Roboty sterowane przez SI przyspieszają produkcję części metalowych i kompozytowych
Przepaść pomiędzy obecnymi robotami a ich przyszłymi wersjami, inspirowanymi science fiction, może być podsumowana w dwóch słowach: przetwarzanie poznawcze. Jest to ta sama bariera, która obecnie ogranicza działanie większości robotów na liniach produkcyjnych do wykonywania jedynie powtarzalnych czynności. Jej przełamanie może spowodować skrócenie czasu produkcji i obniżenie kosztów. W ramach projektu COROMA (Cognitively enhanced robot for flexible manufacturing of metal and composite parts) podjęto to wyzwanie i opracowano „ulepszonego poznawczo” robota przeznaczonego specjalnie do produkcji elementów metalowych i kompozytowych. Robot ten, zdolny do rozumienia otaczającego go środowiska i uczenia się na podstawie zebranych informacji, wykorzystuje swoje wbudowane mechanizmy wnioskowania i rozpoznawania, aby działać lepiej niż jego odpowiedniki – samodzielnie. „Działanie naszego robota opiera się na technikach rozumienia otoczenia opartych na wizji, dzięki czemu może on poruszać się po zagraconym warsztacie i pomagać w produkcji części”, wyjaśnia Asier Barrios, badacz centrum badawczego IDEKO i koordynator projektu COROMA. „Robot ten może współpracować z ludźmi, korzystać z tej samej wiedzy fachowej dotyczącej procesu produkcyjnego i uczyć się za pomocą czujników i algorytmów uczenia maszynowego”. Weźmy za przykład mielenie – niezbędny krok w wielu procesach przemysłowych, w których materiały są mechanicznie rozdrabniane na malutkie granulki. Robot COROMA w pełni rozumie, w jaki sposób zużywają się narzędzia wykorzystywane w tym procesie. Na podstawie wcześniejszych doświadczeń przewiduje on, kiedy mogą pojawić się niepożądane wibracje. Uczy się również, które obszary niektórych typów części są bardziej podatne na uszkodzenia i sprawdza je w pierwszej kolejności, aby zaoszczędzić czas.
Łączenie autonomicznych kombinacji opartych na SI
Barrios zapytany o to, co uważa za najbardziej innowacyjny aspekt projektu, zwraca uwagę na połączenie różnych rozwiązań zwiększających autonomię opartych na sztucznej inteligencji. „Dotyczy to zarówno procesu produkcyjnego, jak i interakcji między człowiekiem a robotem. Nasze rozwiązanie pozwala robotom osiągać lepszą wydajność, zwiększoną produktywność i lepszą jakość części, zapewniając jednocześnie większą zdolność adaptacji do zmieniających się warunków i potrzeb produkcyjnych. Prowadzi to również do zwiększenia bezpieczeństwa i mobilności oraz zrozumienia otoczenia”, mówi badacz. Aby przetestować swoje roboty w akcji, zespół projektowy przeprowadził demonstracje prototypów w środowiskach produkcyjnych, w których odtworzono warunki panujące w fabrykach. Wykorzystano prawdziwe części z sektora lotniczego, morskiego i energetycznego, a roboty wykonywały różnorodne zadania. „Roboty mieliły części silników lotniczych, rury i stojaki do przechowywania paliwa jądrowego, wyrównywały ich powierzchnie oraz przeprowadzały inspekcję ultradźwiękową dysz generatorów pary. Szlifowały również formy do produkcji kadłubów dużych łodzi z włókna szklanego oraz obrabiały maszynowo elementy kompozytowe łodzi i profili lotniczych”, wyjaśnia Barrios. Korzyści były ogromne. Dzięki mechatronice i wykorzystaniu sztucznej inteligencji, czas programowania robotów został skrócony od 38 % do 98 %. W niektórych procesach całkowity czas produkcji został skrócony nawet o 60 %, natomiast czas potrzebny na rozpoczęcie produkcji nowych części został skrócony nawet o 85 %.
Duże zainteresowanie rynku
Projekt COROMA został pomyślnie ukończony we wrześniu 2019 roku, ale prace nad tego typu rozwiązaniami nadal trwają. Niektóre z wyników projektu zostały już skomercjalizowane przez partnerów projektu jako samodzielne rozwiązania, takie jak oprogramowanie do ręcznego chwytania i sprzęt do laserowej lokalizacji obiektów. „Kilku partnerów projektu pracuje nad wykorzystaniem kompletnego rozwiązania COROMA do mielenia części metalowych i szlifowania dużych form do kompozytów. Niektóre strony trzecie chciałyby wprowadzić je na rynek jako rozwiązania »pod klucz«. Niektóre technologie, takie jak moduł bezpieczeństwa, są jeszcze w fazie certyfikacji, a inne są udoskonalane w celu ich komercjalizacji przez strony trzecie. Technologie te obejmują przewidywanie stabilnej, zautomatyzowanej obróbki, gromadzenie wiadomości o zużywaniu się narzędzi używanych do mielenia oraz nieustanne zdobywanie wiedzy o najczęstszych cechach powodujących powstawanie defektów części metalowych i kompozytowych na użytek przyszłych badań nieniszczących”, podsumowuje Barrios.
Słowa kluczowe
COROMA, SI, robot, przemysł, metal, kompozyt, autonomiczny, produkcja