoT), uczeniu maszynowym i automatyzacji. W praktyce jednak, modne hasła nie zawsze mają odzwierciedlenie w rzeczywistości. Choć wymienione, potężne narzędzia faktycznie mogą całkowicie zmienić produkcję, wielu właścicieli zakładów zastanawia się wciąż od czego zacząć proces transformacji.
Systemy klasycznej automatyki, oparte o algorytmy deterministyczne, są w stanie rozwiązywać określone problemy tylko do pewnego momentu. Bez użycia sztucznej inteligencji dochodzi się więc do punktu, w którym dalsza automatyzacja nie przyniesie spodziewanych korzyści. W przypadku produkcji wysokonakładowej, o dużym stopniu powtarzalności, klasyczne podejście do automatyzacji procesów sprawdza się znakomicie. Nadal istnieją również obszary, w których sprawność rąk ludzkich czy umiejętność reagowania na nietypowe sytuacje, są niezastąpione. Gdy jednak stajemy w obliczu wysokiej zmienności produkcji i niskich nakładów, wówczas klasyczna automatyzacja nie zdaje egzaminu.
Kiedy klasyczna automatyzacja nie wystarcza tam pojawia się pole do działania dla sztucznej inteligencji. Istnieje uzasadniona obawa, że jeśli przedsiębiorstwa produkcyjne w Europie nie będą wdrażać inteligentnych rozwiązań, to przegrają konkurencyjnie z Chinami, gdzie produkcja jest tańsza, z uwagi na niższe koszty pracy. Powinniśmy więc, skupić się na podnoszeniu efektywności produkcji, ale również na jej pozostałych aspektach. – Dochodzi tutaj także czynnik związany z elastycznością produkcji, czyli jej planowaniem, dostosowywaniem jej do aktualnych potrzeb, zarządzaniem łańcuchami dostaw, zasobami w fabrykach, a także scenariuszami – czyli co się stanie gdy klient zamówi, albo nie zamówi dany produkt. – wylicza Paweł Szczerkowski, dyrektor zarządzający w firmie Fitech. – Moim zdaniem fabryki, które potrafią robić to optymalnie, będą wygrywać na rynku. – dodaje.
Model hybrydowy
Aby skutecznie wprowadzić rozwiązania Przemysłu 4.0, warto pomyśleć o modelu hybrydowym. W tym celu, można wykorzystać rozwiązania dozoru wizyjnego – kamery, które będą analizować dane gromadzone na linii produkcyjnej. Dostępne obecnie rozwiązania pozwalają odciążyć pracowników od żmudnego, ręcznego zliczania elementów na taśmie i zapisywania wyników. W takim tradycyjnym modelu, dane mogą być niekompletne, a także nieodpowiednio katalogowane. Nie pozwala to wyciągać wniosków i optymalizować produkcji.
Inaczej sprawy mają się, kiedy dane zliczane są i analizowane przez kamerę. Umieszczona nad każdym stanowiskiem roboczym, mierzy proces nieprzerwanie. Dzięki algorytmom sztucznej inteligencji jest także w stanie wychwycić ewentualne błędy i tzw. wąskie gardła. Pozwala to w łatwy sposób zidentyfikować i ograniczyć sytuacje, które zagrażają jakości lub bezpieczeństwu.
Dzisiejsze systemy potrafią już sprawdzać, czy wszystkie etapy danego procesu zostały wykonane. Nie chodzi tutaj o zastępowanie ludzkiej pracy, ale o wspieranie jej, np. w sytuacji, gdy pracownik przypadkowo przeoczył jakiś element. W takim wypadku system może automatycznie uruchomić powiadomienie, które przypomni o pominięciu ważnego etapu – podkreśla Dagmara Pomirska z Axis Communications.
Po nitce do kłębka
Sieciowe rozwiązania dozoru przydają się także w przypadku reklamacji. Jeśli finalny produkt okaże się wadliwy lub klient zgłosi problem z nim związany, dużo łatwiej jest znaleźć przyczynę. W materiale wideo łatwo jest zauważyć, np. tę samą śrubę dokręconą dwukrotnie. Choć wydaje się, że coś takiego nie powinno rodzić problemów, jeśli jest to początkowy etap produkcji, może realnie wpłynąć na dalszy proces lub użytkowanie produktu. Po weryfikacji takich wypadków w materiale wideo, dużo prościej ustosunkować się do reklamacji klienta.
Wykorzystanie sztucznej inteligencji w monitoringu wizyjnym zapewnia nie tylko wgląd w produkcję i zmniejsza liczbę błędów, ale także pomaga zwiększać wartość produktu i optymalizować procesy. – Z danych naszych klientów wynika, że rozwiązania sieciowe zapewniają wymierne korzyści biznesowe. W zależności od typu firmy, są to różnego rodzaju zyski. Przykładowo, jeden z klientów poprawił wydajność o 21 procent, inny obniżył koszty pracy przy linii produkcyjnej o 34 procent, a trzeci zmniejszył wskaźnik defektów produktu o imponujące 48 procent – dodaje Dagmara Pomirska.
AI wkracza do branży EMS
Coraz więcej firm świadczących usługi EMS stara się wykorzystywać automatyzację produkcji, aby usprawnić sposób wykonywania zadań przez pracowników, umożliwiając im wydajniejszą pracę. Istnieje kilka rozwiązań AI, które pozwalają firmom na obniżenie kosztów produkcji, przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności. Warto wiedzieć, że maszyny, wykorzystujące sztuczną inteligencję do wspierania procesów produkcyjnych, m.in. w branży EMS, powstają także w Polsce. Rozwiązanie pozwalające na automatyzację procesu montażu komponentów THT z wykorzystaniem ramienia robotycznego oferuje
Fitech – firma, która opracowuje systemy mające pomóc producentom elektroniki kontraktowej poprawić jakość i efektywność ich działań. – Maszyna zapewnia powtarzalność i eliminuje ryzyko popełnienia błędów w montażu, zapewniając wysoką jakość produktu końcowego – tłumaczy Krzysztof Pyclik, szef działu Robotics R&D z Fitech. – Automatyzacja montażu ręcznego elementów THT niemal w 100% eliminuje prawdopodobieństwo błędów montażowych, optymalizując tym samym koszty operacyjne fabryki. – dodaje ekspert. Z drugiej strony, kontynuowanie procesu produkcyjnego i umożliwienie zamontowania wadliwego komponentu, wiąże się ze zużyciem większej ilości materiałów i niepotrzebnym zajęcie miejsca na linii montażowej. W efekcie zaś powstaje wadliwy produkt, co naraża firmę na straty.
Czy czeka nas rewolucja w produkcji elektroniki?
Sztuczna inteligencja to wciąż młoda i szybko rozwijająca się technologia. Jednak już teraz rewolucjonizuje przemysł produkcyjny. Dzięki wykorzystaniu AI, sektor EMS zyska narzędzia, które pozwolą mu na fundamentalną zmianę sposobu produkcji elektroniki. Sztuczna inteligencja umożliwi firmom podejmowanie decyzji na podstawie wniosków lub predykcji opartych na danych, optymalizację procesów, obniżenie kosztów operacyjnych, a nawet pomoc w zapewnieniu wysokiej jakości obsługi klienta. Bez wątpienia to właśnie AI przygotowuje przemysł produkcji elektroniki do kolejnej, piątej rewolucji.
Inteligentne systemy wizyjne
W przypadku montażu obwodów drukowanych czy produkcji modułów elektronicznych, liczy się jakość. Niepoprawne zamocowanie komponentów na płytce PCB i przejście przez etap lutowania oznacza, że na zmiany jest już za późno. Tymczasem sztuczna inteligencja, uzbrojona w strumień danych, pochodzących z wielu źródeł, może wykrywać błędy montażowe wcześniej, umożliwiając ich wykrywanie i naprawę, zanim staną się nieodwracalne. O ile wizyjna kontrola jakości PCBA nadal bardzo często jest wykonywana przez ludzi, obarczona jest dużym ryzykiem przeoczenia błędów montażowych. Chcąc ich uniknąć, coraz więcej firm z branży EMS decyduje się na wykorzystanie zautomatyzowanej kontroli wizyjnej. Dzięki temu podnoszą efektywność tego procesu. Niektóre idą o krok dalej i stawiają na sztuczną inteligencję w procesie analizy obrazu. Systemy wizyjne, wykorzystujące AI dokonują analizy, opierając się na uczeniu maszynowym. Co to oznacza? – Sztuczna inteligencja może analizować więcej informacji i podejmować decyzje oparte na danych, które pomagają szybko wykryć i usunąć wadliwe elementy tak wcześnie, jak to możliwe. – wyjaśnia ekspert z Fitech. Ponadto systemy wizyjne wykorzystujące AI nigdy się nie męczą – maszyny są w stanie nieprzerwanie wykorzystywać dane i czujniki do wykonywania zadań kontroli jakości.
Co z prywatnością?
Czy jednak operatorzy linii produkcyjnych nie czują się kontrolowani, będąc obserwowanymi przez czujne oko kamery? Według badań Drishti, jest wręcz przeciwnie. Możliwość weryfikacji pracy w materiale wideo, daje zarówno pracodawcy, jak i operatorowi całkowity obiektywizm w ocenie danej sytuacji. Ponadto, zebrane dane mogą być podstawą do szkoleń nowych operatorów – pozwalać im podnosić swoje kompetencje i uczyć się na realnych przykładach.
Warto również podkreślić, że monitoring wizyjny jest całkowicie zgodny z RODO, dzięki zastosowaniu maskowania prywatności. Tego typu rozwiązania pozwalają skutecznie zaciemniać ten fragment obrazu, który zawiera wizerunek pracownika. Dzięki temu, jego dane wrażliwe są chronione i mogą zostać wykorzystane dopiero w sytuacjach, na które zezwala prawo. Maskowanie działa w czasie rzeczywistym i nie wpływa na jakość nagrywanego materiału wideo.
Dzisiejszy monitoring wizyjny to już nie tylko kamery, ale całe systemy, które wspierają branżę produkcyjną, jednocześnie dbając o prywatność i bezpieczeństwo jej pracowników. Warto pamiętać, że czasem nawet niewielka zmiana i skorzystanie z modelu hybrydowego, łączącego zalety pracy manualnej i sztucznej inteligencji, pozwolą postawić krok w kierunku budowy prawdziwej fabryki przyszłości – podsumowuje Dagmara Pomirska.
Czego potrzebuje polski przemysł?
Z danych statystycznych wynika, że poziom robotyzacji polskiego przemysłu jest 2-3 krotnie mniejszy niż naszych południowych sąsiadów i 8 razy mniejszy niż w przemyśle niemieckim, nie mówiąc o liderach jakimi były i są Korea i Japonia. Niemniej trzeba pamiętać, że na polski przemysł składają się podmioty o rożnej dojrzałości i zapleczu kapitałowym. Część fabryk wyrosła od podstaw na naszym rodzimym rynku. Niektóre wyewoluowały z firm rzemieślniczych. Obok nich powstają oddziały międzynarodowych koncernów z dojrzałą strategią produkcji. – Myślę, że potrzeba automatyzacji przebiła się już do ogólnej świadomości i jest postrzegana jako nieodzowne narzędzie do rozwoju biznesu. – stwierdza Paweł Szczerkowski. Takie podejście od lat funkcjonuje w fabrykach, które były lokowane w Polsce przez światowych potentatów – inwestycje greenfieldowe spowodowały konieczność zakupu sprzętu i automatyzacji. Przez ten proces przechodzą obecnie duże zakłady i fabryki produkcyjne, które istnieją na polskim rynku od wielu lat. Niemniej w automatyzację inwestują także prywatne, mniejsze zakłady – na miarę własnych potrzeb i możliwości. Automatyzacja jest więc faktem. Otwartym pozostaje pytanie – czy w dostatecznym wymiarze?
